i

STUDI STABILITAS DAN KEMAMPUAN TRANSPOR FENOL

MENGGUNAKAN Co-EDAF (KOPOLI EUGENOL DIALIL FTALAT)

SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA DENGAN METODE POLYMER

INCLUSION MEMBRANE (PIM)

(Skripsi)

Oleh

Rulan Aprilia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

ii

ABSTRAK

STUDI STABILITAS DAN KEMAMPUAN TRANSPOR FENOL

MENGGUNAKAN Co-EDAF (KOPOLI EUGENOL DIALIL FTALAT)

SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA DENGAN METODE POLYMER

INCLUSION MEMBRANE (PIM)

Oleh

RULAN APRILIA

Studi stabilitas dan kemampuan transpor fenol menggunakan Co-EDAF (Kopoli

Eugenol Dialil Ftalat) sebagai senyawa pembawa dengan metode polymer

inclusion membrane (PIM) telah dilakukan. Studi ini bertujuan untuk mengetahui

pengaruh konsentrasi plasticizer, jenis dan konsentrasi garam, stabilitas membran

PIM dengan pemakaian berulang dan umur membran. Membran dipreparasi

dengan melarutkan Co-EDAF 10%, polivinil klorida (PVC) dan dibenzileter

(DBE) ke dalam pelarut tetrahidrofuran (THF). Penentuan konsentrasi fenol

sesudah proses transpor dilakukan dengan metode spektrofotometri UV-Vis

menggunakan pereaksi 4-aminoantipirin dan absorbansinya diukur pada panjang

gelombang 456 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fenol tertranspor secara

efektif menggunakan membran Co-EDAF 10% dengan konsentrasi plasticizer

0,3132 g yaitu 90,73% dengan persentase membran yang hilang 21,4%.

Penambahan garam di fasa sumber yang mampu menghasilkan fenol sebesar

88,63% adalah garam NaNO3. Transpor fenol dengan melakukan penambahan

NaNO3 0,001 M di fasa sumber dan penerima menghasilkan fenol yang

tertranspor sebanyak 88,84% dan 88,25%. Banyaknya fenol yang tertranspor ke

fasa penerima menggunakan membran dengan pemakaian satu kali, dua kali, tiga

kali dan empat kali adalah 90,05; 71,55; 52,47 dan 42,73%. Tanpa penambahan

NaNO3, stabilitas membran hanya 20 hari tetapi dengan penambahan NaNO3 0,01

M stabilitasnya meningkat menjadi 108 hari.

Kata kunci: Co-EDAF (Kopoli Eugenol Dialil Ftalat), fenol, membran, PIM,

stabilitas

iii

ABSTRACT

Studies on the stability and ability of phenol transport using Co-

EDAF (Copoly Eugenol Dialil Phthalate) as a carrier compound

using the polymer inclusion membrane (PIM) method

By

RULAN APRILIA

Studies on the stability and ability of phenol transport using Co-EDAF (Kopoli

Eugenol Dialil Phthalate) as a carrier compound using the polymer inclusion

membrane (PIM) method have been carried out. This study aims to determine the

effect of plasticizer concentration, salt type and concentration, PIM membrane

stability with repeated use and membrane age. The membrane is prepared by

dissolving 10% Co-EDAF, polyvinyl chloride (PVC) and dibenzyleter (DBE) into

a tetrahydrofuran (THF) solvent. Determination of phenol concentrations after the

transport process was carried out by UV-Vis spectrophotometry using 4-

aminoantipirin reagents and their absorbance was measured at a wavelength of

456 nm. The results showed that phenol was transported effectively using a 10%

Co-EDAF membrane with a plasticizer concentration of 0.3132 g is 90.73% with

a percentage of the membrane missing 21.4%. The addition of salt in the source

phase that is able to produce phenol of 88.63% is NaNO3 salt. Phenol transport by

adding 0.001 M NaNO3 in the source and recipient phases produced 88.84% and

88.25% transported phenols. The amount of phenol that is transported to the

receiving phase using a membrane with the use of once, twice, three times and

four times is 90.05; 71.55; 52.47 and 42.73%. Without the addition of NaNO3,

membrane stability is only 20 days but with the addition of 0.01 M NaNO3 the

stability increases to 108 days.

Keywords: Co-EDAF (Copoly Eugenol Dialil Phthalate), Phenol, Membrane,

PIM, Stability

iv

STUDI STABILITAS DAN KEMAMPUAN TRANSPOR FENOL

MENGGUNAKAN Co-EDAF (KOPOLI EUGENOL DIALIL FTALAT)

SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA DENGAN METODE POLYMER

INCLUSION MEMBRANE (PIM)

Oleh

RULAN APRILIA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

viii

RIWAYAT HIDUP

\Penulis bernama lengkap Rulan Aprilia, lahir di Bandar

Lampung pada tanggal 12 April 1997 merupakan anak

pertama dari tiga bersaudara, yang lahir dari pasangan

suami istri Bapak Rusli Yusuf, S.E. dan Ibu Herlina.

Penulis sekarang bertempat tinggal di Jalan Bunga Sedap

Malam 1 No. 37 Perumnas Way Kandis, Bandar

Lampung, Lampung. Penulis Menyelesaikan Pendidikan dari TK AL-Kautsar

Bandar Lampung lulus pada tahun 2003, SDS 1 AL-Kautsar Bandar Lampung

lulus pada tahun 2009, SMP Negeri 19 Bandar Lampung lulus pada tahun 2012,

SMA Negeri 10 Bandar Lampung lulus pada tahun 2015, dan pada tahun yang

sama penulis melanjutkan ke perguruan tinggi di Jurusan S1 Kimia FMIPA

Universitas Lampung melalui jalur Ujian Mandiri (UM) Selain belajar di bangku

kuliah penulis juga aktif berorganisasi. Organisasi yang pernah diikuti adalah

Himpunan Mahasiswa Kimia (HIMAKI) sebagai Kader Muda Himaki (KAMI)

tahun 2015-2016 dan anggota Bidang Sosial Masyarakat (SOSMAS) 2016. Selain

mengikuti organisasi, penulis juga pernah menjadi asisten Praktikum Kimia

Dalam Kehidupan tahun 2018 untuk mahasiswa kimia dan asisten Praktikum

Kimia Analitik II tahun 2019 untuk mahasiswa kimia.

ix

MOTTO

“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baikuntuk hari tua” (Aristoteles)

“Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena

mereka baru terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi

karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-ntiakan

waktu untuk menunggu inspirasi”

(Ernest Newman)

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita

jatuh” (Confusius)

x

Dengan Menyebut nama Allah yang Maha pengasih lagi Maha penyayang

Dengan mengucap Alhamdulillahirobil’alamin dan segala Kerendahan hati kupersembahkan karya kecilku ini kepada

Kedua orang tuaku, Bapak Rusli Yusuf, S.E. dan Ibu Herlina tercinta

Yang telah memberikan kasih sayang, cinta sepanjang masa, dan tak

hentinya berdo’a untukku sepanjang masa

Kakakku Imelda Rusvasari serta adik-adikku

Rulva Audila dan Rulistia Amanda yang selalu memberikan doa serta dukungan

Seluruh keluarga besar Yusuf dan Haruna Alamsyah yang selalu

mendoakan keberhasilanku

Sahabat, Kerabat, dan Teman-teman yang telah memberikan banyak dukungan

Dengan penuh rasa hormat kepada Pembimbing Penelitianku, Bapak Dr. Agung

Abadi Kiswandono, M.Sc. dan Bapak Drs. R. Supriyanto, M.S. yang telah

membimbingku sampai menyelesaikan pendidikan sarjana

Almamater Tercinta

Universitas Lampung

iv

SANWACANA

Segala Hormat, Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan segala

rahmat, karunia, nikmat, dan kasih sayang-Nya serta shalawat salam teruntuk

Nabi Muhammad SAW. Bebekal ilmu pengetahuan dan pengalaman yang telah

diperoleh, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini yang

berjudul :

STUDI STABILITAS DAN KEMAMPUAN TRANSPOR FENOL

MENGGUNAKAN Co-EDAF (KOPOLI EUGENOL DIALIL FTALAT)

SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA DENGAN METODE POLYMER

INCLUSION MEMBRANE (PIM)

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar Sarjana Sains

pada Jurusan Kimia FMIPA Unila. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua, Bapak Rusli dan Ibu Herlina serta kakakku Imel, adik-

adikku Rulva dan Rulistia tercinta yang selalu memberikan kasih sayang,

semangat, dukungan, motivasi, dan doa untuk penulis. Semoga Allah selalu

memberikan kesehatan, rezeki dan kebahagiaan dunia maupun akhirat kepada

kalian. Amin ya Allah.

2. Bapak Dr. Agung Abadi Kiswandono, M.Sc. selaku pembimbing akademik

dan pembimbing pertama penelitian atas segala bimbingan, perhatian,

kesabaran, kebaikan, semangat, motivasi, nasihat, saran, dan ilmu yang

bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.

v

Semoga Allah SWT senantiasa memberikan keberkahan atas semua yang

beliau berikan. Amin.

3. Bapak Drs. R. Supriyanto, M.S. selaku pembimbing kedua penelitias atas

segala bimbingan, kebaikan, kesabaran, motivasi, nasihat, dan saran sehingga

penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Semoga Allah SWT

senantiasa memberikan keberkahan atas semua yang beliau berikan. Amin.

4. Ibu Dr. Kamisah D. Pandiangan, M.Si. selaku pembahas atas segala

bimbingan, kritik, saran, dan ilmu bermanfaat yang telah diberikan kepada

penulis, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.

5. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia

FMIPA Universitas Lampung.

6. Bapak Drs. Suratman, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Unila atas pengalaman yang

telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini dengan baik.

Serta segenap staff administrasi Jurusan Kimia FMIPA Unila yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan persyaratan administrasi selama

kuliah.

8. “KELUARGA BESAR HARUNA” Tersayang : Pak Uda Erwan, Muda Sri,

Wak Tati, Encim Yati, Uncle Hardi, Wak Menak, dan Pakci Panji yang telah

memberikan bantuan, dukungan, dan motivasi kepada penulis.

9. “KITA-KITA SQUAD” Tersayang : Batin Rulva, Adek Tia, Erisa, Tiara,

Zdaky dan Reza yang telah memberikan dukuangan, bantuan, canda tawa dan

motivasi kepada penulis.

vi

10. Anngelina Tyo Cahaya yang telah menjadi sahabat baik dari SMP sampai

sekarang, yang selalu memberi dukungan, bantuan, motivasi, canda tawa, dan

kebahagiaan kepada penulis.

11. Sahabat Fantastic4 Tersayang : Ayu Safitri, Asti Retno Sari, dan Rachma

Fadillah Haq yang telah menjadi teman baik dan menyenangkan.

12. Sahabat Cucok Meyoung Tersayang : Naina Purnama Sari, Dwi Saraswati,

dan Tri Julianti yang selalu menjadi teman curhat, teman nangis, teman

kulineran, dan teman liburan. Serta yang selalu memberi bantuan, canda tawa,

nasihat, motivasi dan kebahagiaan yang menghiasi dunia perkuliahan sehinga

berkat kalian, penulis dapat melewati studinya dengan baik.

