STUDI AWAL HIDROGEL POLIAKRILAMIDA-CO-KITOSAN

SEBAGAI PENYERAP ION LOGAM Cr, Co, Ni, Cu, Zn DAN Pb

ERVA NURFILAH

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2013 M/ 1434 H

STUDI AWAL HIDROGEL POLIAKRILAMIDA-CO-

KITOSAN SEBAGAI PENYERAP ION LOGAM Cr, Co, Ni, Cu,

Zn DAN Pb

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

ERVA NURFILAH

108096000040

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2013 M / 1434 H

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWA atas rahmat dan

ridhonya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi Awal

Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan Sebagai Penyerap Ion Logam Cr, Co, Ni,

Cu, Zn dan Pb” disusun untuk memenuhi persyaratan Sarjana Strata 1 (S1),

Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri

Syarif Hidayatullah, Jakarta.

Selama penelitian dan penulisan skripsi ini, berbagai pihak telah banyak

memberikan bantuan dan dorongan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini

disampaikan rasa hormat dan ucapan terimakasih terutama diberikan kepada :

1. Adi Riyadhi, M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah sabar

membimbing dan memberikan banyak ilmunya kepada penulis selama ini.

2. Tita Puspitasari, M.Si selaku dosen pembimbing II yang penuh kesabaran

dan keikhlasan dalam membimbing penulis selama ini.

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

Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta.

4. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, UIN

Syarif Hidayatullah, Jakarta.

5. Siti Nurbayti, M.Si selaku dosen penasehat akademik dan juga dosen-

dosen lainnya yang tidak saya sebutkan satu-persatu yang telah

memberikan banyak ilmunya kepada penulis.

vii

6. Teristimewa untuk kedua orangtuaku yang senantiasa memberikan doa,

kasih sayang, semangat serta dorongannya yang tak terhingga kepada

penulis. Kakak, adik, keponakanku dan ka Aji yang telah memberikan

keceriaan dan semangat kepada penulis.

7. Seluruh staff Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR)

BATAN Pasar Jumat (Ibu Oktaviani, Ibu Dewi, Ibu Dian dan yang

lainnya) yang telah memberikan bantuan, saran dan mangajarkan hal baru

kepada penulis.

8. Pak Maryoto dan ka Nita yang telah banyak membantu penulis dalam

menyelesaikan penelitian dan skripsi ini.

9. Teman-teman terbaikku (Isti, Jenia, Meilisa, Ita, Fada, Cide, Nina, Endah,

Arti, Tsani serta yang lainnya) yang telah memberikan dukungan,

semangat dan dorongan kepada penulis.

10. Keluarga besar kimia 2008, yang tidak dapat disebutkan satu persatu,

terimakasih atas saran, dukungan dan bantuannya. Serta semua pihak yang

tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka

dari itu, diperlukan saran dan kritik yang membangun. Semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi khazanah ilmu pengetahuan pada

umumnya.

Jakarta, Januari 2013

Penulis

viii

ABSTRAK

Erva Nurfilah. Studi Awal Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan Sebagai

Penyerap Ion Logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb. Dibimbing oleh Adi Riyadhi dan

Tita Puspitasari.

Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan merupakan suatu hidrogel yang dapat

dimanfaatkan sebagai suatu adsorben untuk menurunkan kadar logam berat.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan hidrogel berbasis

poliakrilamida dan kitosan sebagai adsorben dalam menyerap ion logam Cr6+

,

Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

. Penelitian ini mengkaji pengaruh waktu

perendaman hidrogel terhadap kapasitas penyerapan ion logam, juga untuk

mengetahui pengaruh pH larutan logam, pengaruh berat hidrogel poliakrilamida-

co-kitosan dan pengaruh konsentrasi larutan logam terhadap kapasitas penyerapan

ion logam tersebut. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan direndam dalam larutan

logam dan dikocok pada kecepatan 100 rpm dengan variasi waktu perendaman

hidrogel, variasi pH larutan logam, variasi berat hidrogel, dan variasi konsentrasi

larutan logam. Hasilnya disaring dan filtratnya dianalisis dengan Spektofotometer

Serapan Atom (SSA). Berdasarkan hasil yang diperoleh waktu optimum

perendaman hidrogel poliakrilamida-co-kitosan untuk logam Co2+

dan Zn2+

adalah

30 menit, Cr6+

, Ni2+

, Pb2+

adalah 60 menit (1 jam) dan Cu2+

adalah 300 menit

(5 jam). pH optimum untuk Cr6+

dan Pb2+

yaitu pada pH 7, sedangkan untuk Co2+

,

Ni2+

, Cu2+

dan Zn2+

yaitu relatif baik pada pH 9. Kondisi penyerapan yang relatif

baik yaitu pada berat hidrogel 5 mg dan konsentrasi larutan logam 100 ppm.

Kata kunci : Adsorpsi, Kitosan, Poliakrilamida, Hidrogel, Logam berat, Irradiasi

sinar gamma.

ix

ABSTRACT

Erva Nurfilah. Preliminary study of hydrogel polyacrylamide-co-chitosan as an

absorbent metals ion Cr, Co, Ni, Cu, Zn and Pb. Guided by Adi riyadhi and Tita

Puspitasari.

Hydrogel polyacrylamide-co-chitosan is a hydrogel that can be used as an

adsorbent to lower the levels of heavy metals. Research is aimed to determine the

ability of hydrogel based Polyacrylamide and chitosan as the adsorbent in

absorbing metal ions Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

, and Pb2+

. This research had

study the influence of time due to soaking hydrogel against the capacity of the

absorption of metal ions, also to know the influence of metal pH solution,

influence of hydrogel polyacrylamide-co-chitosan weight and influence of metal

solution concentration to the capacity of the absorption of the metal ions.

Hydrogel polyacrylamide-co-Chitosan had been swelled in a solution of metal and

in shaker at 100 rpm with soaking variation time of hydrogel, solution pH

variations, variations of hydrogel weight, and variations of metal consentration

solution. The results are filtered and the filtrate analyzed by Atomic Absorption

Spectrophotometer (AAS). Based on the obtained results the optimum time of

soaking hydrogel polyacrylamide-co-Chitosan for Co2+

and Zn2+

metal is

30 minutes, Cr6+

, Ni2+

, Pb2+

is 60 minutes (1 hour) and Cu2+

is 300 minutes

(5 hours). the optimum pH for Cr6+

and Pb2+

are at pH 7, while for metal Co2+

,

Ni2+

, Cu2+

and Zn2+

relatively good at pH 9. A relatively good absorption

conditions namely weight on 5 mg hydrogel and concentration of metal solution

100 ppm.

Keywords : Adsorption, Chitosan, Polyacrylamide, Hydrogel, Heavy metals,

Irradiasi gamma rays.

x

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .................................................................................... vi

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

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

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvi

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

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

1.2. Perumusan Masalah .................................................................................. 4

1.3. Hipotesis .................................................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 6

2.1. Adsorpsi .................................................................................................... 6

2.1.1. Metode Sorpsi ................................................................................. 9

2.1.2. Biosorpsi ......................................................................................... 9

2.2. Hidrogel .................................................................................................... 11

2.3. Poliakrilamida ........................................................................................... 13

2.4. Kitosan ...................................................................................................... 15

2.5. Logam Berat .............................................................................................. 17

2.5.1. Kromium (Cr) ................................................................................. 18

xi

2.5.2. Kobalt (Co) ..................................................................................... 19

2.5.3. Nikel (Ni) ........................................................................................ 20

2.5.4. Tembaga (Cu).................................................................................. 21

2.5.5. Seng (Zn) ......................................................................................... 22

2.5.6. Timbal (Pb) ..................................................................................... 23

2.6. Iradiasi Sinar Gamma (γ) .......................................................................... 24

2.6.1. Interaksi Sinar Gamma dengan Materi ........................................... 25

2.6.2. Sumber Radiasi ............................................................................... 27

2.6.3. Dosis Radiasi ................................................................................... 28

2.6.4. Efek Radiasi terhadap Materi .......................................................... 29

2.7. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) .................................................... 30

2.7.1. Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom ............................. 33

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 37

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 37

3.2. Alat dan Bahan .......................................................................................... 37

3.2.1. Alat ................................................................................................. 37

3.2.2. Bahan .............................................................................................. 37

3.3. Pembuatan Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan ...................................... 38

3.4. Uji Sifat Fisika .......................................................................................... 38

3.4.1. Penentuan fraksi gel dari hidrogel .................................................. 38

3.4.2. Penentuan rasio swelling ................................................................ 39

3.4.3. Penentuan nilai dan waktu Equilibrium Degree of Swelling (EDS) 39

3.5. Uji Hidrogel sebagai Penyerap Ion Logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb .... 39

xii

3.5.1. Efek waktu perendaman gel terhadap kapasitas penyerapan logam 39

3.5.2. Efek pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan logam ....... 40

3.5.3. Efek berat gel terhadap kapasitas penyerapan logam ..................... 40

3.5.4. Efek konsentrasi awal larutan logam terhadap kapasitas penyerapan

logam .............................................................................................. 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 42

4.1. Uji Sifat Fisika Hidrogel ........................................................................... 43

4.1.1. Penentuan fraksi gel dari hidrogel .................................................. 43

4.1.2. Penentuan rasio swelling ................................................................ 43

4.1.3. Penentuan Equilibrium Degree of Swelling (EDS) ........................ 45

4.2. Penentuan Kondisi Optimum .................................................................... 46

4.2.1. Pengaruh waktu perendaman hidrogel terhadap penyerapan logam 46

4.2.2. Pengaruh pH terhadap penyerapan logam ...................................... 49

4.2.3. Pengaruh berat gel terhadap penyerapan logam ............................. 51

4.2.4. Pengaruh konsentrasi awal logam terhadap penyerapan logam ..... 53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 57

5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 57

5.2. Saran ........................................................................................................ 58

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 59

LAMPIRAN .................................................................................................... 64

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Perbedaan adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia.................................... 8

Tabel 2. Pengaruh waktu perendaman gel terhadap kapasitas penyerapan ion

logam ................................................................................................. 48

Tabel 3. Pengaruh pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan ion logam 50

Tabel 4. Pengaruh berat hidrogel terhadap kapasitas penyerapan ion logam .. 52

Tabel 5. Pengaruh konsentrasi awal larutan logam terhadap kapasitas

penyerapan ion logam ...................................................................... 55

Tabel 6. Data fraksi gel .................................................................................... 65

Tabel 7. Data rasio swelling ............................................................................ 66

Tabel 8. Data EDS ............................................................................................ 67

Tabel 9. Pembuatan larutan buffer ................................................................... 71

Tabel 10. Kurva standar logam kromium (Cr) ................................................. 73

Tabel 11. Kurva standar logam kobalt(Co) ...................................................... 74

Tabel 12. Kurva standar logam nikel (Ni) ....................................................... 75

Tabel 13. Kurva standar logam tembaga (Cu) ................................................. 76

Tabel 14. Kurva standar logam seng (Zn) ........................................................ 77

Tabel 15. Kurva standar logam timbal (Pb) ..................................................... 78

Tabel 16. Data hasil analisis pengaruh waktu perendaman hidrogel terhadap

penyerapan ion logam ...................................................................... 79

Tabel 17. Data hasil analisis pengaruh pH larutan logam terhadap

penyerapan ion logam ...................................................................... 82

Tabel 18. Data hasil analisis pengaruh berat hidrogel terhadap penyerapan

ion logam ......................................................................................... 85

xiv

Tabel 19. Data hasil analisis pengaruh konsentrasi awal larutan logam

terhadap penyerapan ion logam ....................................................... 88

Tabel 20. Baku Mutu Limbah Cair KEP-51/MENLH/10/1995 ....................... 95

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. (a) Ilustrasi hidrogel poliakrilamida-co-kitosan, (b) Struktur

Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan .............................................. 12

Gambar 2. Struktur poliakrilamida .................................................................. 15

Gambar 3. Struktur kitosan .............................................................................. 16

Gambar 4. Efek fotolistrik................................................................................ 26

Gambar 5. Efek hamburan Compton ............................................................... 26

Gambar 6. Produksi pasangan ion .................................................................... 27

Gambar 7. Prinsip kerja Spektrofotometer Serapan Atom............................... 32

Gambar 8. Hollow Cathode Lamp ................................................................... 35

Gambar 9. Electrodelles Discharge Lamp ....................................................... 35

Gambar 10. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan, (a) sebelum swelling,

(b) setelah swelling ...................................................................... 42

Gambar 11. (a) Ilustrasi proses swelling hidrogel ........................................... 43

Gambar 12. Rasio swelling .............................................................................. 44

Gambar 13. Pengaruh waktu perendaman gel poliakrilamida-co-kitosan

terhadap kapasitas penyerapan berbagai macam logam.............. 47

Gambar 14. Pengaruh pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan

berbagai macam logam ............................................................... 49

Gambar 15. (a) Pengaruh berat gel terhadap kapasitas penyerapan ion logam,

(b) Pengaruh berat gel terhadap efisiensi penyerapan ion logam 51

Gambar 16. (a) Pengaruh konsentrasi awal logam terhadap kapasitas

penyerapan ion logam, (b) Pengaruh konsentrasi awal logam

terhadap efisiensi penyerappan ion logam .................................. 54

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Bagan Kerja Pembuatan Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan .... 64

Lampiran 2. Hasil Analisis Fraksi Gel ............................................................. 65

Lampiran 3. Hasil Analisis Rasio Swelling ...................................................... 66

Lampiran 4. Hasil Analisis EDS ...................................................................... 67

Lampiran 5. Contoh perhitungan fraksi gel, rasio swelling dan EDS .............. 68

Lampiran 6. Contoh perhitungan pembuatan larutan logam dan

larutan buffer ............................................................................... 69

Lampiran 7. Contoh perhitungan kapasitas penyerapan dan efisiensi

Penyerapan .................................................................................. 72

Lampiran 8. Kurva kalibrasi ............................................................................ 73

Lampiran 9. Data Hasil Analisil Logam .......................................................... 79

Lampiran 10. Baku Mutu Limbah Cair KEP-51/MENLH/10/1995 ................ 95

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan penduduk yang semakin pesat saat ini memicu pula

pesatnya pertumbuhan dalam bidang industri sehingga semakin banyak limbah

yang dihasilkan. Limbah industri yang mengandung logam berat dan tergolong

limbah B3 (Bahan Beracun dan Berbahaya) jika berada di lingkungan dalam

jumlah yang melewati ambang batas dapat membahayakan lingkungan sekitarnya.

Salah satu industri yang menimbulkan pencemaran yaitu industri pelapisan logam

atau electroplating. Logam berat yang terkandung dalam limbah industri ini

antara lain Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb. Limbah ini memerlukan penanganan

khusus agar konsentrasinya dapat diminimalisir dan tidak berdampak buruk bagi

lingkungan.

Belakangan ini, usaha pengendalian limbah ion logam semakin

berkembang dan mengarah pada upaya pencarian metode baru yang murah, efektif

dan efisien. Salah satunya yaitu dengan menggunakan metode adsorpsi. Proses

adsorpsi ini lebih banyak dipakai dalam industri karena mempunyai beberapa

keuntungan, yaitu lebih ekonomis dan tidak menimbulkan efek samping yang

beracun serta mampu menghilangkan bahan-bahan organik. Adsorpsi adalah

proses akumulasi adsorbat pada permukaan adsorben yang disebabkan oleh gaya

tarik antar molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Interaksi yang terjadi

pada molekul adsorbat dengan permukaan kemungkinan diikuti lebih dari satu

2

interaksi, tergantung pada struktur kimia masing-masing komponen.Ada dua jenis

adsorpsi yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Pada adsorpsi fisika ini terjadi

karena disebabkan oleh gaya Van der Waals yang ada pada permukaan adsorben,

panas adsorpsi fisika biasanya lebih rendah. Sedangkan pada adsorpsi kimia

terjadi reaksi antara zat yang terserap dengan adsorben dan panas adsorpsinya

tinggi. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu proses pengadukan,

karakteristik adsorben, kelarutan dari adsorbat, ukuran molekul adsorbat, pH dan

temperatur (Pujiastuti et al., 2004).

Hidrogel adalah salah satu bahan yang akhir-akhir ini banyak diteliti

sebagai alternatif adsorben ion logam berat (Ozkahraman, 2011). Hidrogel ini

mampu menyerap air, sehingga aplikasi hidrogel sebagai adsorben ion logam

dalam air perlu terus dikembangkan.

Akrilamida adalah salah satu jenis monomer hidrofilik yang merupakan

bahan baku paling populer untuk pembuatan polimer poliakrilamida. Sesuai

dengan pengembangan di bidang penelitian dan teknologi, maka pada beberapa

tahun belakangan ini penelitian yang berkaitan dengan polimer poliakrilamida

sedang dikembangkan sebagai bahan dasar untuk bahan biomaterial baru seperti

hidrogel poliakrilamida. Hal ini dikarenakan hidrogel poliakrilamida digunakan

untuk matriks penyimpan air dan yang paling menjanjikan ke depan adalah

sebagai bahan penyerap (absorbent). Namun demikian, hidrogel poliakrilamida

mempunyai kelemahan seperti kemampuannya dalam menyerap air (swelling)

terbatas dan merupakan homopolimer dengan sifat fisik relatif rendah, sehingga

pengembangan untuk aplikasinya juga terbatas (Erizal et al., 2007).

3

Untuk menaikkan sifat swellingnya perlu ditambahkan suatu zat lain

misalnya polimer yang juga bersifat menyerap air. Pada umumnya penambahan

polimer lain yang kompatibel pada suatu jenis homopolimer akan menaikkan sifat

fisiknya baik modifikasinya dilakukan dengan cara reaksi kimia maupun radiasi.

Kitosan sebagai biopolimer dapat digunakan untuk menyerap ion logam

berat yang terdapat dalam air permukaan dan limbah industri. Selain karena

biopolimer ini mudah diperoleh dan ramah lingkungan, biopolimer tersebut

memiliki gugus-gugus fungsi yang berbeda seperti hidroksil dan amina yang

memungkinkan ion logam dapat terikat baik secara adsorpsi fisik maupun

adsorpsi kimia (Schmul et al., 2001). Penggunaan biopolimer ini dapat

bermanfaat dalam pengolahan limbah industri yang mengandung logam-logam

berat seperti Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb (Marganof, 2007). Pencemaran logam-

logam berat tersebut dapat membahayakan kehidupan perairan dan kesehatan

manusia meskipun dalam jumlah yang sangat kecil. Penelitian sebelumnya

melaporkan bahwa telah banyak metode yang digunakan untuk menghilangkan

logam berat dalam perairan diantaranya presipitasi, filtrasi, penukar ion,

elektrodeposisi, adsorpsi dan sistem membrane (Schmul et al., 2001). Metode-

metode tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, bahkan

terkadang masih menyisakan masalah.

Dalam penelitian ini akan dipelajari kemampuan hidrogel berbasis

poliakrilamida-co-kitosan dibuat dengan menggunakan metode iradiasi sinar

gamma. Analisis logam yang terserap oleh hidrogel di ukur dengan menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).

4

1.2. Perumusan Masalah

1. Bagaimanakah potensi hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dalam

menyerap ion logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb.

2. Apakah terdapat hubungan antara penyerapan ion logam Cr, Co, Ni, Cu,

Zn dan Pb oleh hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dengan variasi waktu

perendaman gel dalam larutan ion logam, pH larutan ion logam, berat gel

dan konsentrasi larutan ion logam.

1.3. Hipotesis

1. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dapat menyerap ion logam berat Cr,

Co, Ni, Cu, Zn dan Pb pada kondisi optimum.

2. Kemampuan penyerapan ion logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb dipengaruhi

oleh variasi waktu perendaman, pH, berat gel dan konsentrasi larutan ion

logam.

1.4.Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan hidrogel berbasis

poliakrilamida dan kitosan sebagai adsorben yang dapat menyerap ion logam Cr,

Co, Ni, Cu, Zn dan Pb dan mempelajari kondisi optimum penyerapan ion logam

tersebut. Kondisi optimum yang dipelajari meliputi efek waktu perendaman, pH

larutan logam, berat gel dan konsentrasi larutan ion logam.

5

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan

informasi bahwa hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dapat digunakan sebagai

penyerap ion logam Cr, Co, Ni,Cu, Zn dan Pb sehingga dapat diaplikasikan dalam

upaya mengurangi pencemaran lingkungan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Adsorpsi

Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu

terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya

tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap ke dalam

(Atkins, 1982).

Proses adsorpsi dapat terjadi karena adanya gaya tarik atom atau molekul

pada permukaan padatan. Adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-

molekul yang lain yang bersentuhan dengan permukaan padatan, baik fasa gas

atau fasa larutan ke dalam permukaannya. Akibatnya, konsentrasi molekul pada

permukaan menjadi lebih besar dari pada dalam fasa gas atau zat terlarut dalam

larutan. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk

ke dalam absorben sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada

permukaannya (Sukardjo, 1990).

Adsorpsi dapat terjadi pada antarfasa padat-cair, padat-gas atau gas-cair.

Molekul yang terikat pada bagian permukaan disebut adsorbat, sedangkan

permukaan yang menyerap molekul-molekul adsorbat disebut adsorben. Pada

adsorpsi, interaksi antara adsorben dengan adsorbat hanya terjadi pada permukaan

adsorben. Adsorpsi adalah gejala pada permukaan, sehingga semakin besar luas

permukaan, maka semakin banyak zat yang teradsopsi. Walaupun demikian,

adsorpsi masih bergantung pada sifat zat pengadsorpsi (Fatmawati, 2006).

7

Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi antara lain struktur adsorben,

berat adsorben, pH media, ukuran partikel, kapasitas pertukaran ion dan suhu.

Adsorpsi tergantung luas permukaan adsorben, semakin poros adsorben, maka

daya adsorpsinya semakin besar. Adsorben padat yang baik yaitu porositasnya

tinggi, permukaannya sangat luas sehingga adsorbsi terjadi pada banyak tempat.

Demikian juga untuk konsentrasi dan luas permukaan, semakin besar konsentrasi

adsorbat maka semakin banyak adsorbat yang teradsorpsi dan semakin besar luas

permukaan adsorben, maka adsorpsinya pun semakin besar pula (Wiyarsi dan

Priyambodo, 2009).

Berdasarkan besarnya interaksi antara adsorben dengan adsorbat, adsorpsi

dibedakan menjadi dua macam yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia.Dalam

adsorpsi fisika, molekul-molekul teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan

ikatan yang lemah (ikatan Van der Waals). Adsorpsi ini bersifat reversibel,

sehingga molekul-molekul yang teradsorpsi mudah dilepaskan kembali dengan

cara menurunkan tekanan gas atau konsentrasi zat terlarut. Panas adsorpsi yang

menyertai adsorpsi fisika yaitu berkisar 10 kJ/mol (Danarto, 2007). Adsorpsi

fisika umumnya terjadi pada temperatur yang rendah dan jumlah zat yang

teradsorpsi akan semakin kecil dengan naiknya suhu. Demikian juga kondisi

kesetimbangan tercapai segera setelah adsorben bersentuhan dengan adsorbat. Hal

ini dikarenakan dalam fisika tidak melibatkan energi aktivasi.

Pada adsorpsi kimia, molekul-molekul yang teradsorpsi pada permukaan

adsorben bereaksi secara kimia. Hal ini disebabkan pada adsorpsi kimia terjadi

pemutusan dan pembentukan ikatan. Oleh karena itu, panas adsorpsinya

8

mempunyai kisaran yang sama seperti reaksi kimia, yaitu berkisar 100 kJ/mol.

Ikatan antara adsorben dengan adsorbat dapat cukup kuat sehingga struktur

aslinya tidak dapat ditemukan kembali. Adsorpsi ini bersifat irreversibel dan

diperlukan energi yang banyak untuk melepaskan kembali adsorbat (dalam proses

adsorpsi) karena ikatannya berupa ikatan kimia yang sangat kuat. Pada umumnya,

dalam adsorpsi kimia jumlah (kapasitas) adsorpsi bertambah besar dengan

naiknya temperatur. Zat yang teradsorpsi membentuk satu lapisan monomolekuler

dan relatif lambat tercapai kesetimbangan karena dalam adsorpsi kimia

melibatkan energi aktivasi (Oscik, 1982).

Secara singkatnya perbedaan adsorpsi secara fisika dan kimia dapat dilihat

pada tabel di bawah ini :

Tabel 1. Perbedaan adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia

Adsorpsi fisika Adsropsi kimia

1. Molekul terikat pada adsorben

oleh gaya van der waals

2. Mempunyai entalpi -4 sampai -40

kJ/mol

3. Dapat membentuk lapisan

multilayer

4. Adsorbsi dapat terjadi pada suhu

ruang

5. Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan fungsi adsorbat

6. Tidak melibatkan energi aktivasi

tertentu

7. Bersifat tidak spesifik

1. Molekul terikat pada adsorben

oleh ikatan kimia

2. Mempunyai entalpi reaksi -40

sampai -800 kJ/mol

3. Membentuk lapisan monolayer

4. Adsorpsi dapat terjadi pada suhu

tinggi

5. Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan karakteristik adsorben

dan adsorbat

6. Melibatkan energi aktivasi

tertentu

7. Bersifat sangat spesifik

Proses adsorpsi berlangsung melalui tiga tahapan, yaitu makrotransport,

mikrotransport dan sorpsi. Makrotransport meliputi perpindahan adsorbat melalui

air menuju interfase cair-padat dengan proses difusi. Mikrotransport meliputi

9

difusi adsorbat melalui sistem makroposi dan submikropori.Sorpsi merupakan

istilah untuk menjelaskan kontak adsorbat terhadap adsorben. Istilah ini

digunakan karena sulitnya membedakan proses yang berlangsung, apakah

fisiosorpsi atau kimisorpsi. Kapasitas adsorpsi suatu adsorben untuk sebuah

kontaminan dapat ditentukan dengan menghitung isoterm adsorpsi.

2.1.1. Metode sorpsi

Metode sorpsi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu statis (batch) dan

dinamis (kolom).

1. Cara statis (batch) yaitu ke dalam wadah yang berisi sorben dimasukkan

larutan yang mengandung komponen yang diinginkan, selanjutnya di aduk

dalam waktu tertentu, kemudian dipisahkan dengan cara penyaringan atau

dekantasi. Komponen yang telah terikat pada sorben dilepaskan kembali

dengan melarutkan sorben dalam pelarut tertentu dan volumenya lebih

kecil dari volume larutan mula-mula.

2. Cara dinamis (kolom) yaitu ke dalam kolom yang telah diisi dengan

sorben dilewatkan larutan yang mengandung komponen tertentu

selanjutnya komponen yang telah terserap dilepaskan kembali dengan

mengalirkan pelarut (eluen) sesuai yang volumenya lebih kecil (Hanjono,

1995).

2.1.2. Biosorpsi

Pencarian untuk teknologi baru yang melibatkan pemindahan logam

beracun dari air limbah telah mengarahkan perhatian terhadap biosorpsi,

berdasarkan kapasitas pengikatan logam berbagai material biologi. Biosorpsi

10

dapat didefinisikan sebagai kemampuan material biologi untuk mengakumulasi

logam berat dari air limbah melalui jalur metabolisme fisika-kimia dimediasi atau

melalui proses serapan (Fourest dan Roux, 1992). Ganggang, bakteri, jamur dan

ragi telah terbukti potensial sebagai biosorben logam (Volesky, 2011).Keuntungan

utama dari biosorpsi atas metode konvensional yaitu diantaranya biaya rendah,

efisiensi tinggi, minimisasi bahan kimia dan biologi. Proses biosorpsi melibatkan

fasa padat (sorben atau biosorben) dan fase cair (pelarut, biasanya air) berisi

spesies terlarut akan diserap (adsorbat, ion logam).

Proses biosorpsi terjadi ketika ion logam berat mengikat dengan 2 cara

yang berbeda, pertama terjadi pertukaran ion dimana ion monovalen dan divalen

seperti Na, Mg dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat dan

kedua terbentuk senyawa kompleks antara ion-ion logam berat dengan fungsional

grup seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, pospat dan hidroksi-karbonil yang

berada pada dinding sel. Proses biosorpsi dapat lebih efektif dengan adanya pH

dan ion-ion lainnya.

Proses penyerapan (sorpsi) dapat melalui pengikatan aktif dan pasif.

Pengikatan aktif melibatkan reaksi metabolisme terjadi pada biomaterial, tidak

seperti sorben sintesis (resin, silika dan selulosa) yang hanya mengandung satu

macam gugus fungsi.Biomaterial memiliki beberapa gugus fungsi yang ditemukan

dalam sel dan dinding selnya. Gugus fungsi aktif dalam proses penyerapan

diantaranya, karboksil, hidroksil, amino, phospat dan lain-lain (Guibal et al.,

1997).

11

2.2.Hidrogel

Hidrogel adalah salah satu jenis makromolekul polimer hidrofilik yang

berbentuk jaringan berikatan silang, mempunyai kemampuan mengembang dalam

air (swelling) serta mempunyai daya diffusi air yang tinggi. Hidrogel ini memiliki

sifat dasar dapat menyerap air lebih dari 15 kali berat keringnya sendiri, bisa

menggembung (swelling) karena meningkatnya entropi jaringan polimer dan air

yang telah diserap sukar untuk lepas dan hidrogel tersebut tidak larut oleh solvasi

molekul-molekul air melalui ikatan hidrogen karena adanya gugus ionik alami dan

struktur saling bersambungan (interconnected) (Anahet al., 2010).

Faktor yang mempengaruhi penyerapan air adalah tekanan osmotik, yang

berdasarkan pada ion penukar yang dapat berpindah dan afinitas antara polimer

elektrolit dan air. Faktor yang menahan tenaga penyerapan sebagai lawannya

adalah adanya elastisitas gel hasil dari struktur jaringannya. Karena

karakteristiknya yang unggul maka hidrogel di pakai secara luas dibidang

agrikultur, holtikultur, sanitary dan medis. Kemampuan gel yang membengkak

dan melepaskan air ke sekelilingnya secara terkendali telah menjadikan material

hidrogel di pakai untuk produk-produk pengendali kelembaban, keperluan farmasi

dan sebagai pengkondisi tanah. Karakteristik lain dari hidrogel adalah sifat seperti

karet alam yang dapat digunakan untuk mengendalikan konsistensi produk dalam

bidang kosmetik, dan di pakai untuk memberi sifat-sifat yang berdampak segel

untuk produk–produk yang kontak dengan air atau larutan encer, seperti kawat

dan kabel bawah tanah. Jadi kapasitas penyerapan air atau water absorption

capacity (WAC) adalah karakteristik utama untuk hidrogel (Anah et al., 2010).

12

Kelemahan utama dari hidrogel ini berbentuk homopolimer yang

mempunyai sifat mekanik relatif rendah dan mudah rapuh sehingga

pengembangannya untuk aplikasi menjadi sangat terbatas. Kelebihan dari hidrogel

ini adalah harganya yang ekonomis dan mudah untuk dibuat serta bahan-bahannya

yang mudah di dapat.struktur hidrogel dapat dilihat dari Gambar 1 berikut :

(a)

(b)

Gambar 1.(a) Ilustrasi Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan, (b) Struktur Hidrogel

Poliakrilamida-co-Kitosan

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

CCHH CC

NNHH22

CC OO

Ikatan silang (crosslinking)

Kitosan

13

Salah satu hidrogel lain selain poliakrilamida-co-kitosan adalah Poli(vinil)

pirolidon (PVP)-k-karaginan yang digunakan sebagai pembalut luka bakar.

Poli(vinil) pirolidon (PVP) dan k-karaginan merupakan polimer yang tidak toksik,

pada umumnya banyak digunakan dalam bidang kesehatan, farmasi, serta

kosmetika. Kegunaan k-karaginan dalam sintesis hidrogel ini adalah untuk

menaikkan viskositas larutan PVP dan untuk mengekang air, sehingga diperoleh

suatu sistem padatan campuran PVP-karaginan yang mudah dalam

penanganannya pada shaping (membentuk produk) yang diinginkan dalam proses

iradiasi. Hal ini merupakan salah satu keunggulan dari aplikasi radiasi selain

untuk reaksi polimerisasi/kopolimerisasi maupun sterilisasi produk yang dapat

berlangsung secara simultan (Erizal, 2008).

2.3. Poliakrilamida

Poliakrilamida merupakan polimer dari akrilamida.Akrilamida

(CH2=CHCONH2) adalah senyawa kimia berwarna putih, tidak berbau, berbentuk

kristal padat yang sangat mudah larut dalam air dan mudah bereaksi melalui

reaksi amida atau ikatan rangkapnya. Monomernya cepat berpolimerisasi pada

titik leburnya atau di bawah sinar ultraviolet. Akrilamida dalam larutan bersifat

stabil pada suhu kamar dan tidak berpolimerisasi secara spontan (Harahap, 2006).

Akrilamida (AAM) adalah salah satu jenis monomer hidrofilik yang

merupakan bahan baku paling populer untuk pembuatan polimer poliakrilamida

(PAAM) yang digunakan sebagai media penunjang dalam elektroforesis

(Raymond, 1959). Sesuai dengan kemajuan dalam pengembangan di bidang

14

penelitian dan teknologi, maka pada beberapa tahun belakangan ini penelitian

yang berkaitan dengan polimer PAAM sedang dikembangkan secara intensif

sebagai bahan dasar (base material) untuk bahan biomaterial baru antara lain

sebagai hidrogel PAAM digunakan di bidang kosmetik sebagai pengganti silikon

dalam bedah plastik. Hal ini dikarenakan hidrogel PAAM mempunyai sifat

biokompatibel dengan tubuh tidak menyebabkan sensititasi pada kulit, tidak

pirogen, dan tidak menyebabkan hidrolisis protein. Selain itu, hidrogel PAAM

digunakan sebagai bahan penyerap (absorbent) dalam personal care misalnya,

sebagai absorben dalam popok bayi, pembalut wanita dan pembalut luka. Namun

demikian, hidrogel PAAM mempunyai kelemahan antara lain kemampuannya

dalam menyerap air (swelling) terbatas dan merupakan homopolimer dengan sifat

fisik yang relatif rendah, sehingga pengembangan untuk aplikasinya juga terbatas

(Erizal dan Rahayu, 2009).