13. Partner penelitian (Membrane Research): Fatry Sinjia, Fitri Sunarsih, Gita

Tifani, dan Mba Candra yang selalu memberi bantuan, dukungan, kepedulian,

kebahagian, dan canda tawa yang menghiasi dunia penelitian sehingga berkat

kalian, penulis mampu menyelesaikan studinya dengan baik.

14. Rekan-rekan di Laboratorium Kimia Analitik dan Instrumentasi Jurusan

Kimia FMIPA Unila yang telah memberikan nasihat, dan bantuan yang

diberikan. Terimakasih untuk kebersamaannya selama ini.

15. Keluarga Kimia 2015 (Chem15try Unila) terimakasih atas kebersamaan yang

telah dilalui dalam kehidupan perkuliahan dari awal PROPTI sampai

sekarang. Semoga kita semua dimudahkan dalam berkarir setelah lulus dari

kimia.

16. Teman Seperjuanganku Ana Uhibbuka Fillah: Naina Purnama Sari, Dwi

Sarawati Luthfi, Tri Julianti, Fatry Sinjia, Ammar Luthfi, Ronerson, Fitria

Ayu, M. Alfarizi, Ahmad Gilang Arinanda, Muryadi Saputra, Rezki Perdana

vii

Bangun, Rizqy Putra Hariansyah, Isnaini Hidayati, Alifah Dyah Savira, Aulia

Yulanda, Intan Tsamrotul Fuadah, Annisa Tri Agustin, Doni Farhan, Rama

Aji, dan Wahyu Enggra atas segala ilmu yang telah diberikan dan motivasi

yang luar biasa untuk penulis.

17. Kakak dan adik tingkat penulis; kimia angkatan 2012, 2013, 2014, 2016,

2017, dan 2018 yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Terimakasih atas

persaudaraan dan kekeluargaan kita selama ini, semoga kita semua menjadi

orang-orang sukses. Amin.

18. Almamater tercinta Universitas Lampung.

19. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam

penyusunan skripsi ini. Atas segala kebaikan yang telah diberikan, semoga

Allah SWT. Membalasnya dengan pahal yang berlipat-lipat ganda, Aaamiiin.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan, namun

penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna bagi rekan-rekan

khususnya mahasiswa kimia dan pembaca pada umumnya.

Bandar Lampung

Penulis,

Rulan Aprilia

viii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ................................................................................................ 1

B. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 4

C. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Fenol ............................................................................................................... 5

B. Teknologi Membran ....................................................................................... 8

C. Metode PIM (Polymer Inclusion Membrane) .............................................. 12

D. Senyawa Pembawa (Carrier) ...................................................................... 14

E. Senyawa Co-EDAF (Kopoli-Eugenol DAF) ............................................... 15

F. Pengaruh Garam ........................................................................................... 18

G. Stabilitas Membran PIM .............................................................................. 19

H. Karakterisasi ................................................................................................. 25

1. Spektrofotometri Ultraviolet-Visible (UV-Vis) ........................................ 25

2. Fourier Transform Infrared (FTIR)........................................................... 28

3. Scanning Electron Microscope (SEM) ..................................................... 30

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian...................................................................... 32

B. Alat dan Bahan ............................................................................................ 32

1. Alat............................................................................................................ 32

2. Bahan ........................................................................................................ 33

C. Prosedur Penelitian ...................................................................................... 33

1. Variasi Konsentrasi Plasticizer ................................................................. 33

2. Variasi Jenis Garam .................................................................................. 34

3. Variasi Konsentrasi Garam ....................................................................... 34

4. Pemakaian Berulang Pada Membran PIM ................................................ 35

5. Lifetime ..................................................................................................... 36

D. Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 37

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Membran PIM .............................................................................................. 38

B. Variasi Konsentrasi plasticizer .................................................................... 41

ix

C. Variasi Jenis Garam ..................................................................................... 44

D. Variasi konsentrasi Garam .......................................................................... 48

E. Pemakaian Berulang Pada membran PIM ................................................... 52

F. Lifetime ......................................................................................................... 54

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan .................................................................................................. 57

B. Saran ............................................................................................................ 57

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

vi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Bilangan gelombang dari berbagai jenis ikatan ................................................ 30

2. Komposisi membran ......................................................................................... 34

3. Perbandingan gugus fungsi PIM Co-EDAF sebelum dan sesudah transpor ..... 40

4. Perbandingan persen transpor fenol terhadap kadar ion Na dan K dari

beberapa jenis garam (konsentrasi 0,001 M).....................................................47

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Reaksi fenol dengan 4-aminoantipirin ................................................................ 8

2. Membran cair (a) BLM, (b) ELM dan (c) SLM................................................ 11

3. Reaksi polimerisasi dialil ftalat (DAF) ............................................................. 17

4. Prediksi struktur turunan polieugenol hasil taut silang dengan DAF ............ 18

5. Skema alat Spektrofotometer UV-Vis .............................................................. 28

6. Skema alat FTIR ............................................................................................... 29

7. Hamburan elektron yang jatuh pada lembaran tipis .......................................... 31

8. Diagram alir penelitian ...................................................................................... 37

9. Membran PIM sebelum transpor ....................................................................... 38

10. Hasil FT-IR sebelum transpor dan sesudah transpor ...................................... 39

11. Hasil karakterisasi permukaan membran PIM sebelum dan sesudah transpor

dengan scanning electron microscope (a perbesaran 2500 kali) (b perbesaran

2500 kali) ....................................................................................................... 40

12. Grafik pengaruh variasi konsentrasi plasticizer terhadap % fenol.................. 42

13. Grafik pengaruh variasi plasticizer terhadap % ML loss ................................ 44

14. Grafik pengaruh variasi jenis garam terhadap % fenol dan ML loss .............. 45

15. Grafik pengaruh variasi konsentrasi garam NaNO3 pada fasa sumber

terhadap % fenol dan ML loss ....................................................................... 48

16. Grafik pengaruh konsentrasi garam NaNO3 pada fasa penerima terhadap %

fenol dan ML loss .......................................................................................... 50

viii

17. Grafik pengaruh pemakaian membran PIM berulang terhadap % fenol ......... 53

18. Grafik pengaruh pemakaian berulang membran PIM terhadap % ML loss.... 53

19. Kurva pengukuran pH lifetime tanpa penambahan garam dan penambahan

garam .............................................................................................................. 54

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Teknologi pemisahan berbasis membran cair pada saat ini semakin banyak

menarik perhatian para peneliti, karena teknologi ini mempunyai spektrum

pemisahan yang luas, selektif, dan mudah dilakukan. Keunggulan tersebut

dikarenakan dalam pemisahan dengan membran tidak membutuhkan zat kimia

tambahan, kebutuhan energinya sangat minimum, sederhana, praktis, mudah

dilakukan sehingga akan berkembang dimasa yang akan datang dan diminati oleh

banyak peneliti. Beberapa peneliti bahkan telah mempublikasikan jurnal

internasional, seperti Djunaidi et al (2018) dan Benosmane et al (2018). Teknik

transpor membran cair melibatkan tiga fasa yaitu fasa sumber (source phase),

yang mengandung senyawa target, fasa membran yang berisi senyawa pembawa

dalam pelarut organik, dan fasa penerima (receiving phase) yang berfungsi

sebagai agen pelepas dari kompleks senyawa pembawa.

Senyawa pembawa merupakan salah satu komponen dalam membran sehingga

proses pemisahan dapat berjalan. Salah satu senyawa pembawa yang dapat

digunakan adalah Co-EDAF (Kopoli Eugenol Dialil Ftalat). Kopoli Eugenol

Dialil Ftalat merupakan senyawa hasil modifikasi kopolimerisasi dari senyawa

eugenol yang diharapkan dapat meningkatkan jumlah sisi aktif pada polimer yang

digunakan sebagai senyawa pembawa pada proses transpor fenol. Pada proses

2

transpor fenol, senyawa pembawa memfasilitasi senyawa target melalui membran.

Membran adalah suatu lapisan antara dua fasa bersebelahan yang bertindak

sebagai suatu penghalang selektif yang mampu mengatur transpor kompenen

kimia yang berada pada sisi yang terpisah (Ulbricht, 2006). Berdasarkan pada

struktur dan prinsip pemisahannya, membran terdiri dari tiga jenis yaitu membran

berpori, membran tidak berpori, dan membran cair. Teknik membran cair banyak

digunakan untuk pemisahan fenol dari lingkungan perairan. Membran cair

digunakan karena nilai difusivitasnya yang tinggi terhadap medium cair. Sistem

membran cair memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan proses lain.

Pemisahan dengan membran cair dapat dilakukan secara berkelanjutan,

penggunaan energi umumnya relatif lebih rendah, proses pemisahan dengan

membran dapat digabungkan dengan proses pemisahan lainnya, pemisahan dapat

dilakukan dalam kondisi yang mudah diciptakan, dan komponen membran

bervariasi sehingga dapat divariasikan sesuai kebutuhan (Agustina et al., 2000).

Pemisahan fenol dengan menggunakan membran cair didasarkan atas perbedaan

kelarutan fenol yang berada dalam fasa larutan dan fasa organik. Hal ini sesuai

dengan definisi membran cair yaitu lapisan cair tipis yang bersifat semipermeabel

yang memisahkan dua fasa cair atau dua fasa gas. Prinsip pemisahan pada

membran cair tidak ditentukan oleh membran itu sendiri, tetapi oleh sifat molekul

pembawa spesifik. Senyawa pembawa (carrier) tetap berada di dalam membran

dan dapat bergerak jika dilarutkan dalam cairan (Mulder, 1996). Salah satu

membran cair yang dapat digunakan untuk memisahkan fenol adalah metode

Polymer Inclusion Membrane (PIM) (Bonesmane et al., 2018).

3

Membran PIM dibuat dengan cara mencampurkan suatu senyawa pembawa,

plasticizer dan polimer pendukung dalam suatu larutan, kemudian mencetaknya

dalam satu cetakan hingga terbentuk film yang tipis, stabil dan fleksibel (Raut et

al., 2012). Membran PIM dianggap mampu meningkatkan kestabilan karena dua

hal, yaitu polimer dasar (misalnya polivinil klorida-PVC) yang diharapkan dapat

mengatasi kebocoran senyawa pembawa, dan plasticizer yang berfungsi untuk

membuat sistem membran lebih stabil. Keunggulan dari PIM adalah mudah

dalam sistem operasinya, dapat meminimalkan penggunaan bahan kimia, serta

komposisi membran yang fleksibel dan selektif sebanding dengan pemisahan

yang efisien (Nghiem et al., 2006).

Haqiqi (2019) telah melakukan transpor fenol dengan membran PIM

menggunakan eugenol tersambung silang Dialil Ftalat (DAF) sebagai senyawa

pembawa, polivinil klorida (PVC) sebagai polymer pendukung, dan dibenzil eter

(DBE) sebagai plasticizer. Hasil penelitian Haqiqi (2019) menyatakan, bahwa

pada transpor fenol 60 ppm dapat digunakan kondisi pH optimum 5,5 pada fasa

sumber dan NaOH 0,1 M pada fasa penerima. Pada kondisi tersebut membran

PIM mampu mentranspor fenol dengan baik, pada waktu traspor optimum 48 jam.

Akan tetapi, membran PIM tersebut belum diketahui ketahanan dan kemampuan

terhadap transpor fenol. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan studi

stabilitas dan kemampuan transpor fenol meliputi variasi konsentrasi plasticizer,

variasi jenis garam, variasi konsentrasi garam, dan ketahanan membran meliputi

pemakaian berulang, dan umur membran (lifetime) menggunakan membran PIM

dengan senyawa pembwa Co-EDAF (Kopoli Eugenol Dialil Ftalat) 10%.

4

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mempelajari pengaruh variasi konsentrasi plasticizer.

2. Mempelajari pengaruh variasi konsentrasi dan jenis garam.

3. Mempelajari stabilitas membran PIM dengan melakukan uji ketahanan

membran PIM meliputi pemakaian berulang dan umur membran (lifetime).

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menambah pemanfaatan polimer tersambung silang kopoli (eugenol-DAF)

sebagai membran carrier dengan mengevaluasi membran untuk transpor fenol

dengan metode PIM.

2. Memberikan konstribusi pada upaya pengurangan polutan organik khususnya

fenol.

3. Meningkatkan aplikasi metode membran cair terutama PIM dalam upaya

pengurangan polutan organik, khususnya senyawa fenol.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Fenol

Fenol adalah senyawa yang memiliki gugus –OH dan cincin benzena, maka

senyawa pembawa yang akan berhasil mentranspor fenol adalah senyawa yang

juga memiliki sisi aktif tersebut atau senyawa yang memungkinkan dapat

terjadinya interaksi diantara keduanya. Interaksi yang mungkin adalah

pembentukan ikatan hidrogen dengan fenol. Atom hidrogen dari suatu molekul

yang bersifat parsial positif dapat ditarik oleh pasangan elektron bebas dari atom

suatu molekul lain yang bersifat elektronegatif. Tarikan ini disebut ikatan

hidrogen (Bartsch and Way, 1996).

Fenol merupakan senyawa organik yang bersifat toksik dan mudah larut dalam air

sehingga senyawa tersebut mudah menimbulkan pencemaran apabila masuk ke

dalam suatu perairan. Hal ini dikarenakan, jika suatu perairan terkena

pencemaran fenol akan mengakibatkan turunnya kualitas air dan gangguan

terhadap ekosistem perairan. Banyak industri menggunakan senyawa fenol dalam

proses produksi maupun sebagai salah satu bahan dasar (Suhandi dkk., 2006).

Fenol memiliki bentuk kristal putih dengan titik leleh 40,85 °C dan titik didih 182

°C. Fenol larut dalam air pada temperatur kamar. Setiap 1 g fenol larut dalam 15

mL air, larut dalam 12 mL benzena dan sangat larut dalam alkohol, kloroform,

6

eter, gliserol, dan karbon disulfida. Fenol merupakan asam lemah dengan pKa

9,98 (Cichy and Szymanowski, 2002). Molekul fenol mempunyai kecenderungan

untuk melepas ion H+ dengan penambahan basa kuat seperti NaOH menjadi ion

fenolat (C6H5O-) yang larut dalam air. Keberadaan fenol dalam bentuk

molekularnya dan fenolat dipengaruhi oleh pH larutan. Pada kondisi asam, fenol

akan berada dalam bentuk molekular, sedangkan pada kondisi basa, fenol akan

berada dalam bentuk fenolat (C6H5O-) (Xu Man-Cai et al., 2008).

Fenol adalah limbah utama dalam limbah cair, dari beberapa aktivitas industri

seperti batubara, pekerjaan tambang, penyulingan gasolin, produksi farmasi,

pabrik baja, pabrik besi, dan penyamakan kulit. Limbah fenol juga dihasilkan dari

limbah cair industri minyak, industri gas, tekstil, kertas, otomotif, pabrik bahan

kimia, serat gelas, bubur kertas, perekat, kayu lapis, cat, keramik, plastik, dan

sebagainya. Konsentrasi fenol dalam limbah industri berkisar 100-1000 mg/L

(Stanisavljevic and Nedic, 2004). Fenol berada dalam lingkungan diakibatkan

karena aktivitas industri melalui limbah yang tidak terorganisir dengan baik

(Venkateswaran and Palanivelu, 2006). Keberadaan limbah fenol dalam suatu

perairan dapat menimbulkan efek kronik bagi organisme dan menyebabkan

kematian pada ikan, dengan konsentrasi yang sangat rendah, yakni 5–25 mg/L

(Alva and Peyton, 2003). Hal tersebut dikarenakan, fenol dapat mengalami

bioakumulasi dan biomagnifikasi oleh organisme perairan (akuatik). Fenol dapat

masuk ke dalam tubuh melalui air minum dan makanan yang berasal dari

organisme akuatik, oleh sebab itu pemulihan fenol dari air limbah merupakan hal

yang sangat penting untuk melindungi dan melestarikan lingkungan. Limbah

fenol yang bersifat toksik dan korosif dapat mengakibatkan pencemaran apabila

7

dibuang begitu saja sebelum mengalami pengolahan. Metode umum yang

digunakan dalam mengatasi limbah fenol dengan cara mengetahui kadar fenol

yang terbuang ke dalam limbah industri yaitu metode spektrofotometri UV-Vis

dengan menggunakan 4-AAP sebagai reagen pengompleks (Venkanteswaran and

Palanivelu, 2006).

Li and Lee (1997) melakukan pemisahan fenol dengan metode ekstraksi padat-

cair. Slamet dkk (2005) melakukan pengolahan limbah fenol secara simultan

menggunakan fotokatalis TiO2, ZnO-TiO2 dan CdS-TiO2. Swantomo dkk (2009)

menggunakan metode adsorpsi fenol dengan batubara, arang aktif, dan kalsium

karbonat. Urtiaga et al (2009) melakukan recovery fenol dari resin fenolat dengan

menggunakan emulsion pertraction technology (EPT). Tetapi metode-metode

tersebut mempunyai kekurangan, seperti biaya operasional yang tinggi,

pembentukan produk samping yang berbahaya, efisiensi dan konsentrasi terbatas

untuk metode tertentu dan tidak ekonomis karena membutuhkan bahan, biaya dan

energi yang besar (Sun et al., 2008).

Menurut Badan Standardisasi Nasional SNI 06-6989.21-2004. Pada prinsipnya,

semua fenol dalam air akan bereaksi dengan 4-aminoantipirin dalam suasana

kalium ferri sianida (K3Fe(CN)6) yang akan membentuk warna merah kecoklatan

dari antipirin. Jika larutan berwarna sudah terbentuk kemudian diekstraksi dari

larutan fenol menggunakan kloroform dan absorbansinya diukur pada panjang

gelombang 460 nm atau 500 nm. Konsentrasi senyawa fenol dinyatakan dalam

mg/L. Reaksi yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 1.

8

Gambar 1. Reaksi fenol dengan 4-aminoantipirin (Sousa and Trancoso,

2009)

B. Teknologi Membran

Membran adalah sebuah lapisan semipermiabel yang tipis dan berfungsi sebagai

penghalang di antara dua fasa. Penggunaan membran sebagai suatu teknologi

pemisahan mempunyai keunggulan dibandingkan dengan teknologi pemisahan

lainnya. Keuntungan yang dimiliki yaitu energi yang digunakan cukup rendah

sehingga ekonomis. Membran PIM (Polymer Inclusion Membrane) melibatkan

transpor selektif dan menargetkan zat terlarut (senyawa target) dari satu larutan

melalui membran yang memisahkan antara fasa sumber dan fasa penerima.

Membran PIM terdiri dari polimer pendukung, molekul pembawa dan plasticizer.

Pemakaian PVC pada membran akan menstabilkan membran dengan cara

menahan molekul pembawa agar tetap berada pada membran. Modifikasi

menggunakan PVC untuk pembentukan gel merupakan keuntungan dari metode

PIM (Kislik, 2010). Pratomo (2003) mendefinisikan membran sebagai suatu

lapisan tipis antara dua fasa yang bersifat sebagai penghalang terhadap spesies

tertentu dan membatasi transpor dari berbagai spesies berdasarkan sifat fisik dan

kimianya.

4-aminoantipirin fenol

p-quinonemida

9

Agustina et al (2000) membedakan membran berdasarkan fungsinya menjadi 3

yaitu membran mikrofiltrasi, membran ultrafiltrasi, dan membran nanofiltrasi.

Membran mikrofiltrasi mampu memisahkan senyawa berukuran 0,04-100 mikron,

membran ultrafiltrasi merupakan teknik pemisahan menggunakan membran untuk

menghilangkan berbagai zat terlarut dengan berat molekul tinggi, koloid, mikroba,

sampai padatan tersuspensi dari larutan, sedangkan membran nanofiltrasi mampu

menghilangkan bakteri dan virus. Penggunaan membran sebagai suatu teknologi

pemisahan mempunyai keunggulan dibandingkan dengan teknologi pemisahan

lainnya.

Menurut Agustina et al (2000), keuntungan yang dimiliki yaitu :

(1) pemisahan dapat dilakukan secara berkelanjutan

(2) penggunaan energi umumnya relatif lebih rendah, dikarenakan pemisahan

menggunakan membran tidak melibatkan perubahan fasa, walaupun ada

perubahan fasa seperti pada distilasi membran, namun temperatur yang

dibutuhkan jauh lebih rendah dari pada titik didih larutan yang akan

dipisahkan

(3) proses pemisahan dengan membran dapat digabungkan dengan proses

pemisahan lainnya (hybrid processing)

(4) proses pemisahan memungkinkan dalam kondisi yang mudah diciptakan

(5) tidak membutuhkan zat bantu kimia dan tidak ada tambahan produk buangan

(6) komponen membran bervariasi sehingga dapat divariasi sesuai kebutuhan

Salah satu teknologi membran adalah membran cair. Membran cair sangat

menarik dalam hal pemisahan dan efektif pada berbagai aplikasi. Beberapa jenis

10

membran cair digunakan dalam teknik kimia, kimia anorganik, analitik,

bioteknologi dan biomedikal. Proses pemisahan dengan membran cair dapat

dilakukan pada suhu kamar, tidak bersifat destruktif dan dapat dikombinasikan

dengan proses lainnya tanpa penambahan zat lain (Mulder, 1996). Membran cair

terdiri dari cairan yang berperan sebagai penghalang semipermeabel dan tidak

bercampur dengan fasa sumber maupun penerima (Bartsch and Way, 1996).

Proses pemisahan menggunakan membran cair merupakan sebuah terobosan yang

selektif menghilangkan kontaminan dari limbah (Alvarez, 2001).

Membran cair terbagi menjadi tiga, yaitu membran cair ruah (Bulk Liquid

Membranes, BLM), membran cair emulsi (Emulsion Liquid Membranes, ELM)

dan membran cair berpendukung (Supported Liquid Membranes, SLM).