Untuk menaikkan sifat swellingnya perlu ditambahkan suatu zat lain

misalnya polimer yang juga bersifat menyerap air. Pada umumnya penambahan

polimer lain yang kompatibel pada suatu jenis homopolimer akan menaikkan sifat

fisiknya yang dapat dimodifikasi dengan cara reaksi kimia maupun radiasi

(Erizal et al., 2007).

Akrilamida merupakan monomer yang mempunyai ikatan rangkap dua

dalam struktur molekulnya yang peka terhadap paparan radiasi membentuk

radikal bebas, pada akhir proses reaksi radikal bebas membentuk hidrogel dengan

jaringan ikatan silang IPN (interpenetrating network) yang memungkinkan

masuknya zat organik atau anorganik ke dalamnya(Erizal dan Rahayu, 2009)

15

Struktur akrilamida dapat dilihat pada Gambar 2 sebagai berikut :

Gambar 2.Struktur Poliakrilamida

2.4. Kitosan

Kitosan dihasilkan dari kitin dan mempunyai sruktur kimia yang sama

dengan kitin, terdiri dari rantai molekul yang panjang dan berat molekulnya

tinggi. Perbedaan antara kitin dengan kitosan adalah pada setiap cincin molekul

kitin terdapat gugus asetil (-CH3-CO) pada atom karbon kedua, sedangkan pada

kitosan terdapat gugus amina (-NH2). Kitosan dapat dihasilkan dari kitin melalui

proses deasetilasi yaitu dengan cara direaksikan dengan menggunakan alkali

konsentrasi tinggi dengan waktu yang relatif lama dan suhu yang tinggi (Apsari,

2010).

Jika sebagian besar gugus asetil pada kitin disubstitusikan oleh hidrogen

menjadi gugus amino dengan penambahan basa konsentrasi tinggi, maka hasilnya

dinamakan kitosan atau kitin terdeasetilasi. Kitosan relatif lebih banyak digunakan

pada berbagai bidang industri kesehatan dan terapan karena kitosan dapat dengan

mudah berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein (Apsari, 2010).

16

Struktur kitosan dapat dilihat dari Gambar 3 sebagai berikut :

Gambar 3.Struktur Kitosan

Adanya gugus fungsi hidroksil primer dan sekunder mengakibatkan

kitosan mempunyai keaktifan kimia yang tinggi. Gugus fungsi yang terdapat pada

kitosan memungkinkan juga untuk modifikasi kimia yang beraneka ragam

termasuk reaksi-reaksi dengan zat perantara ikatan silang, kelebihan ini dapat

memungkinkan kitosan digunakan sebagai bahan campuran bioplastik, yaitu

plastik yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan.

Salah satu kegunaan kitosan adalah afinitasnya dalam menyerap ion logam

berat. Besarnya afinitas kitosan dalam mengikat logam sangat tergantung dari

karakteristik makro-struktur kitosan yang dipengaruhi oleh sumber dan kondisi

pada proses isolasi (Schmuhl et al.,2001). Bentuk serpihan kitosan, afinitasnya

terhadap ion logam telah diuji coba terhadap ion Pb2+

, Ni2+

, dan Cr6+

oleh

Jamaludin (1994) dan ion logam Cu(II) dan Cr(VI) oleh Nurdiani (2005).

Modifikasi kitosan dapat dilakukan untuk meningkatkan penyerapannya terhadap

ion logam. Guibal etal(1992) menyatakan bahwa modifikasi kimia kitosan

menjadi bentuk gel dapat meningkatkan kemampuan dan kapasitas serapnya

terhadap ion logam berat. Hal ini disebabkan karena bentuk gel mempunyai

volume pori yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk serpihan.

17

Kegunaan kitosan yang lainnya diantaranya digunakan didalam berbagai

industri seperti industri farmasi, kesehatan, biokimia, bioteknologi, pangan,

pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, tekstil, industri perkayuan, industri

kertas, dan industri elektronika. Aplikasi khusus berdasarkan sifat yang

dimilikinya diantaranya untuk pengolahan limbah cair terutama sebagai resin

penukar ion untuk meminimalisir logam-logam berat dan mengurangi kekeruhan

(Meriatna, 2008).

2.5. Logam Berat

Menurut Fardiaz (1995) istilah logam berat sebenarnya sudah

dipergunakan secara luas terutama dalam perpustakaan ilmiah sebagai unsur yang

menggambarkan bentuk dari logam tertentu.Semua logam berat dapat dikatakan

sebagai bahan beracun yang dapat meracuni makhluk hidup.Sebagai contoh logam

berat air raksa (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), dan krom (Cr).Namun demikian,

meskipun semua logam berat dapat mengakibatkan keracunan atas makhluk

hidup, sebagian dari logam-logam berat tersebut dibutuhkan oleh makhluk

hidup.Kebutuhan tersebut dalam jumlah yang sangat kecil/sedikit.Tetapi apabila

kebutuhan yang sangat kecil tersebut tidak terpenuhi dapat berakibat fatal

terhadap kelangsungan makhluk hidup.Karena tingkat kebutuhan yang sangat

dipentingkan maka logam-logam tersebut juga dinamakan sebagai logam-logam

esensial tubuh.Bila logam-logam esensial yang masuk ke dalam tubuh dalam

jumlah yang berlebihan, maka berubah fungsi menjadi racun.Contoh dari logam

berat esensial ini adalah tembaga (Cu), seng (Zn), dan nikel (Ni) (Fardiaz, 1995).

18

2.5.1. Kromium (Cr)

Kromium ditemukan pada tahun 1797 oleh Vanquelin yang membuat

logam krom pada tahun berikutnya. Kromium adalah unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium berwarna abu-

abu, berkilau, keras sehingga memerlukan proses pemolesan yang cukup tinggi.

Kromium merupakan unsur yang paling banyak di dalam kerak bumi dengan

konsentrasi rata-rata 100 ppm. Senyawa kromium terdapat di dalam lingkungan

karena erosi dari batuan yang mengandung kromium dan dapat terdistribusi

karena peristiwa letusan gunung berapi. Kromium digunakan untuk mengeraskan

baja, pembuatan baja tahan karat dan membentuk banyak alloy (logam campuran)

yang berguna. Krom digunakan dalam proses pelapisan logam untuk

menghasilkan permukaan logam yang keras, indah dan juga dapat mencegah

korosi. Kromium memberikan warna hijau emerald pada kaca (Svehla, 1985).

Kromium juga banyak digunakan oleh berbagai macam industri, salah

satunya adalah industri tekstil. Industri tekstil merupakan industri yang mengolah

serat menjadi bahan pakaian dengan kromium sebagai zat pengoksidasi pada

proses penyempurnaan tekstil. Karena itu pula limbah cair dari industri tekstil

mengandung kromium dengan konsentrasi tinggi.Limbah tersebut dapat

membahayakan lingkungan karena kromium, terutama kromium heksavalen,

merupakan jenis bahan berbahaya dan beracun (B3) (Wahyuadi, 2004).

Dalam perairan, kromium dalam keadaan heksavalen karena ion kromat

dan dikromat sangat mudah larut.Senyawa krom (III) sangat stabil karena krom

19

(III) bertahan dalam larutan.Dalam larutan, ion ini berwarna hijau dan dapat

terkompleks dengan berbagai jenis ligan dan struktur.

Logam kromium (Cr) adalah salah satu jenis polutan logam berat yang

bersifat toksik. Dalam tubuh, logam krom biasanya berada dalam keadaan sebagai

ion Cr3+

. Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan

ginjal. Jika kontak dengan kulit dapat menyebabkan iritasi dan jika tertelan dapat

menyebabkan sakit perut dan muntah.

Nilai baku mutu krom menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 0,5

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.5.2. Kobalt (Co)

Kobalt adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Co dan nomor atom 27. Elemen bebasnya, diproduksi dari peleburan

reduktif dan logam ini berwarna abu-abu perak yang keras dan berkilau.

Ketersediaan unsur kimia kobalt tersedia di dalam banyak formulasi yang

mencakup kertas perak, potongan, bedak, tangkai dan kawat (Svehla, 1985).

Beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat toksisitas kobalt adalah besar

dosis, lama dan cara paparan, selain itu juga ditentukan oleh faktor umur, jenis

kelamin, status gizi, gaya hidup dan status kesehatan orang yang terpapar. Kadar

kobalt lebih tinggi terdapat dalam organ hati, jantung serta rambut dibandingkan

organ lainnya. Pada manusia, kadar kobalt normal dalam urin adalah sebesar 98

µg/L, sedangkan kadar kobalt normal dalam darah sebesar 0,18 µg/L. Kadar

20

kobalt normal dalam tubuh sebesar 1,1 mg; 43% berada di otot, 14% berada di

tulang dan sisanya terdapat pada jaringan lunak (Widowatiet al., 2008).

Nilai baku mutu kobalt menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 0,4

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.5.3. Nikel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28. Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan

murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom dan logam

lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Perpaduan nikel, krom dan

besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang banyak di aplikasikan

pada peralatan dapur (sendok, dan peralatan masak), ornamen-ornamen rumah dan

gedung, serta komponen industri. Nikel berwarna putih keperak-perakan dengan

pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis

dan merupakan konduktor yang cukup baik terhadap panas dan listrik. Nikel

tergolong dalam grup logam besi-kobalt yang dapat menghasilkan alloy yang

sangat berharga. Paparan nikel bisa terjadi melalui inhalasi, oral dan kontak kulit.

Reaksi nikel dan karbonmonoksida menghasilkan nikel karbonil (Ni[CO]4) yang

bisa terurai menjadi Ni dan CO pada pemanasan 2000oC (Widowatiet al., 2008).

Nilai baku mutu nikel menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 0,2

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.5.4. Tembaga (Cu)

21

Unsur tembaga di alam dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan

tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa

padat dalam bentuk mineral. Secara kimia, senyawa-senyawa yang dibentuk oleh

logam Cu (tembaga) mempunyai bilangan valensi +1 dan +2. Berdasarkan

bilangan valensinya, yang dibawanya logam Cu dinamakan juga cuppro untuk

yang bervalensi +1 dan Cuppri untuk yang bervalensi +2. Kedua jenis ion Cu

tersebut dapat membentuk kompleks ion yang sangat stabil seperti Cu(NH3)6C12.

Logam Cu dalam beberapa bentuk persenyawaannya seperti CuO, CuCO3,

Cu(OH)2 dan Cu(CN)2 tidak dapat larut dalam air dingin atau panas, tetapi mereka

dapat larut dalam asam seperti H2SO4 dan dalam larutan basa NH4OH (Svehla,

1985).

Logam Cu merupakan jenis logam penghantar listrik terbaik setelah perak,

oleh karena itu banyak digunakan dalam bidang elektronika atau pelistrikan. Cu

juga dapat membentuk alloy dengan berbagai macam logam lainnya seperti

dengan seng, timah dan timbal (Cu-Zn-Sn-Pb) dalam bentuk kuningan yang

banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga. Senyawa Cu banyak digunakan

dalam industri cat sebagai antifoling, industri insektisida dan fungisida, sebagai

katalis, baterai, elektroda, penarik sulfur dan sebagai pigmen serta pencegah

pertumbuhan lumut.

Secara ilmiah, Cu masuk ke perairan sebagai akibat dari peristiwa erosi

atau pengikisan batuan mineral dan melalui persenyawaan Cu di atmosfer yang

dibawa oleh air hujan, serta berasal dari buangan industri, pertambangan Cu dan

lainnya. Hal tersebut dapat mempercepat terjadinya peningkatan kelarutan Cu di

22

perairan. Dalam kondisi normal, keberadaan Cu dalam perairan ditemukan dalam

bentuk senyawa CuCO3, Cu(OH)2 dan lain-lain. Bila dalam badan perairan terjadi

peningkatan kelarutan Cu melalui ambang batas yang diperbolehkan, maka akan

terjadi peristiwa biomanifikasi terhadap biota-biota perairan.

Tembaga bersifat toksik bagi organisme. Bentuk tembaga yang paling

beracun adalah debu-debu Cu yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5

mg/kg. Efek keracunan pada manusia yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu

atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan jalur pernafasan atas atau terjadi

kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung (Palar,

2004).

Nilai baku mutu tembaga menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 2

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.5.5. Seng (Zn)

Seng dengan nama lainnya zink dilambangkan dengan Zn. Sebagai salah

satu unsur logam berat Zn mempunyai nomor atom 30 dan memiliki berat atom

65,39, logam ini cukup mudah ditempa dan dilihat pada 110-150oC. Zn melebur

pada 410oC dan mendidih pada 906

oC. Zn dalam pemanasan tinggi akan

menimbulkan endapan seperti pasir. Zn diperlukan tubuh untuk proses

metabolisme, tetapi dalam kadar tinggi dapat bersifat menjadi racun (Al-Harisi,

2008).

Seng adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi, Zn adalah

logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih-kebiruan, pudar

23

bila terkena uap udara, dan terbakar bila terkena udara dengan api hijau terang. Zn

dapat bereaksi dengan asam, basa dan senyawa non logam. Zn di alam tidak

berada dalam keadaan bebas tetapi dalam bentuk terikat dengan unsur lain berupa

mineral. Mineral yang mengandung Zn di alam bebas antara lain kalamin,

franklinite, smitkosonit, willenit dan zinkit (Widowati et al., 2008).

Nilai baku mutu seng menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 5

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.5.6. Timbal (Pb)

Timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan timah hitam

merupakan logam yang lunak dan tahan terhadap korosi atau karat sehingga

logam timbal sering digunakan sebagai bahan coating. Pb dan persenyawaannya

dapat berada dalam badan perairan secara alamiah dan sebagai dampak terhadap

aktivitas manusia. Secara ilmiah, Pb dapat masuk ke badan perairan melalui

pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan. Pb yang masuk ke dalam

badan perairan sebagai dampak aktivitas manusia diantaranya adalah air buangan

limbah dari industri yang berkaitan dengan Pb, misalnya dari pertambangan bijih

timah hitam dan buangan sisa industri baterai.

Senyawa Pb yang ada dalam badan perairan dapat ditemukan dalam

bentuk ion-ion divalen atau ion-ion tetravalen (Pb2+

, Pb4+

). Ion Pb tetravalen

mempunyai daya racun yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan ion Pb

divalen. Timbal bersifat toksik bagi semua organisme hidup, bahkan juga sangat

berbahaya untuk manusia. Dalam badan perairan, konsentrasi Pb yang mencapai

24

188 mg/L dapat membunuh ikan-ikan. Keracunan timbal bersifat akut dan kronis.

Hal itu disebabkan senyawa-senyawa Pb dapat memberikan racun terhadap

banyak fungsi organ sistem syaraf yang terdapat dalam tubuh (Palar, 2004).

Nilai baku mutu timbal menurut KEP-51/MENLH/10/1995 tentang baku

mutu limbah cair kegiatan industri mengharuskan kadar maksimum sebesar 0,1

mg/L pada hasil pengolahan air limbah.

2.6. Iradiasi Sinar Gamma (γ)

Iradiasi adalah proses radiasi energi pada suatu sasaran. Menurut Maha

(1985), iradiasi merupakan suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi

radiasi secara sengaja dan terarah. Sedangkan menurut Winarno et al (1980)

iradiasi merupakan teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan

menggunakan sumber iradiasi buatan.

Sinar gamma (γ) adalah radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh

radioaktivitas atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.

Sinar gamma memiliki panjang gelombang yang paling kecil dan energi terbesar

dibandingkan spektrum gelombang elektromagentik yang lain (sekitar 10.000 kali

lebih besar dibandingkan dengan energi gelombang pada spektrum sinar tampak).

Selain itu, sinar gamma memiliki daya ionisasi yang paling rendah namun

jangkauan tembus yang paling besar dibandingkan sinar beta dan alfa. Sinar

gamma bisa mengionisasi jaringan secara langsung atau menyebabkan yang

disebut dengan “secondary ionizations.” yakni ionisasi yang disebabkan ketika

energi dari sinar gamma ditransfer ke partikel atomik seperti elektron (identik

25

dengan partikel beta) yang kemudian partikel berenergi tersebut akan berinteraksi

dengan jaringan untuk membentuk ion. Daya mengionisasi sinar gamma lebih

kecil daripada sinar alfa atau beta.Akan tetapi, karena daya tembusnya yang besar,

maka dapat menyebabkan kerusakan yang mirip dengan kerusakan yang

disebabkan oleh sinar-X, seperti terbakar, kanker, dan mutasi genetika. Manfaat

dari iradiasi sinar gamma dalam penelitian ini adalah energi dan penetrasinya

besar sehingga dapat menghasilkan radikal bebas yang memicu terjadinya reaksi

kimia sehingga dapat membentuk ikatan silang yang terjadi antara dua

polimer/monomer membentuk kopolimer (Khopkar, 2003).