Membran cair ruah (Bulk Liquid Membranes, BLM) terdiri dari sejumlah besar

(bulk) fasa sumber dan penerima yang dipisahkan oleh sejumlah besar pelarut

organik yang tidak bercampur dengan air. BLM dipisahkan tanpa pendukung

mikropori, sehingga disebut sebagai lapisan BLM (Kislik, 2010). Menurut

Gardner et al (2006) ditinjau dari aspek ekonomis, BLM tidak dapat digunakan

dalam skala industri. Namun, BLM memiliki luas permukaan yang kecil,

sehingga penggunaannya terbatas pada kajian transpor dalam skala laboratorium

(Li, 1968). Pada membran cair emulsi (ELM), fasa penerima diemulsikan dalam

membran cair, membran cair akan terdispersi ke fasa sumber dan terjadi transfer

massa dari fasa sumber ke fasa penerima. Permasalahan dalam metode ini adalah

emulsi harus dihasilkan sebelum proses pemisahan berlangsung dan harus stabil

untuk menghindari kebocoran, namun emulsi juga harus bersifat tidak stabil saat

proses pemisahan selesai (Kocherginsky et al., 2007).

11

Pada membran cair berpendukung (Supported Liquid Membranes, SLM) terdiri

dari pelarut organik hidrofobik yang diimobilisasi dalam pori polimer pendukung

yang memisahkan fasa sumber dan penerima. SLM juga dapat dibuat dari

imobilisasi fasa membran diantara dua lapisan nonpori yang bersifat permeabel

untuk transpor suatu senyawa (Kislik, 2010). SLM sangat efektif dalam proses

pemisahan dan pemurnian pada skala industri maupun laboratorium (Yaftian et

al., 1998). SLM juga memiliki selektifitas yang baik, menggunakan sedikit

ekstraktan dan konsumsi energi rendah (Mohapatra and Manchanda, 2003).

Namun SLM memiliki permasalahan dengan stabilitas yang rendah. Pernyataan

tersebut didukung oleh penelitian yang telah dilakukan oleh Zha et al (1995); Hill

et al (1996); Yang and Fane (1998); dan Huidong et al (2009), yang menjelaskan

bahwa permasalahan pada SLM adalah mudah hilangnya komponen organik di

dalam membran sehingga mengalami kebocoran pada saat transpor.

Gambar 2. Membran cair (a) BLM, (b) ELM dan (c) SLM (Pattilo, 1995)

12

Perbedaan ketiga jenis membran ini terlihat pada Gambar 2. Menurut Alvarez

(2001) membran cair mempunyai fluks yang lebih besar dari pada membran

kovensional, hanya saja hilangnya komponen organik di dalam membran menjadi

kelemahan yang serius. Fluks adalah jumlah volume sampel yang melewati

satuan luas membran dalam waktu tertentu dengan adanya daya dorong berupa

tekanan. Koefisien rejeksi adalah fraksi konsentrasi zat terlarut yang tidak

menembus membran (Mulder, 1996). Terdapat jenis membran lain yang memiliki

stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan SLM, yaitu membran PIM

menggunakan larutan yang mengandung senyawa pembawa atau ekstraktan,

pemlastis dan polimer dasar sepetri selulosa triasetat (CTA) atau PVC membentuk

lapisan yang tipis, stabil, dan fleksibel. Hasilnya adalah membran self-supporting

yang dapat digunakan untuk memisahkan larutan yang diinginkan dengan cara

yang mirip dengan SLM (Nghiem et al., 2006).

C. Metode PIM (Polymer Inclusion Membrane)

Membran SLM dan PIM sama-sama melibatkan transpor selektif dan

menargetkan zat terlarut (senyawa target) dari satu larutan melalui membran yang

memisahkan antara fasa sumber dan fasa penerima, walaupun dari segi kestabilan

SLM mempunyai kelemahan. Oleh karena itu, sebagai upaya untuk mengatasi

ketidakstabilan pada SLM, membran cair SLM dapat dibuat menjadi gel dengan

penambahan PVC. Selain dapat memperbaiki stabilitas SLM, pembuatan

membran cair menjadi gel juga dapat meningkatkan waktu penggunaan membran

(Neplenbroek et al., 1992). Modifikasi dengan pembentukan gel pada membran

SLM menggunakan PVC disebut dengan metode PIM. Membran tipe ini

13

biasanya dibentuk oleh suatu polimer seperti selulosa triasetat (CTA) atau

polivinil klorida (PVC), molekul carrier, dan plasticizer (Kislik, 2010).

Pencampuran komponen-komponen tersebut membentuk suatu membran yang

tipis, stabil, dan fleksibel. Hasilnya adalah membran self-supporting yang dapat

digunakan untuk memisahkan larutan yang diinginkan dengan cara yang mirip

dengan SLM (Nghiem et al., 2006). Membran PIM memiliki stabilitas yang baik

dan memadai atas berbagai jenis membran cair. Komponen penyusun membran

yang hilang saat transpor digunakan sebagai parameter ketahanan, kekuatan, dan

umur membran. Pada metode PIM, senyawa pembawa, plasticizer, dan polimer

pendukung (PVC) terintegrasi dengan baik dalam film tipis (Dzygiel and

Wieczorek, 2010).

Beberapa peneliti telah melaporkan bahwa hilangnya komponen-komponen

penyusun membran merupakan salah satu alasan utama ketidakstabilan pada

proses transpor menggunakan membran cair (Zha et al., 1995, Zheng et al., 2009

dan Zhang et al., 2001), tetapi PIM dianggap mampu meningkatkan kestabilan

metode SLM karena dua hal, yaitu pemlastis yang berfungsi membuat sistem

membran lebih stabil dan polimer dasar seperti PVC yang diharapkan dapat

mengatasi kebocoran senyawa pembawa. Oleh karena itu, PIM diharapkan

mempunyai potensi yang lebih baik untuk pemisahan skala industri.

Kim et al (2002) meneliti kestabilan dari PIM dan SLM pada kondisi eksperimen

yang sama. Hasil dari penggunaan PIM dengan CTA, 2-nitrophenyl octyl ether

(2-NPOE) dan membran carrier makrosiklik yaitu tidak terjadi penurunan fluks

atau bukti hilangnya material dalam 15 hari penelitian transpor secara kontinu,

sedangkan pada SLM terlihat bukti hilangnya material organik setelah 48 jam

14

pengadukan dalam larutan. Selain itu, penelitian menggunakan membran carrier

aliquat 336 menunjukkan bahwa PIM stabil sampai transpor 30 hari, sedangkan

SLM hanya stabil 7 hari (Scindia, 2005).

PIM dianggap mampu meningkatkan kestabilan dari metode SLM karena dua hal,

yaitu polimer dasar (misalnya: PVC) yang diharapkan dapat mengatasi kebocoran

carrier, dan plasticizer yang berfungsi untuk membuat sistem membran lebih

stabil. Oleh karena hal tersebut, PIM diharapkan mempunyai potensi lebih baik

untuk pemisahan skala industri dibandingkan tipe membran cair lainnya.

Penelitian menggunakan metode PIM telah dilakukan oleh Kozlowski (2006) dan

Pont et al (2008). Kozlowski (2006) menggunakan PIM untuk transpor ion logam

Pb(II), Cd(II) dan Zn(II). Hasilnya metode PIM efektif untuk mentranspor ion

logam. Pont et al (2008) menggunakan PIM untuk transpor selektif dan

penghilangan Cd dan larutan klorida. Pont et al (2008) melaporkan bahwa PIM

terbukti efektif untuk transpor Cd baik dalam media garam maupun asam.

D. Senyawa Pembawa (Carrier)

Senyawa pembawa (Carrier) merupakan salah satu komponen dalam membran

sehingga proses pemisahan dapat berjalan. Berbagai polimer sebagai senyawa

pembawa telah digunakan dengan beberapa metode membran cair. Pemisahan

menggunakan metode ELM, senyawa pembawa ada pada fasa membran dan

dikenal sebagai esktraktan. Senyawa pembawa mempromosikan atau

memfasilitasi senyawa target melalui membran, sebagai contoh senyawa

pembawa yang digunakan dalam menggabungkan ion logam yang bersifat sedikit

15

asam seperti –COOH, –SO3H, atau kelompok senyawa pengkhelat sama baiknya

seperti senyawa pembawa dari senyawa-senyawa amina atau garam-garam

amonium (Chakraborty et al., 2010). Efisiensi dan selektivitas transpor melewati

membran dipengaruhi oleh keberadaan senyawa pembawa dalam membran.

Kemampuan solut melewati fasa membran dapat ditingkatkan dengan menambah

carrier agent (senyawa yang dapat berikatan khusus dengan solut) (Frankenfeld

and Li, 1987).

Menurut Baker (2000), senyawa pembawa berinteraksi dan membantu transpor

suatu komponen pada fasa sumber melewati membran menuju fasa penerima.

Pada transpor membran terfasilitasi, membran cair yang mengandung senyawa

pembawa memiliki interaksi kimia dengan senyawa yang akan ditranspor. Pada

teknik membran cair, senyawa pembawa sebagai fasilitator yang terdapat pada

fasa membran, sehingga memiliki peranan penting dalam kinerja pemisahan.

Proses transpor senyawa target diawali dengan difusi senyawa target pada fasa

sumber melewati fasa membran, kemudian terjadi penyerapan senyawa target

pada fasa membran. Senyawa target tertranspor di fasa membran dan melewati

fasa membran kemudian terjadi desorpsi pada fasa penerima, akhirnya senyawa

target terdifusi kembali di fasa penerima (Kiswandono et al., 2014).

E. Senyawa Co-EDAF (Kopoli-Eugenol DAF)

Kopoli (Eugenol-DAF) merupakan senyawa hasil modifikasi melalui

kopolimerisasi dari senyawa eugenol yang diharapkan dapat meningkatkan jumlah

sisi aktif pada polimer yang digunakan sebagai senyawa pembawa pada proses

transpor fenol. Eugenol yang memiliki ikatan rangkap dua, yang jika

16

ditambahkan monomer diena sebagai agen pertautan silang akan menghasilkan

suatu kopolimer yang tertaut silang. Semakin banyak agen pertautan silang

(crosslinking agent) menyebabkan berat molekul semakin tinggi serta

meningkatkan fraksi gel dan viskositas polimer. Eugenol mampu berinteraksi

dengan fenol, karena adanya sisi aktif –OH dan cincin benzena, tetapi interaksi ini

sangat terbatas, karena jumlah sisi aktif yang terdapat pada eugenol sangat

rendah. Rendahnya sisi aktif dan cincin benzena ini dikarenakan berat molekul

eugenol yang kecil. Senyawa turunan polieugenol akan memiliki berat molekul

yang lebih besar dibandingkan eugenol yang dihasilkan tidak melalui taut silang,

sehingga jumlah sisi aktif semakin banyak, dan eugenol menjadi lebih stabil.

Hasilnya sisi aktif dapat berinteraksi dengan senyawa target fenol lebih banyak,

sehingga menyebabkan peningkatan kecepatan transpor. Sebagai alternatif untuk

meningkatkan sisi aktif dapat dilakukan dengan cara kopolimerisasi melalui

ikatan rangkap dua (senyawa-senyawa diena).

Senyawa diena yang dapat digunakan adalah Dialil Ftalat (DAF). Ikatan rangkap

dua pada senyawa diena mempunyai sifat yang reaktif sehingga proses sintesis

dapat dengan mudah dilakukan hanya pada suhu kamar saja menggunakan katalis

asam lemah. Polimerisasi senyawa diena akan terjadi pada bagian gugus alil.

Polimerisasi dapat digambarkan seperti pada Gambar 3.

17

Gambar 3. Reaksi polimerisasi dialil ftalat (DAF) (Kiswandono et al., 2014)

Kopoli (eugenol-DAF) memiliki persamaan struktur dengan polieugenol.

Keduanya sama-sama memiliki gugus –OH dan senyawa benzena. Gugus

hidroksi(–OH) tersebut mampu membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa

lain. Atom hidrogen yang parsial positif dari satu molekul ditarik oleh pasangan

elektron bebas dari atom suatu molekul lain yang elektronegatif dan tarikan ini

disebut ikatan hidrogen. Energi disosiasi ikatan hidrogen hanya 5-10 kkal/mol,

lebih kuat daripada kebanyakan tarikan dipol-dipol lainnya. Ikatan hidrogen

seperti perekat antara molekul. Walaupun ikatan hidrogen sendiri bersifat lemah

tetapi molekul kopoli (eugenol-DAF) merupakan molekul besar. Kopoli

(eugenol-DAF) berikatan dengan fenol dalam jumlah banyak dan akan

meningkatkan kekuatan ikatan hidrogen tersebut (Fessenden and Fessenden,

1990).

Selain memiliki gugus –OH, kopoli (eugenol-DAF) memiliki struktur benzena

yang memungkinkan terjadinya interaksi π-π* dengan cincin benzena aromatis

pada fenol. Interaksi π-π* merupakan interaksi yang terbentuk dari dua cincin

benzena atau lebih. Interaksi yang terjadi pada polieugenol dan fenol pada proses

transpor fenol adalah ikatan hidrogen dan ikatan π (Kiswandono, 2010).

dialilftalat

18

Gambar 4. Prediksi struktur turunan polieugenol hasil taut silang dengan

DAF (Kiswandono et al., 2014)

Mekanisme transpor fenol dengan membran kopoli (eugenol-DAF) diprediksi

terjadi melalui ikatan hidrogen dan interaksi π-π* antara fenol dan kopoli (eugenol

DAF). Selain itu, reaksi fenol dengan NaOH pada fase penerima menyebabkan

anion fenolat tidak dapat kembali ke membran hidrofobik maupun ke fase sumber.

Transpor pada membran terjadi jika komponen fenolik berada pada keadaan tidak

terdisosiasi pada fase sumber dan sebagai ion fenolat pada fase penerima. Pada

kondisi ini pH sumber berpengaruh terhadap proses transpor fenol (Lee et al.,

2002).

F. Pengaruh Garam

Happy (2012) melakukan penelitian terhadap pengaruh garam dalam transpor

fenol dengan penambahan garam dilakukan berdasarkan pengaruh efek kekuatan

ionik terhadap kestabilan membran PIM. Variasi dilakukan terhadap dua

kondisi, yaitu penambahan garam NaNO3 berbagai konsentrasi di fasa sumber

dengan fasa penerima tetap dan penambahan garam NaNO3 berbagai konsentrasi

di fasa penerima dengan fasa sumber tetap. Hasil dari penelitian ini

menunjukkan fenol tertranspor baik variasi penambahan NaNO3 di fasa sumber

19

maupun penambahan NaNO3 di fasa penerima dalam berbagai konsentrasi. Hasil

menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi NaNO3 yang ditambahkan

semakin rendah persen konsentrasi fenol yang tertranspor ke fasa penerimanya.

NaNO3 merupakan garam dengan kelarutan yang tinggi, keadaan tersebut

memberikan dampak persaingan antara NaNO3 dengan zat utama dalam

mengikat air. Konsentrasi NaNO3 yang semakin besar, menyebabkan kekuatan

ionik NaNO3 semakin kuat sehingga garam lebih dapat mengikat molekul air.

Hal ini menyebabkan penurunan kelarutan fenol dan NaOH dalam air.

Menurunnya kelarutan zat utama ini mengurangi kemampuan transpor fenol ke

fasa penerima. Peristiwa penurunan kelarutan zat utama dalam pelarut akibat

penambahan garam dikenal dengan salting out. Pengaruh kekuatan ionik,

dimana kekuatan ionik semakin besar seiring bertambahnya konsentrasi NaNO3

yang ditambahkan, mempengaruhi ML loss membran PIM. Adanya garam secara

nyata mengurangi ML loss. Membran PIM semakin stabil dengan bertambahnya

konsentrasi NaNO3, yang dinyatakan dengan ML loss semakin kecil. Semakin

besar kekuatan ionik akan menghambat terbentuknya emulsi.

G. Stabilitas Membran PIM

Stabilitas membran dapat mempengaruhi umur membran, stabilitas yang rendah

pada membran SLM, dapat mempengaruhi penggunaan SLM pada skala industri.

Hal ini merupakan motivasi utama untuk pengembangan PIM. Dalam SLM, gaya

kapiler atau tegangan antar muka bertanggung jawab atas pengikatan fasa cair

membran dengan pori-pori mendukung. Sehingga kerusakan membran dapat

20

dengan mudah terjadi melalui beberapa mekanisme destabilitasi, pembentukan

emulsi, serta dapat diperburuk oleh aliran osmotik.

Sebaliknya, pada PIM dengan komposisi, yaitu senyawa pembawa, plasticizer

dan membran dasar yang terintegrasi dengan baik ke dalam film tipis yang relatif

homogen. Meskipun beberapa studi FTIR telah mengungkapkan tanda-tanda

pembentukan ikatan kovalen antara senyawa pembawa, plasticizer dan membran

polymer, kemungkinan besar bahwa mereka terikat satu sama lain oleh bentuk

ikatan sekunder seperti hidrofobik , Van der Waals atau hidrogen. Ikatan

hidrogen jauh lebih kuat daripada antarmuka ketegangan atau kapiler pasukan.

Akibatnya, PIM yang jauh lebih stabil dari SLM dengan jelas dibuktikan dalam

studi PIM dibahas dalam ulasan ini, dimana perbandingan stabilitas antara kedua

jenis membran telah menjadi fokus dari pekerjaan Kim et al (2002) menyelidiki

stabilitas PIM dan SLM di bawah kondisi percobaan yang sama. Mereka

melaporkan tidak ada penurunan fluks atau bukti kerugian materi dalam waktu 15

hari terus menerus eksperimen transportasi dengan PIM mengandung CTA, 2-

NPOE dan operator makrosiklik. Sebaliknya, kebocoran bahan organik menjadi

jelas dalam rekan-rekan SLM setelah 48 jam agitasi dalam larutan air. PIM

lebih stabilitas superior dari SLM, telah dilaporkan untuk membran

menggunakan Aliquat 336 sebagai pembawa. Di bawah kondisi percobaan

yang sama, kinerja stabil PIM selama 30 hari tercatat sementara kebocoran

bahan organik dari SLM dilaporkan setelah 7 hari.

Kebocoran pada membran cair, biasanya digunakan untuk menilai stabilitas dari

SLM, sehingga PIM dievaluasi menggunakan stabilitas fluks karena tidak ada

21

senyawa pembawa atau plasticizer sehingga kerugian dapat diamati di sebagian

besar penelitian ini. Secara umum, PIM sangat tahan terhadap kebocoran dan

plasticizer. Ini mungkin telah mendorong penyelidikan baru-baru ini bukan

fokus pada hidrolisis polimer dasar di bawah kondisi ekstrim.

Gardner et al (2006) telah mempelajari stabilitas PIM dibuat dari eter mahkota,

2-NPOE dan berbagai turunannya polimer selulosa termasuk selulosa triasetat

(CTA), selulosa asetat propionat (CAP), selulosa asetat butirat (CAB) dan

selulosa tributirat (CTB). Para penulis telah secara konsisten menunjukkan

bahwa daya tahan polimer dasar meningkat sebagai rantai alkil yang

ditambahkan ke unit backbone selulosa glukosida. Namun, permeabilitas

membran ditemukan menurun secara proporsional. Selain itu, mereka

melaporkan bahwa membran rusak dengan cepat di bawah kondisi kaustik (3 M

KOH) sementara seumur hidup lebih lama dilaporkan dalam kondisi asam (3 M

HNO3). Hidrolisis dari membran berdasarkan CTA terjadi dalam 2,9 hari di

bawah kondisi kaustik. Dalam kondisi asam, membran berdasarkan CTA stabil

untuk 12,3 hari. Dalam studi lain, juga telah melaporkan bahwa membran

berdasarkan CTA cepat membusuk ketika fase sumber terkandung 1 M LiOH.

Stabilitas PIM berbasis PVC belum sistematis dipelajari. Namun, atas dasar

struktur polimer yang ada, membran berdasarkan PVC diharapkan lebih tahan

terhadap hidrolisis dalam kondisi kaustik atau asam ekstrim (Nghim, 2006).

Zha et al (1995) menjelaskan bahwa terdapat empat mekanisme ketidakstabilan

membran berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan, yaitu:

22

a. Mekanisme tekanan osmotik (Osmotic Pressure Mechanisms, OPM)

Ketidakstabilan pada SLM salah satunya disebabkan karena tekanan osmotik

selama proses transport. Tekanan osmotik adalah tekanan yang dibutuhkan untuk

mempertahankan kesetimbangan osmotik antara suatu larutan dan pelarut

murninya yang dipisahkan oleh suatu membran yang dapat ditembus hanya oleh

pelarut tersebut. Kebocoran membran cair terutama disebabkan oleh perbedaan

tekanan osmotik ini sebagai akibat adanya perbedaan kekuatan ionic antara fasa

sumber dan fasa penerima. Umur membran dipengaruhi oleh kandungan air

dalam membran, tekanan osmotik dan transpor (distribusi) air. Menurut Deblay et

al (1991), pengaruh kandungan air dalam membran yang disebabkan oleh tekanan

osmotik dibedakan menjadi tiga kategori, yaitu :

(1) Jika konsentrasi air lebih dari 40 g/L maka umur membran turun mendekati

nol

(2) Jika konsentrasi air dalam membran antara 15– 40 g/L maka umur akan

menurun drastis

(3) Jika konsentrasi air dalam membran kurang dari 15 g/L maka stabilitas SLM

tinggi atau besar

Meningkatnya konsentrasi garam pada fasa sumber akan mengurangi hilangnya

fasa organik pada membran, sehingga akan meningkatkan stabilitas dan umur

membran. Perpindahan air yang terjadi pada membran merupakan akibat dari

ketidakstabilan membran, bukan merupakan penyebab kebocoran membran

(Neplenbroek et al., 1992). Hubungannya dengan konsentrasi larutan bahwa

tekanan osmotik larutan akan semakin besar apabila konsentrasi (molar) dari zat

terlarut semakin besar.