Iradiasi gamma maupun berkas elekton dapat dimanfaatkan untuk proses

polimerisasi dengan mekanisme pengikatan silang rantai polimer. Proses

degradasi yaitu proses pemutusan rantai polimer sehingga diperoleh rantai yang

lebih pendek dan proses pencangkokan dengan menambahkan gugus fungsi aktif

pada rantai panjang polimer. Keunggulan dari pemakaian teknik iradiasi untuk

memodifikasi suatu bahan yaitu hasil prosesnya bersih karena tidak mengandung

residu dari bahan kimia misalnya katalisator, prosesnya mudah karena dilakukan

pada suhu kamar dan mudah dikontrol, Efisien karena mempunyai kedapatan

yang relatif tinggi (Maha, 1985).

2.6.1. Interaksi Sinar Gamma dengan Materi

Sinar gamma merupakan radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dalam

bentuk partikel-partikel berenergi atau disebut foton (Donnel dan Sangser, 1969).

Interaksinya dengan materi tergantung pada energi dan materinya sendiri.

26

Mekanisme interaksi sinar gamma dengan materinya dibagi menjadi tiga macam

(Spinks dan Woods, 1976) :

a. Efek fotolistrik

Dalam peristiwa ini seluruh energi foton digunakan untuk mengeksitasi

elektron yang terdapat pada orbital dalam. Peristiwa ini hanya terjadi pada energi

foton < 0,1 MeV dengan nomer atom target (Z) rendah.

Gambar 4. Efek Fotolistrik

b. Efek Hamburan Compton

Pada proses ini hanya sebagian energi foton diberikan kepada materi untuk

ionisasi, sisanya dilepaskan sebagai sinar gamma berenergi lebih rendah. Hal ini

terjadi pada foton yang mempunyai energi 0,1 MeV < Eo < 1 MeV, dan tidak

bergantung pada nomor atom target.

Gambar 5. Efek Hamburan Compton

c. Produksi Pasangan Ion

27

Proses ini terjadi bila seluruh energi foton diberikan dan menghasilkan

pasangan elektron–positron. Kedua spesi ini saling menghapuskan dan

membentuk sinar gamma dengan energi 0,5 MeV. Proses ini dapat terjadi pada

foton yang mempunyai energi > 1,02 MeV dengan nomor atom target tinggi.

Elektron yang terbentuk dari interaksi sinar gama disebut elektron sekunder yang

dibekali energi, sehingga menjadi sangat reaktif. Elektron sekunder ini akan

mengionisasi materi yang dilaluinya.

Gambar 6. Produksi Pasangan Ion

Menurut Spinks and Woods (1976) daya tembus dari foton gamma

memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan manusia, dikarenakan ketika sinar

gamma menembus beberapa bahan, sinar gamma tidak akan membuatnya menjadi

radioaktif.

2.6.2. Sumber Radiasi

Sumber radiasi yang banyak digunakan adalah sumber radiasi gamma

berupa isotop radioaktif dan sumber radiasi elektron yang berupa mesin berkas

elektron. Isotop radioaktif yang banyak digunakan adalah Cobalt-60 dan Cesium-

137. Sebagai sumber radiasi dapat diambil dari radiasi alam (peluruhan dengan

inti radioaktif sinar gamma () dengan radioisotop60

Co dan 137

Cs atau radiasi

buatan dengan mempercepat partikel bermuatan didalam medan magnet.

28

2.6.3. Dosis Radiasi

Dosis radiasi adalah banyaknya energi radiasi yang diserap oleh materi yang

dilaluinya. Ada tiga macam besaran dosis radiasi, yaitu:

a. Dosis paparan (exposure dose), yakni kemampuan radiasi tertentu untuk

menimbulkan ionisasi pada medium yang tertentu pula. Satuan besaran dosis

ini adalah Roentgen (R).

1 R = 1 sme/gram

Atau dalam SI:

1 R = 2,58 x 10-4

Coulomb

b. Dosis serap (absorbed dose), yaitu jumlah energi radiasi (semua jenis radiasi

pengion) yang diserap oleh satu satuan massa/berat dari bahan atau medium

yang dilaluinya. Satuan dari dosis serap adalah rad (radiation absorbed dose).

1 rad = 100 erg/gram

Atau dalam SI, satuan dosis serap adalah Gray (Gy),

1 Gray = 1 joule/kg = 104 erg/gram = 100 rad

c. Dosis setara atau dosis ekivalen (eqivalent dose), yaitu menyatakan jumlah

energi radiasi yang diserap oleh satuan massa/berat bahan atau medium yang

dilaluinya dan sekaligus dikaitkan dengan efek biologisnya. Satuan yang

lazim dipakai adalah rem (rontgen equivalent man), atau dalam SI digunakan

satuan Sievert (Sv).

1 Sv = 1 joule/kg = 100 rem (Arnikar, 1996)

29

2.6.4. Efek Radiasi terhadap Polimer

Radiasi pada polimer dapat menyebabkan terjadinya degradasi polimer

atau dapat pula terbentuknya ikatan silang pada polimer. Perubahan kimia dan

fisika. Perubahan ini dapat diamati pada timbulnya warna, pembentukan gas,

berkurangnya ikatan tidak jenuh serta terbentuknya ikatan tak jenuh yang baru.

a. Crosslinking

Reaksi crosslinking merupakan proses kimia yang menghubungkan

rantai polimer yang satu dengan yang lainnya melalui ikatan kovalen

maupun ionik. Senyawa yang termasuk reagen crosslinking yaitu berupa

molekul yang memiliki dua atau lebih sisi reaktif untuk menyerang gugus

fungsi spesifik dan molekul lain. Polimer mempunyai ikatan crosslinking

yang apabila diregangkan, ikatan crosslinking mencegah rantai untuk

terpisah.

b. Degradasi

Degradasi polimer pada dasarnya berkaitan dengan terjadinya

perubahan sifat karena ikatan rantai utama makromolekul. Pada polimer

linier, reaksi tersebut mengurangi masa molekul atau panjang rantainya.

Sesuai dengan penyebabnya, kerusakan atau degradasi polimer ada

beberapa macam. Kerusakan termal (panas), foto degradasi (cahaya),

radiasi(energi tinggi), kimia, biologi (biodegradasi) dan mekanis.Dalam

artian peningkatanberat ukuran molekul ikat silang dapat dianggap lawan

degradasi.

30

c. Pembentukan gas

Radiasi terhadap polimer menghasilkan molekul gas dengan berat

molekul rendah yang berasal dari pemutusan ikatan pada rantai utama atau

pada rantai samping polimer.

d. Perubahan dalam ketidakjenuhan (pembentukan berbagai ikatan rangkap

antara atom karbon)

Pada iradiasi PVC menyebabkan terbentuknya dehydrochlorination

sehingga akan dilepaskan HCl dan pembentukan polien dengan double

bond.

e. Perubahan warna (physical change)

Terbentuknya ikatan rangkap pada iradiasi terhadap PVC

menyebabkan terjadinya peningkatan intensitas warna menjadi kuning

hingga merah tergantung pada absorben.

f. Oksidasi

Dalam beberapa hal oksigen sangat berpengaruh dalam radiolisis

polimer menyebabkan oksidasi.Oksidasi dapat terjadi karena oksidasi

berdifusi ke dalam polimer selama atau sesudah iradiasi atau oksigen yang

terlah ada terlarut dalam polimer (Umam et al., 2007).

2.7.Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) adalah suatu teknik yang sering

digunakan untuk menentukan konsentrasi logam tertentu dalam suatu sampel yang

akan dianalisis. Teknik ini dapat digunakan untuk menganalisis konsentrasi lebih

31

dari 70 jenis logam yang berbeda dalam suatu spesi larutan. Spektrofotometri

serapan atom dipergunakan untuk mengidentifikasi dan menentukan keberadaan

ion logam baik secara kualitatif maupun kuantitatif dalam semua jenis materi dan

larutan. Pengukuran dalam spektrofotometri serapan atom ini didasarkan pada

radiasi yang diserap oleh atom yang tidak tereksitasi dalam bentuk uap

(Hermanto, 2009)

Teknik analisa dari spektrofotometer serapan atom pertama kali

diperkenalkan oleh Welsh pada tahun 1955. SSA merupakan metode yang populer

untuk analisa logam karena disamping sederhana metode ini juga selektif dan

sangat sensitif.Teknik analisa SSA berdasarkan pada penguraian molekul menjadi

atom dengan energi dari arus listrik (Underwood dan Day, 1986).

Metode SSA berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom.Atom-atom

menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat

unsurnya. Misalkan natrium menyerap pada 589 nm, uranium pada 358,5 nm,

sedangkan kalium pada 766,5 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini

mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Transisi

elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan mengabsorpsi energi, berarti

memperoleh lebih banyak energi, sehingga suatu atom pada keadaan dasar akan

naik tingkat energinya ke tingkat eksitasi dan tingkat-tingkat eksitasinya pun

bermacam-macam. Misalkan unsur Na dengan nomor atom 11 mempunyai

konfigurasi elektron 1s2

2s2

sp6

3s1

, tingkat dasar untuk elektron valensi 3s,

artinya tidak memiliki kelebihan energi. Elektron ini dapat tereksitasi ke tingkat

3p dengan energi 2,2 eV ataupun ke tingkat 4p dengan energi 3,6 eV, masing-

32

masing sesuai dengan panjang gelombang 589 nm dan 330 nm. Kita dapat

memilih di antara panjang gelombang ini yang menghasilkan garis spektrum yang

tajam dan dengan intensitas maksimum.Inilah yang dikenal dengan garis

resonansi.Spektrum atomik untuk masing-masing unsur terdiri atas garis-garis

resonansi. Garis-garis lain yang bukan garis resonansi dapat berupa spektrum

yang berasosiasi dengan tingkat energi molekul, biasanya berupa pita-pita lebar

ataupun garis tidak berasal dari eksitasi tingkat dasar yang disebabkan proses

atomisasinya. Berikut ini merupakan bagan alat SSA (Underwood dan Day,

1986):

Gambar 7.Prinsip kerja Alat Spektrofotometer Serapan Atom

(Sumber : Underwood dan Day, 1986)

Prinsip kerja alat spektrofotometri serapan atom adalah nyala api yang

mengandung atom-atom netral dari unsur yang dianalisis yang berada pada

keadaan dasarnya disinari oleh sinar yang dipancarkan oleh sumber sinar.

Sebagian intensitas sinar dari sumber sinar dengan panjang gelombang tersebut

diteruskan menuju monokromator lalu ke detektor, kemudian ke amplifier dan

rekorder .

Spektra absorpsinya lebih sederhana dibandingkan dengan spektra

molekulnya karena keadaan energi elektronik tidak mempunyai sub tingkatan

33

vibrasi-rotasi. Jadi spektra absorpsi atom terdiri dari garis-garis yang jauh lebih

tajam daripada pita-pita yang diamati dalam spektroskopi molekuler.Absorpsi

atom telah dikenal bertahun-tahun yang lalu. Misalnya garis-garis gelap pada

frekuensi tertentu dalam spektrum matahari dan tanpa garis itu akan kontinu, hal

tersebut pertama kali diperhatikan oleh Wollaston dalam tahun 1802. Garis-garis

tersebut ditemukan ulang dan dipelajari lebih mendalam oleh Joseph von

Fraunhofer dan diberi namagaris-garis Fraunhofer.Pentingnya garis-garis ini baru

dipahami pada tahun 1859 ketika Kirchhoff menerangkan asal-usulnya setelah

mengamati gejala yang serupa di laboratorium.Permukaan matahari yang tampak

jauh lebih panas daripada selimut gas yang mengitarinya dan atom-atom dalam

atmosfer itu menyerap frekuensi-frekuensi khas dari dalam kontinum pancaran

dari permukaan yang lebih panas.Kirchhoff dan yang lain-lainnya, terutama

Bunsen mengidentifikasi sejumlah unsur dalam atmosfer matahari dengan

membandingkan frekuensi garis-garis Fraunhofer dengan frekuensi garis dari

unsur-unsur yang dikenal di laboratorium (Underwood dan Day, 1986).

2.7.1. Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometer Serapan Atom memiliki lima bagian utama, yaitu

sumber radiasi atau sistem emisi untuk menghasilkan sinar yang diperlukan,

sistem pengatoman atau sistem absorpsi untuk menghasilkan atom-atom bebas

dan menyediakan media absorpsi, monokromator atau sistem seleksi untuk

menyeleksi atau memisahkan spektra sinar yang dikehendaki, detektor atau

sistem fotometri untuk mengukur intesitas sinar sebelum dan sesudah diserap, dan

34

rekorder untuk menampilkan bentuk sinyal listrik menjadi satuan yang dapat

dibaca (Hendayana, 1994).

a. Sumber radiasi.

Sumber radiasi berfungsi memancarkan spektrum atom dari unsur yang

akan ditentukan. Sumber radiasi yang biasa digunakan ada dua jenis, yaitu :

1) Lampu HCL (Hollow Cathode Lamps)

Lampu ini merupakan sumber radiasi dengan spektra yang tajam dan

mengemisikan gelombang monokromatis. Lampu ini terdiri dari katoda cekung

yang silindris yang terbuat dari unsur yang akan ditentukan atau campurannya

(alloy) dan anoda yang terbuat dari tungsten. Elektroda-elektroda ini berada dalam

tabung gelas dengan jendela quartz karena panjang gelombang emisinya sering

berada pada daerah ultraviolet.Tabung gelas tersebut dibuat bertekanan rendah

dan diisi dengan gas inert Ar dan Ne. Beda voltase yang tinggi dikenakan pada

kedua elektroda tersebut sehingga atom gas pada anoda terionisasi.Ion positif ini

dipercepat kearah katoda dan ketoka menabrak katoda menyebabkan beberapa

logam pada katoda terpental dan berubah menjadi uap.Atom yang teruapkan ini,

karena tabrakan dengan ion gas yang berenergi tinggi, tereksitasi ke tingkat

energy electron yang lebih tinggi dan ketika kembali ke keadaan dasar, atom-atom

tersebut memancarkan sinar dengan λ yang karakteristik untuk katoda tersebut.

Berkas sinar yang diemisikan bergerak melalui nyala berkas dengan λ tertentu

yang dipilih dengan monokromator akan diserap oleh uap atau yang ada dalam

nyala yang berasal dari sampel. Sinar yang diabsorpsi paling kuat biasanya adalah

35

sinar yang berasal darii transisi electron ke tingkat eksitasi terendah. Sinar ini

disebut garis resonansi (Hermanto, 2009)

Gambar 8.Hollow Cathode Lamps

2). Electrodelles Discharge lamps

EDLs dibentuk dari tabung yang ditutup kuarsa sedikit torr dari gas inert

seperti argon dan kuantitas kecil dari logam (atau garamnya). Lampu tidak

mengandung elektroda namun malah diberi energi dengan radiasi microwave atau

frekuensi radio intesitas tinggi. Lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama

dengan HCL, tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan biasanya

digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena lampu HCL untuk unsur-

unsur tersebut mempunyai sinyak yang lemah dan tidak stabil (Hermanto, 2009).

Gambar 9. Electrodelles Discharge Lamp

b. Nyala

Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa apadatan atau

cairan menjadi bentuk uap atomnya dan juga berfungsi untuk atomisasi.Nyala

yang dipakai dalam SSA ini memiliki temperatur lebih dari 2000oC.Konsentrasi

36

tereksitasi dipengaruhi oleh komposisi nyala.Komposisi nyala asetilen-udara

sangat baik digunakan untuk lebih dari 30 unsur sedangkan komposisi nyala

propane-udara disukai untuk logam yang mudah menjadi uap atomic (Hendayana,

1994).

c. Monokromator

Dalam Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) fungsi monokromator

adalah untuk memisahkan garis resonansi dari semua garis yang tidak diserap

yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Dalam kebanyakan instrument komersial

digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi seragam daripada

yang dilakukan oleh prisma dan akibatnya instrument kisi dapat memelihara daya

pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka gelombang yang lebih besar

(Hendayana, 1994).

a. Detektor

Detektor berfungsi sebagai alat penguat dari spektrum cahaya yang telah

melewati sampel.Syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah detektor adalah

memiliki respon yang linear terhadap energi sinar dalam kawasan spektrum yang

bersangkutan. Pada spektrofotometer serapan atom detektor yang lazim dipakai

adalah detektor tabung pengadaan (Photon Multiplier Tube Detector, PMTD)

e. Rekorder

Recorder berfungsi untuk menampilkan bentuk sinyal listrik menjadi

satuan yang dapat dibaca.Tampilan yang terdapat pada layar menunjukkan data

absorbansi (Sari, 2010)

37

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan selama sembilan bulan pada bulan Februari

sampai dengan Oktober 2012. Tempat pelaksanaan penelitian ini adalah di Pusat

Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR) BATAN Pasar Jumat, Jakarta

Selatan dan di Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) UIN Syarif Hidayatullah

Jakarta.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan analitik

(Mettler Toledo), kawat kassa, plastik polietilen, oven, pH meter Jenway 3503,

shaker incubator(Konterman-Jerman), iradiator sinar γCo-60 (IRKA PATIR

BATAN) dan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) (AAnalyst Perkin Elmer)

dan peralatan gelas lainnya.

3.2.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan, akrilamida,

asam asetat glasial, HCl, CH3COONa,(K2Cr2O7,Co(NO3)2.5H2O, NiCl2.6H2O,

CuSO4,Zn(NO3)2.7H2O, Pb(NO3)2 sebagai sumber ion logam) dan aquadest.

38

3.3. Pembuatan Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan

3 gram kitosan dilarutkan dengan 1,5 gram asam asetat glasial lalu

ditambahkan dengan aquadest 20 mL. Kemudian ditambahkan dengan 7,5 gram

akrilamida dan ditambahkan aquadest kembali hingga 100 gram.Setelah itu

dikemas dalam plastikdan diiradiasi dengan sinar γ Co-60 pada dosis 15 kGy.Di

potong kecil dan di keringkan dengan suhu 40-60oC selama 24 jam.

3.4. Uji Sifat Fisika

3.4.1. Penentuan fraksi gel dari hidrogel

Hidrogel hasil radiasi dengan bobot 100 mg dikeringkan dalam oven pada

suhu sekitar 40-60oC selama 24 jam, lalu hidrogel ditimbang hingga bobot

konstan (Wo). Hidrogel kering dimasukkan kedalam wadah kassa steinless

kemudian dicuci dalam wadah berisi aquadest sambil dikocok dalam shaker

incubator dengan kecepatan 100 rpm, pada temperatur ruang, selama 24 jam

untuk menghilangkan zat-zat yang tidak bereaksi. Kemudian hidrogel dikeringkan

dalam oven pada suhu 60oC dan ditimbang sampai bobot konstan (W1). Fraksi gel

dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Fraksi gel (%) = W1

Wo x 100%

Keterangan :

Wo = bobot hidrogel kering awal (gram)

W1 = bobot hidrogel setelah pencucian (gram)

39

3.4.2. Penentuan rasio swelling

a. Rasio swelling dalam berbagai waktu perendaman

Hidrogel hasil iradiasi dengan bobot 20 mg yang telah dipotong kecil

dikeringkan dalam oven pada suhu 40-60oC selama 24 jam, lalu hidrogel

ditimbang hingga bobot konstan (W0). Hidrogel kering kemudian di masukkan ke

dalam wadah berisi 100 mL aquadest, direndam selama 24 jam dan setiap 30

menit dilakukan penimbangan (Ws). Rasio swelling hidrogel yang di uji pada

masing-masing waktu perendaman dihitung menggunakan persamaan berikut ini :

Rasio swelling = Ws

Wo

Keterangan :

W0 = berat hidrogel dalam keadaan kering (gram)

Ws = bobot hidrogel dalam keadaan swelling (gram)

3.4.3. Penentuan nilai dan waktuEquilibrium Degree of Swelling (EDS)

Nilai EDS dan waktu yang diperoleh untuk mendapatkan nilai rasio

swelling yang konstan (EDS) diukur berdasarkan pada pemetaan sub bab 3.4.2.

EDS hidrogel setelah perendaman di hitung dengan persamaan berikut ini :

EDS = Ws

Wo

3.5. Uji Hidrogel sebagai Penyerap Ion Logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb

3.5.1. Efek waktu perendaman gel terhadap kapasitas penyerapan logam

Gel yang sudah dikeringkan ditimbang sebanyak 20 mg, di swelling

selama 1,5 jam dan direndam dalam 20 mL larutan logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan

Pb 20 ppm selama 5, 15, 30, 60, 120 menit sambil dikocok dengan kecepatan 100

40

rpm. Setelah itu, konsentrasi akhir ion logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb dalam

larutan di ukur dengan SSA.

3.5.2. Efek pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan logam

Gel yang sudah dikeringkan ditimbang sebanyak 20 mg, diswelling selama

1,5 jam dan direndam dalam 20 mL larutan Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb 20 ppm

yang telah dilarutkan dalam larutan buffer dengan variasi pH 2,3,5,7 dan 9

selama waktu optimum perendaman sambil dikocok dengan kecepatan 100 rpm.

Setelah itu, konsentrasi akhir ion logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb dalam larutan

di ukur dengan SSA.

3.5.3. Efek berat gel terhadap kapasitas penyerapan logam

Gel yang sudah dikeringkan sebanyak 5, 20, 35, 50 dan 200 mg,

diswelling selama 1,5 jam dan direndam dalam 20 mL larutan Cr, Co, Ni, Cu, Zn

dan Pb 20 ppm dengan waktu dan pH optimum perendaman sambil dikocok

dengan kecepatan 100 rpm. Setelah itu, konsentrasi akhir ion logam Cr, Co, Ni,

Cu, Zn dan Pb dalam larutan di ukur dengan SSA.

3.5.4. Efek konsentrasi awal larutan logam terhadap kapasitas penyerapan

logam

Gel yang sudah dikeringkan ditimbang sebanyak berat optimum untuk gel,

di swelling selama 1,5 jam dan direndam dalam 20 mL larutan logam Cr, Co, Ni,

Cu, Zn dan Pb dengan variasi konsentrasi 10, 20, 30, 40, 50, 100 ppm pada pH

optimum selama waktu optimum perendaman sambil dikocok dengan kecepatan

100 rpm. Setelah itu, konsentrasi akhir ion logam Cr, Co, Ni, Cu, Zn dan Pb

dalam larutan di ukur dengan SSA.

41

Perhitungan :

q (mg/g) = C0−C1 xV

W

ε (%) = C0−C1

Co x 100%

Keterangan : q = kapasitas penyerapan ion logam (mg/g)

ε = efisiensi penyerapan (%)

C0 = konsentrasi awal logam (mg/L)

C1 = konsentrasi akhir logam (mg/L)

V = volume larutan logam (mL)

W = berat hidrogel (mg)

42

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Adsorben hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dibuat dalam proses iradiasi

sinar γ. Proses ini bertujuan agar terjadi ikatan silang (crosslinking) antara kitosan

dengan akrilamida sehingga membentuk gel. Hasil hidrogel poliakrilamida-co-

kitosan dapat dilihat pada Gambar 10.

(a) (b)

Gambar 10. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan (a) sebelum swelling, (b) setelah

swelling

Gambar10 menunjukkan bahwa mekanisme proses swelling yang terjadi

pada hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dengan menggunakan aquadest. Hidrogel

dalam keadaan kering berbentuk gulungan dengan gugus fungsi NH2 yang belum

berinteraksi dengan air dan ketika diswelling dengan menggunakan air (aquadest)

terjadi ikatan hidrogen antara gugus NH2 pada hidrogel dengan gugus OH pada

aquadest, sehingga menyebabkan hidrogel menjadi berbentuk gel. Gambar

ilustrasi mekanisme proses swelling hidrogel dapat dilihat dari Gambar 11

berikut:

43

Gambar 11. Ilustrasi Proses Swelling Hidrogel

4.1. Uji Sifat Fisika hidrogel

4.1.1. Penentuan fraksi gel dari hidrogel

Dari hasil penelitian yang didapat (Lampiran 2), fraksi gel hidrogel

poliakrilamida-co-kitosan yang diperoleh yaitu rata-rata 99,49% dan tidak

mencapai 100% pada kopolimerisasi poliakrilamida-co-kitosan dikarenakan

kemungkinan tidak semua monomer akrilamida yang teriradiasi menjadi

poliakrilamida dan membentuk gel, sehingga monomer tersebut larut dalam air.

Fraksi gel merupakan salah satu parameter yang umumnya digunakan

dalam sintesis hidrogel yang mencerminkan fraksi jumlah bahan awal baik

monomer/polimer yang telah diubah menjadi hidrogel pada proses sintesis.

4.1.2. Penentuan Rasio Swelling

Rasio perbandingan berat hidrogel dalam keadaan menyerap air (swelling)

terhadap berat keringnya atau rasioswelling merupakan salah satu parameter

utama dari hidrogel khususnya untuk pengujian suatu bahan yang digunakan

sebagai absorben (Erizal dan Rahayu, 2009). Hasil rasio swelling hidrogel

poliakrilamida-co-kitosan dapat dilihat dari Gambar berikut :

44

Gambar 12.Rasio Swelling

Berdasarkan Gambar 12dapat dilihat bahwa rasio swelling pada hidrogel

poliakrilamida-co-kitosan mengalami kenaikan yang cukup tinggi dan terus

meningkat sampai waktu 90 menit yaitu mencapai 60,16 g per gram berat

keringnya dan mencapai tingkat kejenuhan sehingga rasio swelling hidrogel

relatif tetap. Pada penelitian ini, swelling hidrogel poliakrilamida-co-kitosan yang

didapat sebesar 60 g/g disebabkan oleh besarnya konsentrasi kitosan yang

digunakan dalam penelitian ini. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh

Yunianti dan Maharani (2012) yang telah melakukan perbandingan konsentrasi

kitosan yaitu dengan konsentrasi 0,25 %; 0,5%; 1 %; 2 % dan 3 %. Menurutnya,

hal ini disebabkan dengan semakin tinggi konsentrasi kitosan maka jarak antar

molekul dalam kitosan akan semakin rapat dan pori-pori yang terbentuk pada

membran akan semakin kecil sehingga air sulit untuk berdifusi kedalam membran

yang menyebabkan kemampuan mengembangya kecil(Yunianti dan Maharani,

2012). Sebaliknya, semakin rendah konsentrasi kitosan dalam membran maka

kemampuan mengembangnya besar, hal ini disebabkan dengan konsentrasi

0

10

20

30

40

50

60

70

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

Ras

io s

we

llin

g (g

/g)

waktu (menit)

Rasio Swelling

Rasio Swelling

45

kitosan yang kecil maka semakin banyak pelarut yang digunakan atau semakin

sedikit zat terlarutnya, maka pori-pori membran yang terbentuk semakin besar.

4.1.3. Penentuan Equilibrium Degree of Swelling (EDS)

Equilibrium Degree of Swelling (EDS) merupakan salah satu parameter

yang dilakukan dalam penelitian ini untuk mendapatkan rasio swelling dari

hidrogel SWA poliakrilamida-co-kitosan pada keadaan maksimum setelah

hidrogel direndam selama 24 jam (Erizal et al., 2007).

Berdasarkan Gambar 12 dapat dilihat bahwa EDS yang diperoleh yaitu

60,157% dengan waktu 90 menit (1,5 jam). Rasio swellingmengalami penurunan

pada waktu 24 jam, hal ini dikarenakan hidrogel telah mengalami kejenuhan

sehingga sulit untuk menyerap air.

Proses ini dapat dilihat pada gambar 11, dalam bentuk keringnya, rantai

polimer hidrogen berbentuk sebagai coil (gulungan) dengan gugus fungsi

hidrofilik dari akrilamida (NH2) dan kitosan (NH2) yang berjajar disepanjang

rantai utamanya yang mempunyai afinitas yang besar terhadap air. Jika polimer

terhidrasi oleh air, maka gulungan ini secara perlahan-lahan terbuka dan air masuk

kedalam rongga tersebut. Sebagai akibatnya, akan terjadi reaksi tolak-menolak

antara gugus −NH3+sepanjang rantai polimer. Oleh karena itu, gulungan ini akan

terbuka semakin lebar dan panjang baik bagi gugus NH2 untuk kontak dengan air

semakin besar. Proses ini berlangsung hingga keadaan kesetimbangan (EDS) yaitu

tidak terjadi lagi absorbsi air oleh hidrogel.

46

4.2. Penentuan Kondisi Optimum

Hidrogel disusun dari senyawa kitosan dan akrilamida yang berikatan

silang. Dilihat dari strukturnya, kitosan dan akrilamida tersebut memiliki potensi

yang cukup besar untuk dijadikan sebagai adsorben karena memiliki gugus NH2

yang terikat dapat berinteraksi dengan komponen adsorbat atau logam.

Dari hasil penelitian ini diperoleh kondisi optimum untuk masing-masing

parameter yaitu pengaruh waktu perendaman gel, pH larutan logam, Berat gel dan

konsentrasi larutan logam.

4.2.1. Pengaruh waktu perendaman hidrogel terhadap penyerapan logam

Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk menganalisis fungsi

kitosan sebagai adsorben senyawa organik. Marganof (2007) telah menganalisis

kemampuan kitosan sebagai adsorben logam-logam berat seperti Kadmium (Cd),

Timbal (Pb), Krom (Cr), Tembaga (Cu), dan Nikel (Ni). Kemampuan kitosan

tersebut karena adanya sifat-sifat kitosan yang dihubungkan dengan gugus amino

dan hidroksil yang terikat, sehingga menyebabkan kitosan mempunyai reaktifitas

kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation.Akibatnya kitosan

dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai

adsorben terhadap logam berat dalam air limbah (Hirano, 1986).Analisis data

penelitian dilakukan secara kuantitatif berdasarkan hasil absorbansi

spektrofotometer serapan atom.Kondisi optimum ditentukan dengan

membandingkan kapasitas penyerapan ion terhadap waktu perendaman yang

dapat dilihat dari gambar berikut :

47

Gambar 13. Pengaruh waktu perendaman gel poliakrilamida-co-kitosan terhadap

kapasitas penyerapan berbagai macam logam

Berdasarkan pada Gambar 13 diperlihatkan pengaruh variasi waktu

perendaman terhadap kapasitas penyerapan ion logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

. Pengamatan jumlah ion logam yang teradsorpsi terhadap perubahan

waktu perendaman dilakukan untuk mengetahui kecepatan laju adsorpsi logam

tersebut. Waktu perendaman optimum logam Cr6+

pada waktu 60 menit dengan

kapasitas penyerapannya 13,191 mg/g, untuk logam Co2+

diperoleh waktu

optimumnya 30 menit dengan kapasitas penyerapannya 9,892 mg/g, untuk logam

Ni2+

diperoleh waktu optimumnya 60 menit dengan kapasitas penyerapannya

3,2912 mg/g, untuk logam Cu2+

diperoleh waktu optimumnya 300 menit atau 5

jam dengan kapasitas penyerapannya 12,924 mg/g, untuk logam Zn2+

diperoleh

waktu optimumnya 30 menit dengan kapasitas penyerapannya 12,826 mg/g dan

untuk logam Pb2+

diperoleh waktu optimumnya 60 menit dengan kapasitas

penyerapannya 11,909 mg/gsehingga waktu yang di peroleh sangat bervariasi.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Kap

asit

as P

en

yera

pan

loga

m

(mg/

g)

Waktu perendaman (menit)

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

0

5

10

15

0 5 10 15 20 25 30Waktu perendaman (jam)

48

Pada penelitian ini, kecepatan adsorpsi tercepat terdapat pada logam Co2+

dan Zn2+

dengan waktu optimumnya yaitu 30 menit. Pada logam Cr6+

, Pb2+

dan

Ni2+

memiliki kecepatan adsorpsi yang sama dengan waktu optimumnya yaitu 1

jam. Hal ini disebabkan karena gel poliakrilamida-co-kitosan sudah mencapai titik

jenuhuntuk menyerap logam Co2+

, Zn2+

, Cr6+

, Pb2+

dan Ni2+

pada waktu yang tidak

lama.Sedangkan pada logam Cu2+

(insert Gambar 13) memiliki kecepatan adsorpsi

lebih lama bila dibandingkan dengan logam-logam lainnya yaitu pada waktu 300

menit (5 jam), hal ini kemungkinan terjadi karena pada awal penyerapan masih

belum banyak terikat dengan Cu sehingga proses penyerapan berlangsung kurang

efektif.Hasil penelitian ini bersesuaian dengan pernyataan Ni’mah dan Ulfin

(2007) yang mengatakan bahwa kapasitas penyerapan logam Cu2+

yang terserap

oleh adsorben tidak memiliki kenaikan yang signifikan dalam waktu yang lama.

Tabel 2.Pengaruh waktu perendaman terhadap kapasitas penyerapan ion logam

No Logam Waktu optimum

(menit)

Kapasitas penyerapan

(mg/g)

Efisiensi

Penyerapan (%)

1 Cr6+

60 13.191 66.285

2 Co2+

30 9.892 51.44

3 Ni2+

60 3.2912 16.95

4 Cu2+

300 12.924 67,205

5 Zn2+

30 12.826 65.095

6 Pb2+

60 11.909 59.545

Kapasitas penyerapan tertinggi diperoleh logam Cr6+

yaitu 13,191 mg/g

dengan efisiensi penyerapannya 66,285% dan waktu optimum 60 menit,

sedangkan kapasitas penyerapan terendah diperoleh oleh logam Ni2+

yaitu 3,2912

mg/g dengan efisiensi penyerapannya 16,95% dan waktu optimum 60 menit.