23

b. Mekanisme pembasahan secara progresif (Progressive Wetting Mechanisms,

PWM)

Danesi (1984) dan Takeuchi et al (1989) menyatakan bahwa, selama transpor

terjadi tegangan interfasial dan sudut kontak mempunyai peran dalam proses

hilangnya komponen penyusun membran, yaitu bertambahnya waktu

transpor akan menurunkan tegangan antar muka dan sudut kontak. Ketika

tegangan muka berkurang, emulsi akan terbentuk dan akan menyebabkan

membran cair keluar dari dalam pori polimer. Pembentukan emulsi ini akan

memicu terkikisnya permukaaan membran sehingga terjadi kehilangan komponen

penyusun membran. Hal ini disebabkan karena adanya pembentukan kompleks

logam, adanya kontaminasi dari antar muka membran dan larutan berair, serta

peruraian agen pengkhelat dan faktor lainnya, seperti:

1) Tegangan antar muka

Ketika tegangan antar muka menurun pada tingkat tertentu, maka akan

terbentuk emulsifikasi secara tiba-tiba. Hal inilah yang menyebabkan

terjadinya hilangnya komponen penyusun pada membran yang berdekatan

dengan larutan berair

2) Sudut kontak

Ketika sudut kontak pada ketiga fasa menurun ke titik kritis, maka larutan

berair akan menembus atau menerobos pori-pori membran atau terjadi

penetrasi ke pori-pori membran

Pada fasa penerima yang berisi air, ketika bertemu atau kontak dengan fasa

membran. Pada permukaan membran akan terjadi emulsi, ditambah faktor

pengadukan dan meningkatnya waktu sehingga pembentukan emulsi akan

24

semakin meningkat seiring dengan penggunaan pengadukan dan bertambahnya

waktu. Berdasarkan mekanisme ini, maka hilangnya komponen penyusun

membran pada membran harus merespresentasikan komponen pembentuk

membran, yang mana berarti hilangnya komponen penyusun membran sama

dengan pengurangan berat membran sebelum transpor dengan setelah transpor,

sehingga nilainya sebanding dengan hilangnya komponen-komponen pembentuk

membran. Kenyataan menunjukkan bahwa teori ini belum dapat menjelaskan

dengan baik tentang hilangnya bahan komposisi membran yang terdiri dari

senyawa pembawa, agen polimer pendukung dan plasticizer.

c. Mekanisme penutupan pori (Pore-Block Mechanisms, PBM)

Mekanisme ini diusulkan oleh Babcock et al (1985) yaitu terdapat dua

kemungkinan di mana pori-pori membran dapat tertutup, yaitu :

(1) Tertutupnya pori membran yang disebabkan oleh air. Penyumbatan pori

membran oleh tetesan air, pada banyak kasus merupakan fenomena yang

penting

(2) Pembentukan endapan yang disebabkan karena rendahnya kelarutan kompleks

yang terbentuk dalam membran cair sehingga merugikan dalam hal kecepatan

perembesan, tetapi mempunyai dampak yang positif terhadap pencegahan

kebocoran membran

Mekanisme ini menunjukkan bahwa air memasuki pori-pori yang terisi senyawa

organik dalam bentuk misel. Misel ini terbentuk oleh agen ion kompleks logam.

Ketika misel berdifusi ke bagian dalam membran pada bagian sisi fasa penerima,

misel ini akan terputus di suatu tempat di dalam pori dan melepaskan air karena

25

konsentrasi kompleks logam yang menurun secara bertahap. Air kemudian

bergabung dalam tetesan dan menyebabkan penyumbatan pori, penurunan fluks

dan pengeluaran larutan membran ke larutan berair yang berbatasan dengan

membran.

d. Mekanisme shear-induced emulsion

Mekanisme shear-induced emulsion ini merupakan pengembangan dari hasil

penelitian tentang hubungan antara hilangnya komponen penyusun membrane dan

kestabilan emulsi di mana Neplenbrock et al (1992) menjelaskan, bahwa kondisi

membran tidak stabil yang disebabkan karena meningkat kestabilan emulsi pada

fasa organik. Adanya membran cair yang hilang akan memaksa miniskus pada

fasa membran cair tertarik ke dalam pori-pori, kemudian air akan mengisi penuh

volume yang tersedia. Miniskus baru dari fasa membran cair akan kembali pada

posisi semula dengan cepat karena pori-pori yang lebih kecil akan terbentuk pada

permukaan membran. Mekanisme ini menjelaskan mengenai fenomena yang

berhubungan dengan ketidakstabilan membran, tetapi penelitian ini hanya

berdasar penelitian transpor nitrat saja, sedangkan mekanisme hilangnya

komponen penyusun membran belum dapat diuraikan.

H. Karakterisasi

1. Spektrofotometri Ultraviolet-Visible (UV-Vis)

Spektrofotometri UV-Vis adalah pengukuran panjang gelombang, intensitas

sinar ultraviolet, dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel. Sinar

ultraviolet dan cahaya tampak memiliki energi yang cukup untuk

mempromosikan elektron pada kulit terluar ke tingkat energi yang lebih

26

tinggi. Spektroskopi UV-Vis biasanya digunakan untuk molekul dan ion

anorganik atau kompleks di dalam larutan. Spektrum UV-Vis mempunyai

bentuk yang lebar dan hanya sedikit informasi tentang struktur yang bisa

didapatkan dari spektrum ini sangat berguna untuk pengukuran secara

kuantitatif. Sinar ultraviolet berada pada panjang gelombang 200-400 nm,

sedangkan sinar tampak berada pada panjang gelombang 400-800 nm.

Kebanyakan penerapan spektrofotometri UV-Vis pada senyawa organik

didasarkan n-π* ataupun π-π* karena spektrofotometri UV-Vis memerlukan

hadirnya gugus kromofor dalam molekul itu. Transisi ini terjadi dalam daerah

spektrum (200-700 nm) yang nyaman untuk digunakan dalam eksperimen.

Spektrofotometri UV-Vis yang komersial biasanya beroperasi dari sekitar 175

nm atau 200-1000 nm. Identifikasi kualitatif senyawa organik dalam daerah

ini jauh lebih terbatas daripada dalam daerah inframerah. Ini karena pita

serapan terlalu lebar dan kurang terinci. Tetapi, gugus-gugus fungsional

tertentu seperti karbonil, nitro, sistem tergabung, benar-benar menunjukkan

puncak yang karakteristik, dan sering dapat diperoleh informasi yang berguna

mengenai ada tidaknya gugus semacam itu dalam molekul tersebut (Day and

Underwood, 1986). Prinsip kerja spektrofotometer berdasarkan hukum

Lambert Beer, yaitu bila cahaya monokromatik (Io) melalui suatu media

(larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan

(Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It) (Huda, 2001). Menurut Khopkar

(2003), instrumen spektrofotometri UV-Vis adalah :

27

1. Sumber sinar polikromatis, berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis

dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Sumber yang biasa

digunakan pada daerah UV adalah lampu deuterium atau disebut juga heavy

hidrogen, sedangkan pada daerah Vis menggunakan lampu tungsten yang

sering disebut lampu wolfram, spektrofotometer UV-Vis menggunakan

photodiode yang telah dilengkapi monokromator.

2. Monokromator, merupakan alat yang memecah cahaya polikromatis

menjadi cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang

gelombang tertentu. Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi

monokromator dari sumber radiasi yang memancarkan radiasi polikromatis.

Monokromator terdiri dari susunan : celah (slit) masuk – filter - kisi

(grating) – celah (slit) keluar.

3. Wadah sampel (kuvet), merupakan wadah sampel yang akan dianalisis.

Kuvet dari leburan silika (kuarsa) dipakai untuk analisis kualitatif dan

kuantitatif pada daerah pengukuran 190-1100 nm, dan kuvet dari bahan

gelas dipakai pada daerah pengukuran 380-1100 nm karena bahan dari gelas

mengabsorpsi radiasi UV.

4. Detektor, menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel. Cahaya

kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam rekorder

akan ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader (komputer).

5. Visual display/read out, merupakan suatu sistem baca yang menangkap

besarnya isyaratlistrik yang berasal dari detektor. Menyatakan dalam bentuk

% transmitan maupun absorbansi.

28

Cara kerja alat spektrofotometer UV-Vis yaitu sinar dari sumber radiasi

diteruskan menuju monokromator. Cahaya dari monokromator diarahkan

terpisah melalui sampel dengan sebuah cermin berotasi. Detektor menerima

cahaya dari sampel secara bergantian secara berulang-ulang. Sinyal listrik dari

detektor diproses, diubah ke digital dan dilihat hasilnya, selanjutnya

perhitungan dilakukan dengan komputer yang sudah terprogram (Harjadi,

1993). Skema alat spektrofotometer UV-Vis dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Skema alat Spektrofotometer UV-Vis (Khopkar, 2003)

2. Fourier Transform Infrared (FTIR)

Fourier Transform Infra Red (FTIR) merupakan suatu metode spektroskopi infra

red yang digunakan untuk mengamati interaksi-interaksi molekul dengan radiasi

elektromagnetik. Metode ini didasarkan pada absorpsi radiasi inframerah oleh

sampel yang akan menghasilkan perubahan keadaan vibrasi dan rotasi dari

molekul sampel. Vibrasi dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar

infrared tidak cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun

eksitasi elektron pada molekul senyawa yang ditembak yang mana besarnya

29

energi vibrasi tiap atom atau molekul berbeda tergantung pada atom-atom dan

kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuensi yang

berbeda pula. Intensitas absorpsi bergantung pada seberapa efektif energi foton

inframerah dipindahkan ke molekul, yang dipengaruhi oleh perubahan momen

dipol yang terjadi akibat vibrasi molekul (Amand and Tullin, 1999).

Hal yang perlu diperhatikan dalam menginterpretasi kurva serapan inframerah

adalah bilangan gelombang, bentuk kurva serapan (sempit tajam atau melebar)

dan intensitas serapan (kuat, sedang, atau lemah). Hubungan antara persen

absorbansi dengan frekuensi dapat menghasilkan sebuah spektrum inframerah

(Kosela, 2010). Skema alat spektroskopi FTIR dan dapat dilihat pada Gambar

6.

Gambar 6. Skema alat FTIR (Dachriyanus, 2004)

Menurut Dachriyanus (2004), Jika suatu frekuensi tertentu dari radiasi

inframerah dilewatkan pada sampel suatu senyawa organik maka akan terjadi

penyerapan frekuensi oleh senyawa tersebut. Detektor yang ditempatkan pada

sisi lain dari senyawa akan mendeteksi frekuensi yang dilewatkan pada sampel

yang tidak diserap oleh senyawa. Banyaknya frekuensi yang melewati

senyawa (yang tidak diserap) akan diukur sebagai persen transmitan.

30

Spektrofotometer inframerah pada umumnya digunakan untuk menentukan

gugus fungsi suatu senyawa organik dan mengetahui informasi struktur suatu

senyawa organik dengan membandingkan daerah sidik jarinya. Kisaran

serapan yang kecil dapat digunakan untuk menentukan tipe ikatan. Untuk

memperoleh hal tersebut maka dibutuhkan tabel bilangan gelombang dari

berbagai jenis ikatan. Bilangan gelombang dari berbagai jenis ikatan disajikan

pada Tabel 1 (Dachriyanus, 2004).

Tabel 1. Bilangan gelombang dari berbagai jenis ikatan

Bilangan gelombang (cm

-1) Jenis ikatan

3750-3000 regang O-H, N-H

3000-2700 regang –CH3, -CH2, C-H aldehid

2400-2100 regang C≡C-, C≡N

1900-1650

regang C=O (asam, aldehid, keton,

amida, ester, anhidrida

1675-1500

regang C=C (aromatik dan alifatik),

C=N

1475-1300 C-H bending

1000-650 C=C-H, Ar-H bending

3. Scanning Electron Microscope (SEM)

SEM adalah suatu instrumen penghasil berkas elektron pada permukaan

spesimen target dan mengumpulkan serta menampilkan sinyal-sinyal yang

diberikan oleh material target. Alat SEM (Scanning Electron Microscope)

memiliki kegunaan dalam melakukan karakterisasi material yang heterogen

pada permukaan bahan skala mikrometer atau bahan submikrometer. Pada

31

SEM dapat diamati karakteristik bentuk, struktur, serta distribusi pori pada

permukaan bahan. Prinsip kerja alat ini adalah sumber elektron dari filament

yang terbuat dari tungsten memancarkan berkas elektron. Apabila elektron

tersebut berinterkasi dengan bahan (specimen) maka akan menghasilkan

elektron sekunder dan sinar-X karakteristik (Smallman, 2000).