49

4.2.2. Pengaruh pH terhadap penyerapan logam

Kapasitas penyerapan dan efisiensi penyerapan ion logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

,

Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

oleh hidrogel juga diamati pada variasi pH 2, 3, 5, 7 dan 9

menggunakan kondisi waktu kontak optimum yang diperoleh dan dapat dilihat

dari Gambar 14 berikut :

Gambar 14.Pengaruh pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan berbagai

macam logam

Gambar 14 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan kapasitas penyerapan

dengan meningkatnya nilai pH dan mencapai maksimum pada pH 9.Kondisi pH

yang relatif baik untuk menyerap logam Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, dan Zn2+

terjadi di pH 9

dengan kapasitas penyerapan logam Cu2+

17,8421 mg/g, kapasitas penyerapan

logam Co2+

10,014 mg/g, kapasitas penyerapan logam Zn2+

19,018 mg/g dan

kapasitas penyerapan logam Ni2+

5,441 mg/g.Semakin besar pH, jumlah

penyerapan logam semakin besar. Hal ini disebabkan karena logam Cu2+

, Co2+

,

Zn2+

, dan Ni2+

pada suasana asam (nilai pH rendah) berada dalam bentuk ion

logam sempurna, sehingga daya adsorbsi terhadap logam-logam ini kurang

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kap

asit

as P

en

yera

pan

Ion

(m

g/g)

pH larutan logam

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

50

sempurna. Tetapi bila pH dinaikkan nilai adsorbsi akan naik karena selain daya

adsorbsi naik, ion-ion logam akan ikut mengendap dan menempel pada partikel-

partikel hidrogel, sehingga sisa-sisa logam akan semakin kecil(Pujiastuti et al.,

2004). Sedangkan untuk logam Cr6+

dan Pb2+

mencapai optimum pada pH 7. Hal

ini bersesuaian dengan penelitian Agusnar, (2002) yang mengatakan bahwa pada

pH yang rendah akan mengurangi adsorpsi partikel-partikel kedalam kitosan,

karena akan bersaing dengan ion H+ dari sampel untuk menempati grup amina

bebas.

Tabel 3.Pengaruh pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan ion logam

Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa kapasitas penyerapan tertinggi

diperoleh oleh logam Zn2+

yaitu 19,018 mg/g dengan efisiensi penyerapannya

98,42% dan pH optimum yaitu pH 9. Sedangkan kapasitas penyerapan terendah

diperoleh oleh logam Ni2+

yaitu 5,441 mg/g dengan efisiensi penyerapannya

15,8% dan pH optimum yaitu pH 9. Dari penelitian ini dapat dikatakan bahwa

kenaikan pH pada larutan logam (adsorbat) dapat meningkatkan kapasitas

penyerapan dan efisiensi penyerapan suatu logam.

No Logam

berat

pH

optimum

Kapasitas Penyerapan

(mg/g)

Efisiensi

penyerapan (%)

1 Cr6+

7 14.6784 74.86

2 Co2+

9 10.014 50.575

3 Ni2+

9 5.441 15.8

4 Cu2+

9 17.8421 93.25

5 Zn2+

9 19.018 98.42

6 Pb2+

7 18.4564 93.205

51

4.2.3. Pengaruh berat gel terhadappenyerapan logam

Penyerapan logam berat dengan hidrogel poliakrilamida-co-kitosan

dilakukan dengan variasi berat gel yang akan menyerap ion logam. Pada 20 mL

larutan logam Cu2+

, Cr6+

, Co2+

dan Zn2+

yang masing-masing memiliki

konsentrasi 20 ppm, diadsorpsi dengan variasi berat gel yang berbeda yaitu 5, 20,

35, 50 dan 200 mg. Hasil pengaruh variasi berat gel poliakrilamida-co-kitosan

terhadap penyerapan logam dapat dilihat dari gambar berikut :

(a)

(b)

Gambar 15.(a) Pengaruh berat gel terhadap kapasitas penyerapan ion logam, (b)

Pengaruh berat gel terhadap efisiensi penyerapan ion logam.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 50 100 150 200 250

Kap

asit

as P

en

yera

pan

Ion

(m

g/g)

Berat Hidrogel (mg)

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Efis

ien

si p

en

yera

pan

(%

)

Berat Hidrogel (mg)

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

0

50

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

52

Berdasarkan grafik pada Gambar 15(a)kondisi yang relatif baikuntuk

penyerapan logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

terjadi pada berat gel5

mg.Hasil dari penelitian tentang pengaruh berat hidrogel poliakrilamida-co-

kitosan ini menunjukan bahwa bertambahnya massa/berat adsorben menyebabkan

penurunan nilai kapasitas penyerapan. Hal ini bersesuaian dengan pernyataan

Barros et al (2003) yang mengatakan bahwa pada saat ada peningkatan massa

adsorben, maka ada peningkatan presentase efisiensi penyerapan dan penurunan

kapasitas penyerapan. Berdasarkan pada Gambar 15(b) dapat dilihat bahwa

kecenderungan perubahan nilai efisiensi penyerapan terhadap berat gel berbeda

disetiap logam yang diserap. Nilai efisiensi penyerapan logam sangat bervariasi

dengan nilai terkecil yaitu 38,35% pada penyerapan logam Co2+

untuk berat gel

200 mg dan nilai efisiensi terbesar yaitu 99,42% pada penyerapan logam Zn2+

untuk berat gel 200 mg. Nilai efisiensi penyerapan dari ke enam logam ini

cenderung meningkat, hal ini dikarenakan semakin banyak adsorben yang

digunakan maka semakin luas permukaan adsorben sehingga semakin banyak

logam yang terserap (Wiyarsi dan Priyambodo, 2009).

Tabel 4.Pengaruh berat hidrogel terhadap kapasitas penyerapan ion logam

No Logam

Berat

Kapasitas Penyerapan

(mg/g)

Efisiensi Penyerapan

(%)

1 Cr6+

62.2235 79.335

2 Co2+

30.851 41.65

3 Ni2+

41.032 56.42

4 Cu2+

52.659 75.04

5 Zn2+

71.951 97.135

6 Pb2+

68.59 99.465

53

Berdasarkan pada Tabel 4 dapat dilihat bahwa konsisi relatif baik pada

berat hidrogel 5 mg yaitu untuk logam Cr6+

kapasitas penyerapanya 62.2235

mg/g, logam Co2+

kapasitas penyerapannya 30.851 mg/g, logam Ni2+

kapasitas

penyerapannya 41.032 mg/g, logam Cu2+

kapasitas penyerapannya 52,659 mg/g,

logam Zn2+

kapasitas penyerapannya 71.951 mg/g dan untuk logam Pb2+

kapasitas

penyerapannya 68.59 mg/g.

Berat hidrogel untuk menyerap logam mempengaruhi besarnya kapasitas

penyerapan dan efisiensi penyerapan suatu logam. Dari Tabel 4 menunjukan

bahwa kapasitas penyerapan suatu logam meningkat seiring dengan berkurangnya

berat SWA poliakrilamida-co-kitosan sebagai penyerapan ion logam Cr6+

, Co2+

,

Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

.

4.2.4. Pengaruh konsentrasi awal logam terhadap penyerapan logam

Konsentrasi ion logam berhubungan dengan jumlah sisi aktif yang terdapat

pada permukaan sorben, bila jumlah sisi aktifnya cukup besar dibandingan dengan

jumlah ion logam, maka kapasitas penyerapan akan tinggi sampai pada saat

jumlah sisi aktif sama dengan jumlah ion logam, maka kapasitas penyerapannya

akan menurun (Nurhasni, 2002).

Penyerapan logam berat dengan hidrogel poliakrilamida-co-kitosan

dilakukan dengan variasi konsentrasi awal logam yang akan di serap. Pada setiap

20 mL logam mengandung logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

dengan

konsentrasi 10, 20, 30, 40, 50 dan 100 ppm. Ditambahkan dengan hidrogel yang

telah didapat Kondisirelatif baik yaitu pada berat hidrogel 5 mg. Penyerapan

dilakukan pada suhu kamar dengan waktu optimum dan pH optimum yang

54

diperoleh pada parameter sebelumnya. Hasil pengaruh variasi konsentrasi awal

logam trerhadap penyerapan logam dapat dilihat dari Gambar 16 berikut :

(a)

(b)

Gambar 16.(a) Pengaruh konsentrasi awal logam terhadap kapasitas penyerapan ion

logam, (b) pengaruh konsentrasi awal logam terhadap efisiensi

penyerapan ion logam

Dari Gambar 16(a) dapat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi logam

yang digunakan maka semakin besar juga kapasitas penyerapan yang diperoleh.

0

50

100

150

200

250

300

350

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

kap

asit

as p

en

yera

pan

(m

g/g)

konsentrasi ion logam (ppm)

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

efi

sie

nsi

pe

nye

rap

an (

%)

Konsentrasi ion logam (ppm)

Cr6+

Co2+

Ni2+

Cu2+

Zn2+

Pb2+

55

Kondisi relatif baik yang diperoleh untuk logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan

Pb2+

yaitu pada konsentrasi 100 ppm.

Konsentrasi yang tinggi akan menyebabkanjumlah molekul dalam larutan

bertambah, sehingga meningkatkan interaksi molekul adsorbat dengan adsorben.

Interaksi yang tinggi akan menyebabkan laju reaksi, sehingga adsorbat yang

terserap semakin besar (Barros et al.,2003). Sehingga menyebabkan nilai

kapasitas adsorpsi meningkat seiring dengan konsentrasi adsorbat.

Dengan meningkatnya konsentrasi ion logam maka efisiensi penyerapan

semakin berkurang. Menurut Lestari (2012) Hal ini disebabkan kemungkinan

karena konsentrasi yang lebih tinggi, jumlah ion logam dalam larutan tidak

sebanding dengan jumlah partikel NH2 yang tersedia dalam hidrogel sehingga

permukaan hidrogel akan mencapai titik jenuh dan kemungkinan akan terjadi

proses desorpsi atau pelepasan kembali antara adsorben dengan adsorbat.

Sebaliknya jika konsentrasi dinaikkan menyebabkan terjadinya peningkatan

jumlah ion yang terikat pada adsorben.

Tabel 5. Pengaruh konsentrasi awal logam terhadap kapasitas penyerapan ion

logam

No logam berat

Kapasitas Penyerapan

Ion (mg/g)

Efisiensi Penyerapan

(%)

1 Cu2+

151.93 42.54

2 Cr6+

242.7692 63.12

3 Ni2+

59.288 17.49

4 Pb2+

187.64 46.91

5 Co2+

127.862 37.08

6 Zn2+

296.678 83.07

Berdasarkan Tabel 5 diperoleh kapasitas penyerapan logam untuk logam

Cr6+

yaitu 242,76 mg/g, logam Co2+

yaitu 127,862 mg/g, logam Ni2+

yaitu 59,288

56

mg/g, logam Cu2+

yaitu 151,93 mg/g, logam Zn2+

yaitu 296,678 mg/g dan logam

Pb2+

yaitu 187,64 mg/g.

Berdasarkan grafik pada Gambar 16(b) menunjukkan konsentrasi ion

logam terhadap efisiensi penyerapan hidrogel poliakrilamida-co-kitosan. Dari

gambar tersebut terlihat bahwa kondisi optimum penyerapan dicapai pada

konsentrasi yang berbeda-beda dari setiap logamnya. Efisiensi penyerapan untuk

ion logam Cr6+

yaitu 63,12% pada konsentrasi 200 ppm, logam Co2+

yaitu 52,17%

pada konsentrasi 10 ppm, logam Ni2+

yaitu 29,53% pada konsentrasi 30 ppm,

Cu2+

yaitu 83,11% pada konsentrasi 20 ppm, logam Zn2+

yaitu 97,57% pada

konsentrasi 40 ppm, dan untuk logam Pb2+

yaitu 98,6% pada konsentrasi 10 ppm.

Kondisi optimum penyerapan logam yang diperoleh yaitu pada konsentrasi yang

relatif rendah. Dengan meningkatnya konsentrasi ion logam, efisiensi penyerapan

pun menjadi berkurang, dikarenakan kemampuan menyerap hidrogel terhadap ion

logam berat sudah maksimum. Menurut Refildaetal (2001) penurunan efisiensi

penyerapan disebabkan karena pada konsentrasi yang lebih tinggi, jumlah ion

logam dalam larutan tidak sebanding dengan jumlah pertikel hidrogel yang

tersedia sehingga permukaan hidrogel akan mencapai titik jenuh dan efisiensi

penyerapan pun menjadi menurun.

57

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis data penelitian yang telah dilakukan maka dapat

disimpulkan bahwa :

1. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan dapat menyerap ion logam Cr6+

, Co2+

,

Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

.

2. Fraksi gel hidrogel poliakrilamida-co-kitosan yang diperoleh yaitu rata-

rata99,49%, rasio swelling yang diperoleh yaitu pada waktu 90 menit

yaitu mencapai 60,16 g/g.

3. Waktu perendaman hidrogel optimum diperoleh untuk logam Co2+

dan

Zn2+

30 menit, untuk logam Cr6+

, Ni2+

dan Pb2+

60 menit, dan untuk logam

Cu2+

300 menit (5 jam).pH optimum yang diperoleh untuk logam Cr6+

dan

Pb2+

adalah pH 7, sedangkan untuk logam Co2+

, Ni2+

, Cu2+

dan Zn2+

relatif

baik pada pH 9. Hidrogel poliakrilamida-co-kitosan relatif baik untuk

menyerap logam Cr6+

, Co2+

, Ni2+

, Cu2+

, Zn2+

dan Pb2+

terjadi pada berat

hidrogel 5 mg dan padakonsentrasi larutan logam 100 ppm.

5.2. Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk aplikasi langsung terhadap

limbah cair hasil proses industri.

58

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap hidrogel poliakrilamida-

co-kitosan untuk menyerap ion logam berat lainnya.

59

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, Zaenal. G. Susanto, N.M.T. Sastra, T.Puspasari. 2012. Sintesis dan

Karakterisasi Polimer Superabsorban dari Akrilamida.Insitut Teknologi

Bandung. Bandung.

Agusnar, Harry. 2002. Analisa Keaktifan Penggunaan Kitosan untuk Menurunkan

Kadar Logam Berat.USU. Medan.

Al-Harisi, Fithry Cahyani. 2008.Penetapan Kadar Zn dan Fe didalam Tahu yang

dibungkus Plastik dan Daun yang dijual di Pasar Kartasura dengan

Menggunakan Metode Pengaktifan Neutron.[Skripsi].Universitas

Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.

Anah, L. Astrini, N. Suharto. Nurhikmat, A dan Haryono, A. 2010.Studi Awal

Sintesa Carboxy Methyl Cellulose-Graft-Poli(acrylic acid)/Monmorilonit

Superabsorbent Polimer Hidrogel Komposit Melalui Proses

Kopolimerisasi Cangkok. Pusat Penelitian Kimia LIPI. Bandung.

Arnikar, H.J., 1996. Essentials of Nuclear Chemistry (4th edition), New Age

International (P) Limited, Publishers, New Delhi.

Apsari, H. 2010. Preparasi dan Karakterisasi Membran Kitosan yang

Dicrosslinking dengan Glutaraldehida Melalui Metode

Presipitasi.[Skripsi].Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung.

Ashadi, Reki Wicaksono dan Hermawan Thaheer. 2009. Sintesis dan

Karakterisasi Biodergradable Hydrogel dari Amorpophallus oncophyllus.

Fakultas Agribisnis dan Teknologi Pangan. Universitas Juanda. Bogor.

Atkins, P.W. 1982. Kimia Fisika 2. Jakarta : Erlangga.

Barros, L.M, Maedo, G.R, Duarte, M.M.L, Silva,E.P, and Lobato. 2003.

Bisorption Cadmium Using the Fungus Aspergillus niger, Braz J. Chem

(20) : 1-17.

BATAN. 2008. Radiasi. http://www.batan.go.id/organisasi/kerjasama.php.

Chang, S. C.; Yoo, J. S.1999, Measurement and calculation of swelling equilibria

for water/ poly (acrylamidesodiummallysufonate) systems,

KoreanJournals Chemical Engineering, 16(5),581-584.

60

Cheremenisoff, O. N. (1987) Carbon Adsorption Hand Book, Science Publisher

Inc, Michigan, USA.

Danarto. 2007. Adsorpsi Limbah Logam Berat Multikomponen dengan Karbon

dari Sekam Padi.[Skripsi].Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Donel dan Sangser, 1969. Principle of radiation chemistry. London

Elliott, M. 1997. Superabsorbent Polymers, BASF Report.

Erizal dan Sunarni, Anik. 2007. Sintesis Hidrogel Superabsorbent

Poli(akrilamida-ko-asam akrilat) dengan Teknik Iradiasi dan

Karakterisasinya).Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR)

BATAN. Jakarta.

Erizal dan Rahayu C. 2009. Jounal of Thermo-Responsive Hydrigel of Poli Vinyl

Alcohol (PVA)-co-N-Isopropyl Acrilamide (NIPAAM) Prepared By-γ

Radiation As a Matrix Pumpinh/On-Off System. Pusat Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi (PATIR) BATAN. Jakarta.

Erizal, Tita P dan Dewi S.P. 2007.Sintesis Hidrogel Poliakrilamida (PAAM)-ko-

Alginat dengan Iradiasi Sinar Gamma dan Karakterisasinya.[Jurnal Sains

Materi Indonesia hal. 13-20. ISSN :1411-1098]. Pusat Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi (PATIR) BATAN. Jakarta.

Fardiaz, S.1995. Polusi Air dan Udara, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Fatmawati. 2006. Kajian Adsorpsi Cd(II) Oleh Biomassa Pottamogeton (Rumput

naga) yang Terimobilkan pada Silica Gel.FMIPA Universitas lambung

Mangkurat.Banjarbaru.

Fourest, E dan J.C. Roux. 1992. Heavy Metals Biosorption by Fungal Mycelial

by-product: Mechanism and Influence of pH. Appl. Microbiol Biotechnol.

37: 467-478.

Fitriyani, Pipit. 2010. Sintesis dan Aplikasi Kitosan dari Cangkang Rajungan

(Portunus pelagius) sebagai Penyerap Ion Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

untuk Pemurnian Natrium Silikat [Skripsi]. UIN. Jakarta.