Struktur suatu material dapat diketahui dengan cara melihat interaksi

yang terjadi jika suatu specimen padat dikenai berkas elektron. Berkas

elektron yang jatuh tersebut sebagian akan dihamburkan sedang sebagian

lagi akan diserap dan menembus specimen. Bila specimen cukup tipis,

sebagian besar ditransmisikan dan beberapa elektron dihamburkan secara

tidak elastis. Interaksi dengan atom dalam specimen menghasilkan

pelepasan elektron energi rendah, foton sinar-X dan elektron auger, yang

semuanya dapat digunakan untuk mengkarakterisasi material. Berikut ini

adalah gambaran mengenai hamburan elektron-elektron apabila

mengenai specimen disajikan pada Gambar 7.

Gambar 7. Hamburan elektron yang jatuh pada lembaran tipis (Smallman,

2000)

32

Interaksi antara elektron dengan atom pada sampel akan menghasilkan

pelepasan elektron dengan energi rendah, foton sinar-X, dan elektron auger,

yang seluruhnya dapat digunakan untuk mengkarakterisasi material. Elektron

sekunder adalah elektron yang dipancarkan dari permukaan kulit atom terluar

yang dihasilkan dari interaksi berkas elektron jauh dengan padatan sehingga

mengakibatkan terjadinya loncatan elektron yang terikat lemah dari pita

konduksi. Elektron auger adalah elektron dari kulit orbit terluar yang

dikeluarkan dari atom ketika elektron tersebut menyerap energi yang

dilepaskan oleh elektron lain yang jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah

(Smallman, 2000).

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama lima bulan (Maret-Juli 2019) di Laboratorium

Kimia Analitik dan Instrumentasi Universitas Lampung. Analisis spektrofotometri

UV-Vis dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik dan Instrumentasi Universitas

Lampung dan karakterisasi membran menggunakan Fourier Transform Infrared

(FTIR) dan Scanning Electron Microscope (SEM) yang dilakukan di

Laboratorium Terpadu Sentra Inovasi dan Teknologi (LTSIT) Universitas

Lampung.

B. Alat dan Bahan

1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, satu rangkaian alat

transpor fenol, pH meter (HM-30R), pengaduk magnet, corong pisah, alat

penunjang berupa alat-alat gelas dan plastik, neraca analitik (Mettler Toledo

AB54-S), desikator, Spektrofotometer UV-Vis HITACHI, dan Fourier Transform

Infrared (FTIR) Shimadzhu 820PC.

33

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, kopoli eugenol

DAF 10% hasil sintesis kopolimerisasi oleh Haqiqi (2019), dan akuades, bahan

kimia semua kualitas pure analysis produksi Merck yaitu fenol (C6H5OH), 4-

aminoantipirin, dibenzileter (DBE), polivinil klorida (PVC), tetrahidrofuran

(THF), kopoli (eugenol-DAF), natrium hidroksida (NaOH), kalium klorida (KCl),

natrium klorida (NaCl), natrium nitrat (NaNO3), natrium sulfat (Na2SO4), kalium

nitrat (KNO3), kloroform (CHCl3), K4Fe(CN)6, asam klorida (HCl), kalium

ferrisianida, pH indikator, buffer fosfat dan kertas saring.

C. Prosedur Penelitian

1. Variasi Konsentrasi Plasticizer

Membran PIM dibuat dengan variasi konsentrasi plasticizer 0,3032; 0,3100;

0,3132; 0,3200; dan 0,3232 gram (Tabel 2), ditimbang membran PIM sebelum

digunakan untuk transpor. Membran PIM ditempatkan pada tengah pipa transpor

fenol, kemudian pada kolom fasa sumber diisi 50 mL fenol 60 ppm pH 5,5 dan

pada kolom fasa penerima diisi 50 mL NaOH 0,1 M. Pipa transpor ditutup dan

diaduk dengan pengaduk magnet pada fasa sumber dan fasa penerima selama 48

jam pada suhu kamar. Setelah 48 jam, membran PIM dilepas, dikeringkan

selama 48 jam, dan ditimbang. Konsentrasi fenol pada fasa penerima dan fasa

sumber dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang

gelombang 456 nm. Membran PIM yang telah digunakan untuk transpor fenol

dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) dan Scanning

Electron Microscope (SEM).

34

Tabel 2. Komposisi membran

No PVC

(g)

Carrier

(g)

Plasticizer

(g)

1 0,1730 0,0540 0,3032

2 0,1730 0,0540 0,3100

3 0,1730 0,0540 0,3132

4 0,1730 0,0540 0,3200

5 0,1730 0,0540 0,3232

2. Variasi Jenis Garam

Membran PIM dengan komposisi optimum ditimbang sebelum digunakan untuk

transpor dan ditempatkan pada tengah pipa transpor fenol. Pada kolom fasa

sumber diisi 50 mL fenol 60 ppm pH 5,5 dengan variasi jenis garam (KCl; NaCl;

NaNO3; Na2SO4; KNO3) konsentrasi 0,01, dan pada kolom fasa penerima diisi 50

mL NaOH 0,1 M. Pipa transpor ditutup dan diaduk dengan pengaduk magnet

pada fasa sumber dan fasa penerima selama 48 jam pada suhu kamar. Setelah 48

jam, membran PIM dilepas, dikeringkan selama 48 jam, dan ditimbang.

Konsentrasi fenol pada fasa penerima dan fasa sumber dianalisis menggunakan

spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 456 nm.

3. Variasi Konsentrasi Garam

Transpor fenol dengan penambahan garam pada fasa sumber dan fasa penerima.

Membran PIM dengan komposisi optimum ditimbang sebelum digunakan untuk

transpor dan ditempatkan pada tengah pipa transpor fenol. Pada kolom fasa

sumber diisi 50 mL fenol 60 ppm pH 5,5 yang telah ditambahkan garam dengan

variasi konsentrasi 0 M; 0,001 M; 0,01 M; 0,1 M dan 1 M dan pada kolom fasa

35

penerima diisi 50 mL NaOH 0,1 M. Selanjutnya penelitian dengan fasa sumber

diisi dengan 50 mL larutan fenol 60 ppm dengan pH 5,5 sedangkan untuk fasa

penerimanya diisi dengan larutan garam dengan variasi konsentrasi 0 M; 0,001

M; 0,01 M; 0,1 M dan 1 M dalam 50 mL NaOH 0,1 M. Pipa transpor ditutup dan

diaduk dengan pengaduk magnet pada fasa sumber dan fasa penerima selama 48

jam pada suhu kamar. Setelah 48 jam, membran PIM dilepas, dikeringkan

selama 48 jam, dan ditimbang. Konsentrasi fenol pada fasa penerima dan fasa

sumber dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang

gelombang 456 nm.

4. Pemakaian Berulang Pada Membran PIM

Membran PIM dengan komposisi optimum ditimbang sebelum digunakan untuk

transpor dan ditempatkan pada tengah pipa transpor fenol. Pada kolom fasa

sumber diisikan 50 mL fenol 60 ppm dengan pH yang telah diatur menjadi 5,5

dan pada kolom fasa penerima diisikan 50 mL NaOH 0,1 M. Pipa transpor

ditutup dan diaduk dengan pengaduk magnet pada fasa sumber dan fasa penerima

selama 48 jam pada suhu kamar. Setelah 48 jam, membran PIM dilepas,

dikeringkan selama 48 jam, dan ditimbang. Konsentrasi fenol pada fasa

penerima dan fasa sumber dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis

pada panjang gelombang 456 nm. Selanjutnya membran PIM digunakan kembali

untuk transpor fenol dengan beberapa kali pengulangan sampai hasil fenol yang

tertrasnpor pada fasa penerima mengalami banyak penurunan.

36

5. Lifetime

Membran PIM dengan komposisi optimum ditempatkan pada tengah pipa

transport fenol, kemudian pada kolom fasa sumber diisi 50 mL fenol 60 ppm pH

5,5 dengan dua variasi yaitu tanpa penambahan garam dan penambahan garam

optimum dengan konsentrasi garam 0,01 M dan pada kolom fasa penerima diisi

50 mL NaOH 0,1 M. Pipa transpor ditutup dan diaduk dengan pengaduk magnet

pada fasa sumber dan fasa penerima. Lifetime ditentukan dengan cara mengukur

nilai pH pada fasa sumber. Naiknya nilai pH pada fasa sumber mengindikasikan

bahwa membran PIM sudah mengalami kebocoran. pH pada fasa sumber dicek

secara berkala hingga pH pada fasa sumber ±9,0.

37

D. Diagram Alir Penelitian

Secara keseluruhan penelitian ini dirangkum dalam diagam alir penelitian yang

ditunjukkan dalam Gambar 8.

Gambar 8. Diagram alir penelitian

Membran PIM dengan

Variasi Konsentrasi

Plasticizer

Membran PIM dengan

Komposisi Optimum

Karakterisasi Uv-Vis,

FTIR, dan SEM

Variasi

Garam

Variasi

Konsentrasi

Garam

Fasa Sumber Fasa

Penerima

Pemakaian

Berulang Lifetime

Penambahan

Garam

Tanpa

Penambahan

Garam

Karakterisasi Uv-Vis,

57

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Adanya pengaruh variasi konsentrasi plasticizer pada membran PIM dengan

senyawa pembawa Co-EDAF 10% tercapai pada konsentrasi 0,3132 g dengan

persen fenol yang tertranspor sebanyak 90,73%.

2. Adanya pengaruh variasi jenis dan konsentrasi garam pada membran PIM

dengan senyawa pembawa Co-EDAF 10% tercapai pada garam NaNO3 dengan

persen fenol yang tertranspor sebanyak 88,63% dan konsentrasi garam 0,001 M

pada fasa sumber dan fasa penerima dengan persen fenol yang tertranspor

sebanyak 88,84% dan 88,25%.

3. Membran PIM dapat digunakan untuk transpor fenol sebanyak empat kali

pengulangan dengan persen fenol yang tertranspor sebanyak 42,73% dan umur

membran untuk penambahan garam menjadi lebih lama.

B. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka disarankan pada penelitian

lebih lanjut mengenai beberapa pengaruh lain yang dapat mempengaruhi stabilitas

dan ketahanan membran PIM.

58

DAFTAR PUSTAKA

Agustina, S., S. Pudji., T. Widianto., dan Trusni. 2008. Penggunaan Teknologi

Membran Pada Pengolahan Air Limbah Industri Kelapa Sawit. Workshop

Teknologi Industri Kimia dan Kemasan.

Alva, V.A. and B.M. Peyton. 2003. Phenol and Catechol Biodegradation by the

Haloalkaliphile Halomonas Campisalis: Influence of pH and Salinity.