Guibal E, Milot C, dan Roussy J. 1997. Chitosan gel beads for metal ion

recovery. European Chitin Society. France.

Hanjono, Lienda. 1995. Teknologi Kimia. PT. Pranadya Paramita. Jakarta.

61

Harahap Y. 2006. Pembentukan akrilamida dalam makanan dan analisisnya.

FMIPA UI. Jakarta.

Hendayana, Sumar. 1994.Kimia Analitik Instrumen.IKIP Semarang Press. Semarang.

Hermanto, Sandra. 2009. Mengenal Lebih Jauh Teknik Analisa Kromatografi dan

Spektroskopi.Fakultas Sains dan Teknologi-UIN. Jakarta.

Hirano, S. 1986. Chitin and Chitosan. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial

Chemistry. Republicka of Germany.5th

.ed. A 6: 231 – 232.

Jamaludin M.A. 1994. Isolasi dan Pencirian Kitosan Limbah Udang Windu

(Penaeus monodonfabricus) dan Afinitasnya terhadap Ion Logam Pb2+

,

Cr6+

, dan Ni2+

[Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Institut Pertanian Bogor.

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup (KEPMEN LH) Nomor 51 Tahun

2004 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri.

Khopkar. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.

Maha, M. 1985. Pengawetan Pangan dengan Iradiasi.BATAN. Jakarta.

Mahendra, Jarot. 2007. Pemanfaatan kitosan dan kiosan termodifikasi dari limbah

udang sebagai adsorben logam Cu, Cr dan Zn [skripsi]. Universitas

Indonesia, Depok.

Marganof. 2007. Model Pengendalian Pencemaran Perairan di Danau Maninjau

Sumatera Barat. Insitut Pertanian Bogor. Bogor

Meriatna.2008. Penggunaan Membran Kitosan untuk Menurunkan Kadar Logam

Krom (Cr) dan Nikel (Ni) Dalam Limbah Cair Industri Pelapisan

Logam.[Tesis]. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Miyata, T. 1995. Radiation Chemistry of Water System. Department of

Environmentand Resources. JAERI : Takasaki Radiation Chemistry

ResearchEstablishment.

Ni’mah, Y. L dan Ulfin, Ita. 2007. Penurunan Kadar Tembaga dalam Larutan

dengan Menggunakan Biomassa Bulu Ayam. Insitut Teknologi Sepuluh

Nopember. Surabaya.

62

Nohong. 2010.Pemanfaatan Limbah Tahu sebagai Bahan Penyerap Logam Krom,

Kadmium dan Besi dalam Air Lindi.Jurusan Kimia FMIPA Universitas

Haluoleo Kendari.Kendari.

Nurdiani D. 2005. Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) Pada Kitosan Bentuk

Serpihan dan Butiran. [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Nurhasni.2002. Penggunaan Genjer (Limnocharis Flava) Untuk Menyerap Ion

Kadmium, Kromium dan Tembaga dalam Air Limbah.[Tesis]. Universitas

Andalas. Padang.

Oscik, J. 1982. Adsorption. John Willeh and Sons. New York.

Ozkahraman, Bengi. 2011. Journal of Removal of Cu2+

and Pb2+

Ions Using CMC

Based Thermoresponsive Nanocomposite Hydrogel.

Palar, Heryando. 2004. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta.

Jakarta.

Pujiastuti, C, S. Erwan Adi, N. Setyorini, Prabowo,D.T. 2004. Kajian Penurunan

Kandungan Logam Zn dan Ni dalam Limbah electroplating dengan Sekam

Padi.Universitas Diponegoro. Semarang.

Pujiastuti, C, Yosep A.F.S, Dimas. V. 2004. Kajian Penurunan kandungan Logam

Zn dan Ni dalam Limbah Elektroplating dengan Sekam Padi.[jurnal

Prossiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses. ISSN : 1411-

4216].UPN. Surabaya.

Raymond, S. 1959. Science.130 , 711-713.

Refilda, Yefrida, Irawati dan Sofia. 2011. Penentuan Kapasitas Sekam Padi

terhadap Senyawa Klorofenol yang Terbentuk Setelah ProsesKlorinasi

Air. Lembaga Penelitian Universitas Andalas. Padang.

Sari, Ni Ketut. 2010. Analisa Instrumentasi. Penerbit Yayasan Humaniora. Klaten.

Schmuhl R., Krieg, H.M., dan Keizer, K.2001. Adsorption of Cu(II) and Cr(VI)

ions by chitosan: kinetics and equilibrium studies. Studies Water SA 27

(1).

Spinks JWT dan Woods RJ. 1976. An introduction to Radiation Chemistry 2nd

edition. John Wiley & Sons.

63

Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Penerbit Rineka Cipta. Jakarta.

Svehla, G. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan

Semimikro.PT.Kalman Media Pustaka. Jakarta.

Umam, Khairul., Nurmawati., Nurhimawan. 2007. Struktur dan Sifat Polimer.

Universitas Indonesia.Depok.

Underwood dan Day, R.A. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Volesky B. Biosorpsi of Heavy Metal.http://lifebiosorption.co.uk. (28 Jan 2013).

Wahyuadi SJ. 2004. Pengolahan dan Pemanfaatan Limbah Industri Penyamakan

Kulit.http://www.KimPraswil.go.id/balitba.

Wahyuni, Suci dan Nurul Widiastuti. 2009. Adsorpsi Ion Logam Zn(II) Pada

Zeolit A yang Disintesis dari Abu Dasar Batubara PT Ipmomi Paiton

dengan Metode Batch. Insitut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.

Widowati, W., Astiyana, S., Jusuf, Raymond. 2008. Efek Toksik Logam,

Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran. Penerbit Andi. Yogyakarta.

Winarno, F.G. Fardiaz., dan D. Fardiaz. 1980. Pengantar Teknologi Pangan. PT

Gramedia. Jakarta.

Witoelar, Rachmat. 2006. Baku Mutu Air Limbah bagi Pertambangan Bijih Nikel.

Wiyarsi, Antuni dan Priyambodo, E. 2009.Pengaruh Konsentrasi Kitosan dari

Cangkang Udang terhadap efisiensi Penyerapan Logam.UNY.Yogyakarta.

Yunianti, Shofiyah dan Dina Kartika Maharani. 2012.Pemanfaatan Membran

Kitosan-Silika untuk Menurunkan Kadar Ion Logam Pb(II) dalam Larutan.

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya.Surabaya

64

Lampiran 1. Bagan Kerja Pembuatan Hidrogel Poliakrilamida-co-Kitosan

3 gram kitosan + asam asetat glasial 1,5% + 7,5

gram akrilamida + Aquadest sampai berat 100

gram

Dikemas dengan

menggunakan plastik

polietilen

Diiradiasi sinar γ

dengan dosis 15 kGy

Dikeringkan dengan

suhu 40-60oC

65

Lampiran 2. Hasil Analisis Fraksi Gel

Tabel 6. Data fraksi gel

No No.

Kassa

Kassa

Kosong

(g)

Berat

Hidrogel

(g)

Berat Kassa+

Hidrogel Kering

(g)

Berat kassa +

Hidrogel setelah

pencucian (g)

Fraksi

gel (%)

1 6 7,1232 0,1 7,2232 7,1763 99,35

2 11 7,2643 0,1 7,3643 7,3313 99,55

3 12 7,1837 0,1 7,2837 7,2506 99,54

4 18 7,1683 0,1 7,2683 7,2338 99,52

66

Lampiran 3. Hasil Analisis Rasio Swelling

Tabel 7. Data rasio swelling

Erlenmeyer Berat erlenmeyer kosong (gram) Ws(g)

1 4,9276 0,0205

2 4,2992 0,0206

3 4,0608 0,0206

4 4,8116 0,02

Keterangan : W0 = berat hidrogel dalam keadaan kering, Ws = berat hidrogel

dalam keadaan swelling

Waktu Rasio Swelling (g/g) Rasio swelling

rata-rata (g/g) Erlenmeyer

1

Erlenmeyer

2

Erlenmeyer

3

Erlenmeyer

4

30 33,8926 37,4368 44,631 34,435 37,59885

60 50,7268 63,3106 61,33 50,19 56,38935

90 54,9853 60,733 68,6359 56,275 60,1573

120 54,556 62,3786 66,3592 59,36 60,66345

150 51,556 61,5631 63,597 57,98 58,674025

180 49,8 59,9223 70,131 57,335 59,297075

210 47,35 57,3398 60,8398 54,71 55,0599

240 45,6731 54,932 58,4757 52,185 52,81645

270 42,0048 52,4951 55,3834 51,41 50,323325

300 39,3658 50,466 53,8252 52,465 49,0305

Waktu (menit) W0(g)

1 2 3 4

30 0,6978 0,7712 0,9194 0,6887

60 1,0399 1,2634 1,2634 1,0038

90 1,1275 1,2511 1,4139 1,1255

120 1,1184 1,285 1,367 1,1872

150 1,0569 1,2682 1,3101 1,1596

180 1,0209 1,2344 1,4447 1,1467

210 0,9708 1,1812 1,2533 1,0942

240 0,9363 1,1316 1,2046 1,0437

270 0,8611 1,0814 1,1409 1,0282

300 0,807 1,0396 1,1088 1,0493

67

Lampiran 4. Hasil AnalisisEDS

Tabel 8. Data EDS

Erlenmeyer Berat hidrogel

(gram)

Berat Hidrogel setelah swelling

24 jam (gram)

1 0,0205 0,4914

2 0,0206 0,5019

3 0,0206 0,7305

4 0,02 0,6773

No Waktu (menit) EDS

1 30 37.59885

2 60 56.38935

3 90 60.1573

4 120 60.66345

5 150 58.674025

6 180 59.297075

7 210 55.0599

8 240 52.81645

9 270 50.323325

10 300 49.0305

11 1440 29,4152

68

Lampiran 5. Contoh perhitungan fraksi gel, rasio swelling dan EDS

Perhitungan :

1. Fraksi Gel (%) = 𝐖𝟏

𝑾𝟎 x 100%

Keterangan : W0 = Bobot hidrogel kering (gram)

W1 = Bobot hidrogel kering setelah pencucian (gram)

Kassa 6 :

Fraksi Gel (%) = 7,1763 gram

7,2232 𝑔𝑟𝑎𝑚 x 100%

= 99,35%

2. Rasio Swelling (g/g) = 𝐖𝐬

𝑾𝟎

Keterangan : Ws = Berat hidrogel dalam keadaan kering (g)

W0 = Berat hidrogel dalam keadaan swelling (g)

Rasio Swelling (g/g) = 0,6948 gram

0,0205 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 33,8926

3. Equilibrium Degree of Swelling (EDS)(g/g) = 𝐖𝐬

𝑾𝟎

Keterangan : Ws = Berat hidrogel dalam keadaan kering (g)

W0 = Berat hidrogel dalam keadaan swelling (g)

EDS (g/g) = 0,4914 gram

0,0205 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 23,9707

69

Lampiran 6. Contoh perhitungan pembuatan larutan logam dan larutan buffer

1. Larutan logam 20 ppm

Ditimbang logam K2Cr2O7,Co(NO3)2.5H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4,

Zn(NO3)2.7H2O,Pb(NO)3sebanyak yang telah dihitung dibawah ini, kemudian

ditambahkan aquadest/larutan buffer sambil diaduk dan dimasukkan ke dalam

labu ukur, setelah itu ditera sampai tanda batas dan dihomogenkan.

a. Diketahui : MrK2Cr2O7 = 294.196 g/mol

Ar Cr = 103.992 g/mol

Ditanyakan :Massa K2Cr2O7 yang dibutuhkan untuk membuat larutan

Cr dengan konsentrasi Cr = 20 mg/L

Penyelesaian :

𝑀𝑟 K2Cr2O7

𝐴𝑟 𝐶𝑟 𝑥 𝑛x Konsentrasi Cr dalam larutan

= 294,196 𝑔/𝑚𝑜𝑙

103,992𝑔

𝑚𝑜𝑙 𝑥 2

x 20 mg/L

= 28.2925 mg dalam 1 liter

b. Diketahui : MrCo(NO3)2.6H2O = 290,9466 g/mol

Ar Co = 58,9338 g/mol

Ditanyakan : Massa Co(NO3)2.6H2O yang dibutuhkan untuk membuat

larutan Pb dengan konsentrasi Co = 20 mg/L

Penyelesaian :

𝑀𝑟 Co(NO3)2.6H2O

𝐴𝑟 𝐶𝑜 𝑥 𝑛x Konsentrasi Co dalam larutan

= 290,9466 𝑔/𝑚𝑜𝑙

58,9338𝑔

𝑚𝑜𝑙𝑥 1

x 20 mg/L

= 98,736 mg dalam 1 liter

c. Diketahui : MrNiCl2.6H2O = 237,5988 g/mol

Ar Ni = 58,6934 g/mol

Ditanyakan : Massa NiCl2.6H2O yang dibutuhkan untuk membuat

larutan Ni dengan konsentrasi Ni = 20 mg/L

70

Penyelesaian :

MrNiCl2.6H2O

Ar Ni x nx Konsentrasi Ni dalam larutan

= 237,5988 𝑔/𝑚𝑜𝑙

58,6934𝑔

𝑚𝑜𝑙𝑥 1

x 20 mg/L

= 80,9626 mg dalam 1 liter

d. Diketahui : MrCuSO4 = 159,61 g/mol

Ar Cu = 63,546 g/mol

Ditanyakan : Massa CuSO4 yang dibutuhkan untuk membuat larutan

Cu dengan konsentrasi Cu = 20 mg/L

Penyelesaian :

𝑀𝑟 𝐶𝑢𝑆𝑂4

𝐴𝑟 𝐶𝑢 𝑥 𝑛x Konsentrasi Cu dalam larutan

= 159,61 𝑔/𝑚𝑜𝑙

63,546𝑔

𝑚𝑜𝑙𝑥 𝑛

x 20 mg/L

= 50,2 mg dalam 1 liter

e. Diketahui : MrZnSO4.7H2O = 287,444 g/mol

Ar Zn = 65,38 g/mol

Ditanyakan : Massa ZnSO4.7H2O yang dibutuhkan untuk membuat

larutan Zn dengan konsentrasi Zn = 20 mg/L

Penyelesaian :

𝑀𝑟 ZnSO4.7H2O

𝐴𝑟 𝑍𝑛x Konsentrasi Zn dalam larutan

= 287,444 𝑔/𝑚𝑜𝑙

65,38𝑔

𝑚𝑜𝑙𝑥 1

x 20 mg/L

= 87,93 mg dalam 1 liter

f. Diketahui : Mr Pb(NO3)2 = 331,20 g/mol

Ar Pb = 207,19 g/mol

Ditanyakan : Massa Pb(NO3)2 yang dibutuhkan untuk membuat

larutan Pb dengan konsentrasi Pb = 20 mg/L

71

Penyelesaian :

𝑀𝑟 𝑃𝑏 𝑁𝑂3 2

𝐴𝑟 𝑃𝑏 𝑥 𝑛x Konsentrasi Pb dalam larutan

= 331,2 𝑔/𝑚𝑜𝑙

207,19𝑔

𝑚𝑜𝑙𝑥 𝑛

x 20 mg/L

= 31,97 mg dalam 1 liter

2. Larutan buffer

Dimasukkan A mL larutan CH3COOH 0,1M kedalam gelas kimia tambahkan

B ml larutan CH3COONa 0,1M aduk larutan tersebut. Ditambahkan aquadest

sampai volume 200 mL.

Tabel 9. Pembuatan larutan buffer

pH

(A)

Volume CH3COOH 0,1 M

(mL)

(B)

Volume CH3COONa 0,1 M

(mL)

2 100 0,1

3 100 1

5 100 100

7 1 100

9 0,01 100

72

Lampiran 7. Contoh perhitungan kapasitas penyerapan dan efisiensi

penyerapan

1. Kapasitas penyerapan

a. Logam Cr6+

q (mg/g) = C0−C1 xV

W

q (mg/g) = 20

mg

L−6,743mg /L x 0,02 L

0,0201 gram

= 13,191 mg/g

2. Efisiensi penyerapan

a. Logam Cr6+

ε (%) = C0−C1

Co x 100%

ε (%) = 20 mg/L−6,743 mg/L

20 mg/L x 100%

= 66,285 %

73

Lampiran 8. Kurva kalibrasi

Tabel 10.Kurva standar logam kromium (Cr)

No Konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0.005

2 5 0.0223

3 10 0.0407

4 20 0.0737

5 50 0.1622

6 100 0.2945

74

Tabel 11.Kurva standar logam kobalt (Co)

No Konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0.0004

2 5 0.0265

3 10 0.0554

4 20 0.103

5 50 0.2599

6 100 0.51

75

Tabel 12.Kurva standar logam nikel (Ni)

No Konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0.0003

2 5 0.0187

3 10 0.0353

4 20 0.0643

5 50 0.16

6 100 0.2945

76

Tabel 13.Kurva standar logam tembaga (Cu)

No Konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0

2 5 0.162

3 10 0.3327

4 20 0.6737

5 50 1.421

6 100 2.612

77

Tabel 14.Kurva standar logam seng (Zn)

No Konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0.0003

2 5 0.1683

3 10 0.3371

4 20 0.6658

5 50 1.5674

6 100 3.131

78

Tabel 15.Kurva standar logam timbal (Pb)

No konsentrasi logam (ppm) Absorbansi (A)

1 0 0.0001

2 5 0.0314

3 10 0.063

4 20 0.128

5 50 0.3046

6 100 0.6124

79

Lampiran 10. Bahan-bahan dalam penelitian

Kitosan Akrilamida

Asam Asetat dan Na-asetat Sampel logam

Larutan buffer Larutan logam

80

Lampiran 11. Alat-alat dalam penelitian

Timbangan Analitik (Mettler Toledo) Oven

Shaker Incubator (Kontermann-Jerman) pH meter Jenway 3505

Irradiator sinar gamma (IRKA) Co-60 Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

81

Lampiran 12. Sampel Penelitian

Pencampuran antara kitosan dan Sebelum Iradiasi

akrilamida

Hidrogel sebelum dikeringkan Fraksi gel

Perendaman Hidrogel (swelling) Hidrogel dishaker dengan shaker

incubator

82

Larutan logam yang akan dianalisis Hidrogel setelah diswelling dengan

dengan SSA larutan logam

83

Lampiran 13. Baku Mutu Limbah Cair KEP-51/MENLH/10/1995

Tabel 20. Baku Mutu Limbah Cair KEP-51/MENLH/10/1995

I II III IV

5 Tembaga (Cu) mg/liter 1 2 3 5

6 seng (Zn) mg/liter 5 10 15 20

7 Krom Heksavalen (Cr+6) mg/liter 0,05 0,1 0,5 2

8 Krom Total (Cr tot) mg/liter 0,1 0.5 1 2

9 Cadmium (Cd) mg/liter 0,01 0,05 0,1 1

10 Raksa (Hg) mg/liter 0,001 0,002 0,05 0,01

11 Timbal (Pb) mg/liter 0,1 0,5 1 3

12 Timah Putih (Sn) mg/liter 2 3 4 5

13 Arsen (As) mg/liter 0,05 0,1 0,5 1

14 Selenium (Se) mg/liter 0,01 0,05 0,5 1

15 Nikel (Ni) mg/liter 0,1 0,2 0,5 1

16 Kobalt (Co) mg/liter 0,2 0,4 0,6 1

17 Sianida (CN) mg/liter 0,05 0,1 0,5 1

18 Sulfida (H2S) mg/liter 0,01 0,06 0,1 1

19 Florida (F) mg/liter 1,5 15 20 30

20 Klorin Bebas (Cl2) mg/liter 0,02 0,03 0,04 0,05

No. Parameter Satuan

Golongan Baku Mutu

Limbah Cair

79

Lampiran 9. Data Hasil Analisis Logam

Tabel 16. Data hasil analisis pengaruh waktu perendaman hidrogel terhadap penyerapan ion logam

Logam Kromium (Cr6+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume

(mL)

Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20.9 2.3251 2.1265 20 8.023 7.69 20 19.5 59.885 11.461

2 15 20.7 2.4167 2.1046 20 7.394 7.77 20 19.5 63.03 12.179

3 30 20.9 2.2115 2.1173 20 6.774 7.67 20 20 66.13 12.653

4 60 20.1 1.9648 1.8931 20 6.743 7.74 20 20 66.285 13.191

5 120 20.6 1.8674 1.691 20 6.726 7.68 20 20 66.37 12.887

Logam Kobalt (Co2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20.7 0.6523 0.4996 20 10.597 7.46 20 18 47.015 9.374

2 15 20.5 0.8542 0.6474 20 11.87 7.69 20 19 40.65 7.931

3 30 20.8 0.8921 0.675 20 9.712 7.74 20 19 51.44 9.892

4 60 20.7 0.8635 0.5759 20 10.21 7.74 20 19 48.95 9.458

5 120 20.8 0.7245 0.5086 20 10.607 7.77 20 19 46.965 9.031

80

Logam Nikel (Ni2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

Penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20.4 0.8542 0.6321 20 17.18 7.45 20 19 14.1 2.7647

2 15 20.2 0.8624 0.6017 20 18.08 7.68 20 18 9.6 1.9

3 30 20.2 0.8962 0.5997 20 17.7 7.7 20 19 11.5 2.2772

4 60 20.6 0.9542 0.6532 20 16.61 7.52 20 19 16.95 3.2912

5 120 20.3 0.951 0.6151 20 17.51 7.68 20 19 12.45 2.4532

Logam Tembaga (Cu2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

Penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20.9 2.2156 2.1248 20 12.53 7.23 20 19 37,35 7.148

2 15 20.8 1.6821 1.6633 20 12.78 7.34 20 20 36,1 6.942

3 30 20.5 1.4563 1.4178 20 12.72 7.32 20 20 36,4 7.102

4 60 20.5 1.1258 1.1098 20 11.95 7.28 20 20.5 40,25 8.048

5 120 20.9 0.8854 0.8665 20 11.25 7.25 20 20 43,75 8.373

6 300 20.8 0.7932 0.7767 20 6.559 7.33 20 20 67,205 12.924

7 1440 20.9 0.4589 0.4324 20 6.741 7.26 20 20.5 66,295 12.688

81

Logam Seng (Zn2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

Volume (ml) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20.8 0.6676 0.4521 20 11.28 7.25 20 18 43.6 8.384

2 15 20 0.7554 0.5874 20 9.508 7.23 20 19 52.46 10.492

3 30 20.3 0.8043 0.6542 20 6.981 7.24 20 19 65.095 12.826

4 60 20.7 0.6876 0.4865 20 8.768 7.3 20 19 56.16 10.852

5 120 20.9 0.6753 0.4253 20 7.835 7.29 20 19 60.825 11.641

Logam Timbal (Pb2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

Penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 5 20 0.5847 0.5321 20 9.88 7.32 20 20 50.6 10.12

2 15 20.6 0.6231 0.5423 20 9.58 7.28 20 20.5 52.1 10.11

3 30 20.3 0.6325 0.5647 20 9.661 7.26 20 19 51.695 10.186

4 60 20 0.6014 0.5326 20 8.091 7.3 20 19 59.545 11.909

5 120 20.8 0.6478 0.5842 20 9.889 7.29 20 19 50.555 9.722

82

Tabel 17. Data hasil analisis pengaruh pH larutan logam terhadap kapasitas penyerapan ion logam

Logam kromium (Cr6+

)

No pH

larutan

Berat hidrogel Konsentrasi Logam

(ppm)

waktu

(menit)

volume

(mL)

Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 2 20.8 0.6254 0.4753 20 6.782 60 20 19 66.09 12.7096

2 3 20.5 0.9425 0.734 20 6.231 60 20 20 68.845 13.4331

3 5 20.1 0.6785 0.493 20 7.181 60 20 20 64.095 12.7552

4 7 20.4 0.9432 0.7601 20 5.028 60 20 21.5 74.86 14.6784

5 9 20.6 0.7548 0.5567 20 6.066 60 20 19.5 69.67 13.796

Logam Kobalt (Co2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (ml) Efisiensi

penyerapa

n (%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 30 20.4 0.5427 0.3079 20 13.88 2 20 18 30.6 6

2 30 20.3 0.4587 0.2095 20 14.51 3 20 19 27.45 5.408

3 30 20 0.4596 0.2141 20 15.01 5 20 19 24.95 4.99

4 30 20.4 0.4873 0.211 20 13.67 7 20 20 31.65 6.205

5 30 20.2 0.5492 0.2945 20 9.885 9 20 20 50.575 10.014

83

Logam Nikel (Ni2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 20 0.5241 0.3684 20 19.05 2 20 18.5 4.75 0.95

2 60 20 0.6857 0.423 20 21.41 3 20 20 0 0

3 60 20 0.6539 0.4526 20 19.5 5 20 19 2.5 0.5

4 60 20.4 0.6532 0.438 20 17.43 7 20 19 12.85 3

5 60 20.4 0.4586 0.2798 20 14.45 9 20 20 27.75 5.441

Logam Tembaga (Cu2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

Penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 300 20.5 0.7845 0.5871 20 8.501 2 20 19 57,495 11.2185

2 300 20.2 0.6584 0.4164 20 7.755 3 20 18 61.225 12.1237

3 300 20.4 0.8542 0.5712 20 7.361 5 20 19 63.195 12.3911

4 300 20.1 0.9627 0.5447 20 4.804 7 20 19 75.98 15.1203

5 300 20.9 0.6248 0.4194 20 1.355 9 20 19 93.25 17.8421

84

Logam Seng (Zn2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) Awal (g) Akhir (g) Awal Akhir awal akhir

1 30 20.4 0.5634 0.3693 20 6.459 2 20 18 67.705 13.275

2 30 20.5 0.5324 0.318 20 4.042 3 20 18.5 79.79 15.568

3 30 20 0.4623 0.289 20 7.179 5 20 19 64.105 12.82

4 30 20.3 0.5598 0.3482 20 9.102 7 20 19 54.49 10.736

5 30 20.7 0.4914 0.2942 20 0.316 9 20 19 98.42 19.018

Logam Timbal (Pb2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 20.6 0.4251 0.274 20 19.3 2 20 18 3.5 0.6796

2 60 20 0.4826 0.2493 20 19.49 3 20 19 2.55 0.57

3 60 20.4 0.4957 0.2601 20 19.03 5 20 20 4.85 0.9509

4 60 20.2 0.4687 0.2624 20 1,359 7 20 20 93.205 18.4564

5 60 20.1 0.5301 0.308 20 1.398 9 20 20 93.01 18.5094

85

Tabel 18. Data hasil analisis pengaruh berat hidrogel poliakrilamida-co-kitosan terhadap kapasitas penyerapan ion logam

Logam Kromium (Cr6+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume

(mL)

Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.1 0.2514 0.138 20 4.133 6.89 20 19 79.335 62.2235

2 60 20.2 0.9524 0.6023 20 4.13 6.94 20 19 79.35 15.7128

3 60 35.1 1.3254 1.0139 20 3.461 6.9 20 21.5 82.695 9.4239

4 60 50.1 1.5984 1.2477 20 3.205 6.99 20 18 83.975 6.7045

5 60 200.2 2.0512 4.6206 20 2.633 7.07 20 19.5 86.835 1.7349

Logam Kobalt (Co2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (ml) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 30 5.4 0.0521 0.0338 20 11.67 9.01 20 20 41.65 30.851

2 30 20.9 0.8854 0.6524 20 12.33 9.07 20 18 38.35 7.3397

3 30 35.2 1.3257 1.1258 20 12.36 9.05 20 19 38.2 4.3409

4 30 50.6 1.5786 1.3579 20 12.21 9.02 20 20.5 38.95 3.079

5 30 200.1 4.8546 4.6785 20 4.747 9.06 20 20 76.265 1.5245

86

Logam Nikel (Ni2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.5 0.0568 0.0331 20 8.716 9.06 20 20 56.42 41.032

2 60 20.7 0.4259 0.1556 20 2.913 9.08 20 19 85.435 16.509

3 60 35.9 1.6897 1.2646 20 3.555 9.02 20 19 82.225 9.161

4 60 50.3 1.8584 1.4327 20 3.022 9.03 20 20.5 84.89 6.75

5 60 200.1 4.5843 4.3653 20 12.05 9.11 20 20.5 39.75 0.794

Logam Tembaga (Cu2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir g) awal akhir awal akhir

1 300 5.7 0.0532 0.0345 20 4.992 9.03 20 19 75.04 52.659

2 300 20.3 0.3542 0.1865 20 5.268 9.08 20 19.5 73.66 14.514

3 300 35.9 1.5329 1.3596 20 5.326 9.11 20 19.5 73.37 8.174

4 300 50.9 1.8642 1.6921 20 2.464 9.04 20 20 87.68 6.8903

5 300 200.7 4.9584 4.6854 20 3.199 9.06 20 17 84.005 1.674

87

Logam Seng (Zn2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 30 5.4 0.0754 0.0357 20 0.573 9.08 20 18.5 97.135 71.951

2 30 20.6 0.8547 0.6549 20 0.6 9.11 20 19 97 18.834

3 30 35.8 1.4756 1.2365 20 0.655 9.09 20 19 96.725 10.807

4 30 50.9 1.8957 1.6549 20 1.404 9.07 20 19 92.98 7.3068

5 30 200.9 2.5794 2.2458 20 0.116 9.04 20 19 99.42 1.9794

Logam Timbal (Pb2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.8 0.0562 0.0396 20 0.107 7.03 20 19 99.465 68.59

2 60 20.9 0.6547 0.5766 20 0.318 7.06 20 19 98.41 18.83

3 60 35 1.6854 1.3146 20 0.346 7.09 20 20 98.27 11.23

4 60 50.2 1.6912 1.4196 20 0.075 7.1 20 20 99.625 7.93

5 60 200.2 4.6357 4.4661 20 0.096 7.04 20 20 99.52 1.988

88

Tabel 19. Data hasil analisis pengaruh konsentrasi awal logam terhadap kapasitas penyerapan ion logam

Logam Kromium (Cr6+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel Konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume

(mL)

Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.2 0.0524 0.0365 10 4.603 7.33 20 19.5 53.97 20.7576

2 60 5.2 0.0712 0.0535 20 7.907 7.28 20 20 60.465 46.5115

3 60 5.4 0.0652 0.0492 30 11.09 7.30 20 19.5 63.033 70.037

4 60 5.5 0.0548 0.0389 40 14.99 7.38 20 19.5 62.525 90.9454

5 60 5.4 0.0653 0.0538 50 19.32 7.25 20 19 61.36 113.6296

6 60 5.2 0.0851 0.0691 100 36.88 7.34 20 19.5 63.12 242.7692

Logam Kobalt (Co2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (ml) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 30 5.9 0.0325 0.0168 10 4.783 9.06 20 19 52.17 17.684

2 30 5.7 0.0389 0.0261 20 12.53 9.08 20 19 37.35 26.21

3 30 5.9 0.0425 0.0308 30 19.89 9.03 20 19.5 33.7 34.271

4 30 5.9 0.0478 0.0367 40 25.05 9.05 20 19 37.375 50.677

5 30 5.6 0.0495 0.0249 50 32.22 9.01 20 19 35.56 63.5

6 30 5.8 0.0658 0.0423 100 62.92 9.07 20 19 37.08 127.862

89

Logam Nikel (Ni2+

)

No Waktu

(menit)

berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.9 0.0568 0.0358 10 7.849 9.1 20 19 21.51 7.291

2 60 5.4 0.0542 0.0378 20 14.25 9.05 20 20 28.75 21.29

3 60 5.1 0.0597 0.0355 30 23.14 9.06 20 20 22.86 26.9

4 60 5.7 0.0547 0.0428 40 32.29 9.04 20 20 19.275 27.052

5 60 5.9 0.0621 0.0455 50 40.19 9.08 20 20 19.62 33.254

6 60 5.9 0.0584 0.0331 100 82.51 9.09 20 20.5 17.49 59.288

Logam Tembaga (Cu2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 300 5.1 0.0532 0.0251 10 3.813 9.02 20 19 61.87 24.26

2 300 5.8 0.0589 0.0319 20 3.378 9.05 20 19 83.11 57.317

3 300 5.3 0.0542 0.0298 30 5.993 9.06 20 19 80.02 90.592

4 300 5.7 0.0583 0.0276 40 12.75 9.08 20 20 68.125 95.614

5 300 5.9 0.0574 0.0324 50 17.46 9.04 20 20 65.08 110.305

6 300 5.6 0.0592 0.0264 100 57.46 9.01 20 19 42.54 151.93

90

Logam Seng (Zn2+

)

No Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) Efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 30 5 0.0521 0.0326 10 0.947 9.04 20 19 90.53 36.212

2 30 5 0.0532 0.0327 20 2.57 9.03 20 19 87.15 69.72

3 30 5.9 0.0568 0.0322 30 3.15 9.06 20 19 89.5 91.01

4 30 5.3 0.0578 0.0357 40 0.972 9.09 20 19 97.57 147.275

5 30 5.9 0.0564 0.0378 50 2.565 9.07 20 19 94.87 160.796

6 30 5.6 0.0594 0.0322 100 16.93 9.01 20 19 83.07 296.678

Logam Timbal (Pb2+

)

No. Waktu

(menit)

Berat hidrogel konsentrasi logam

(ppm)

pH

larutan

volume (mL) efisiensi

penyerapan

(%)

Kapasitas

penyerapan

(mg/g) kering (mg) awal (g) akhir (g) awal akhir awal akhir

1 60 5.9 0.0563 0.0289 10 -0.14 9.11 20 19 98.6 33.42

2 60 5.9 0.0587 0.0338 20 7.908 9.14 20 19.5 60.46 40.98

3 60 5.4 0.0648 0.043 30 17.92 9.08 20 20 40.26 44.74

4 60 5.4 0.0598 0.0351 40 24.71 9.1 20 20 38.225 56.63

5 60 5.5 0.0524 0.0284 50 32.87 9.09 20 21 34.26 62.29

6 60 5 0.0513 0.0288 100 53.09 9.03 20 20 46.91 187.64

91