Environmental Scicience Technology. Vol. 37(19): 4397-4402.

Alvarez, G.S. 2001. Study on Polymeric Inclusion Membranes, Transport and

Characterisation. (Thesis). Royal Institute of Technology. Stockholm.

Amand, L.A. and C.J. Tullin. 1999. The Theory Behind FTIR Analysis:

Application Examples From Measurement at the 12 MW Circulating

Fluidized Bed Boiler at Chalmers. Dept. of Energy Conversion

Chalmers University of Technology. Gitenborg, Sweden.

Babcock, W.C., J. Brooke, and Friessen. 1985. Fundamentals of Coupled-

Trasport Membranes. U.S Department of Energy. New York.

Baker, R.W. 2000. Membrane Technology and Application. Mc Graw-Hill. New

York.

Bartsch, R.A. and J.D. Way. 1996. Chemical Separations With Liquid

Membranes. Journal of the American Chemical Society. ACS Symposium

Series.

Benosmane, N., B. Baya., M.H.Safouane, and H. Maamar. 2018. Removal of

Phenol from Aqueous Solution Using Polymer Inclusion Membrane Based

on Mixture of CTA and CA. Applied Water Science. 8:17.

Chakrabarty, K., P. Saha, and A.K. Ghosha. 2010. Separation of Mercury from

its Aqueous Solution Through Supported Liquid Membrane Using

Environmentally Benign Diluent. Journal of Membrane Science. Vol. 350:

395–401.

Cichy, W., and J. Szymanowski. 2002. Recovery of Phenol from Aqueous

Streams in Hollow Fiber Modules. Journal of Environmental Science

Technology. Vol. 36(9): 2088-2093.

59

Danesi, P.R. 1984. Separation of Metal Species by Supported Liquid Membranes.

Journal of separation Science Thechnology. Vol. 19(11-1): 857-894.

Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik secara Spektrofotometri.

CV Trianda Anugrah Pratama. Padang.

Day, R. A., dan A.L. Underwood. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima.

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Deblay, P., R. Delepine., Minier and H. Renon. 1992. Selection of Organic

Phasefor Optimal Stability and Efficiency of Flat-Sheet Supported Liquid

Membrane. Journal of separation Science Thechnology. Vol. 26: 97.

Djunaidi, M.C., P.J. Wibawa, and R.H. Murti. 2018. Synthesis of A Novel Carrier

Compound Thiazeothyl Methyl Eugenoxyacetate from Eugenol and Its Use

in the Bulk Liquid Membrane Technique. Indonesian Journal of Chemistry.

Vol. 18(1): 121-126.

Djunaidi, M.C., R.A. Lusiana, P.J. Wibawa, D. Siswanta, dan Jumina. 2010.

Sintesis Turunan Polieugenol sebagai Carrier bagi Recovery Logam Berat

dengan Teknik Membran Cair. Reaktor. Vol. 13(1): 16-23.

Dzygiel, P., and P. Wieczorek. 2010. Stereoselective Transport of Amino Acids

and Peptides Through Liquid Membranes, Journal of Chemistry. Vol. 33.

Fessenden, R.J., dan J.S. Fessenden. 1990. Kimia Organik Jilid 1 Edisi 3, Alih

bahasa A.H., Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta.

Frankenfeld, J.W., and N.N. Li. 1987. Recent Advances in Liquid Membrane

Technology, Handbook of Separation Process Technology. John

Wiley and Sons Inc. New York.

Gardner, J.S., Q.P. Peterson, J.O. Walker, B.D. Jensen, B. Adhikary, R.G.

Harrison,and J.D. Lamb. 2006. Anion Transpor Trough Polymer Inclusion

Membranes Facilitated by Transition Metal Containing Carriers. Journal of

Membrane Science. Vol. 277: 165-167.

Guell, R., Antico, E., Kolev, S.D., Benavente, J., Salvado, V., and Fontas, c. 2011.

Development and Characterization of Polymer Inclusion Membranes for the

Separation and Speciation of Inorganic As Apecies. Journal of Membrane

Sciene. Vol. 383: 88-95.

Guenther, E. 1990. Minyak Atsiri. Universitas Indonesia. Jakarta.

Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT Gramedia Pustaka Utama.

Jakarta.

60

Happy, M.R. 2012. Studi Stabilitas dan Kemampuan Transpor Fenol

Menggunakan Polymer Inclusion Membrane (PIM) dengan Polimer

Polieugenol Tersambung Silang Bisphenol a Diglycidyl Ether (BADGE)

Sebagai Membran Carrier. Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Haqiqi, M.I. 2019. Studi Traspor Fenol Menggunakan Co-EDAF [Kopoli

(Eugenol-Dialil FTalat)] Sebagai Senyawa Pembawa dengan Teknik

Polymer Inclucion Membrane. Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Lampung. Lampung.

Hill, C., J.F. Dozol, H. Rouquette, S. Eymard, and B. Tournois. 1996. Study of

the Stability of Some Supported Liquid Membranes. Journal of Membrane

Science. Vol. 114: 73-80.

Huda, N. 2001. Pemeriksaan Kinerja Spektrofotometer UV-Vis GBC 911A

Menggunakan Pewarna Tartrazine CL 19140. Sigma Epsilon. Vol.

1(20): 15-20.

Huidong, Z., W. Biyu, W.U. Yanxiang, and R.E.N. Qilong. 2009. Instability

Mechanisms of Suppoeted Liquid Membrane for Phenol Transport. China

Journal of Chemistry Engineering. Vol. 17(5): 750–755.

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

Kim, J.S., S.H. Lee, S.H. Yu, M.H. Ch, D.W. Kim, S.G. Kwon, and E.H. Lee.

2002. Calix[6]arene Bearing Carboxylic Acid and Amide Groupsin

Polymeric CTA Membrane. Bulletion of the Korean Chemical Society. Vol.

23(8): 1085–1088.

Kislik, V.S. 2010. Liquid Membranes: Principles and Applications in Chemical

Separations and Wastewater Treatment. Elsevier. Inggris.

Kiswandono, A. A. 2010. Studi Transpor Fenol dengan Menggunakan Membran

Cair Polieugenol. (Prosiding Seminar Nasional). Jurusan Kimia. Fakultas

Ilmu Keguruan dan Pendidikan. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Kiswandono, A.A. 2014. Kajian Transpor Fenol Melalui Membran

Berbasis Polieugenol Tertaut Silang Menggunakan Metode Polymer

Inclusion Membrane (PIM). (Disertasi). Jurusan Kimia. Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Gadjah Mada.

Yogyakarta.

Kiswandono, A.A., D. Siswanta, and N.H. Aprilita, S.J. Santosa. 2012.

Preparation of Copoly(Eugenol-DVB) as Membrane Carrier for Transport

Phenol by Inclusion Polymer Membrane (PIM). Indonesian Journal of

Chemistry. Vol. 12(2): 105-112.

61

Kiswandono, A.A., D. Siswanta, N.H. Aprilita, S.J. Santosa, and T. Hayashita.

2013. Extending the Life Time of Polymer Inclusion Membrane Containing

Copoly (Eugenol-DVB) as Carrier for Phenol Transport. Indonesian Journal

of Chemistry. Vol. 13(3): 254-261.

Kiswandono, A.A., D. Siswanta, N.H. Aprilita, S.J. Santosa, and T. Hayashita.

2014. The Capability of Copoly (Eugenol-Divinil Benzene), Co-EDVB As a

Carrier of Phenol Transport with Polymer Inclusion Membrane (PIM).

Journal of Enviromentally Friendly Processes. Vol. 2: 57-68.

Kocherginsky, N.M., Q. Yang, and L. Seelam. 2007. Recent Advances in

Supported Liquid Membrane Technology. Separation Purification

Technology. Vol. 53: 171–177.

Kosela, S. 2010. Cara Mudah dan Sederhana Penentuan Struktur Molekul Berdasarkan Spektra Data (NMR, Mass, IR, UV). Penerbit Lembaga FE

UI. Jakarta.

Kozlowski, C.A. 2006. Facilitated Transport of Metal Ions Through Composite

and Polimer Inclusions Membranes. Desalination Vol. 198: 132-140.

Le, Q.T.H., D.S. Ehler, M. McCleskey, R.C. Dye, D.R. Pesiri, G.D. Jarvinen,

and R.C. Sauer. 2002. Ultra-thin Gates for The Transport of Phenol from

Supported Liquid Membranes to Permanent Surface Modified Membranes.

Journal of Membrbrane Science. Vol. 205: 213-222.

Li, N., and H.K. Lee. 1997. Trace Enrichment of Phenolic Compunds From

Aqueous Samples by Dynamic Ion-Exchanger Solid-Phase Extraction.

Analitical Chemistry. Vol. 69: 5193-5199.

Li, N.N., 1968, Liquid Surfactant Membranes, US Patent No. 3. 410-794.

Mohapatra, P.K., and V.K. Manchanda. 2003. Liquid Membrane Based

Separations of Actinides and Fission Products. Indian Journal of

Chemistry. Vol. 42: 2925.

Mulder, M. 1996. Basic Principles of Membrans Technology 2nd edition. Kluwer

Academic Publisher. The Nederlands.

Neplenbroek, A. M., D. Bargeman, and C.A. Smolders. 1992. Supported Liquid

Membranes: Instability Effects. Journal of Membrrane Science. Vol. 67:

121-132.

Ngadiwiyana. 2005. Polimerisasi Eugenol dengan Katalis Asam Sulfat Pekat.

Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Vol. 8: 1-11.

Nghiem, L.D., P. Mornane, I.D. Potter, J.M. Perera, R.W. Cattrall, and S.D.

Kolev. 2006. Extraction and Transport of Metal Ions and Small Organic

62

Compounds Using Polymer Inclusion Membranes (PIMs): Review Journal

of Membrrane Science. Vol. 281: 7–41.

Pattilo, C. 1995. Membranes: Liquid Membranes in Particular, A Tutorial of

Sorts. Rensselaer Polytechnic Institute. New York.

Pont, N., V. Salvado, and C. Fontas. 2008. Selective Transport and Removal of

Cd from Chloride Solutions by Polymer Inclusion Membranes. Journal of

Membrrane Science. Vol. 318: 340-345.

Pratomo, H. 2003. Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit Selulosa

Asetat untuk Proses Ultrafiltrasi Polisulfon. Jurnal Pendidikan Matematika

Dall Saills. Edisi 3 Tahun VIII.

Purwasih, R. 2013. Studi Transpor Fenol Menggunakan Polymer Inclusion

Membrane (PIM) dengan Molekul Pembawa Kopoli (Eugenol-Dialil

Ftalat). (Skripsi). Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Raut, D.R., P.K. Mohapatra, and V.K. Manchanda. 2012. A Highly Efficient

Supported Liquid Membrane System for Selective Strontium Separation

Leading to Radioactive Waste Remediation. Journal of Membrrane Science.

Vol. 390: 76–83.

Scindia, Y.M., A.K. Pandey, and A.V.R. Reddy. 2005. Coupled-diffusion

Transport of Cr(VI) Across Anion–Exchange Membranes Prepared by

Physical and Chemical Immobilization Methods. Journal of Membrrane

Science. Vol. 249: 143-152.

Slamet, R. Arbianti, dan Daryanto. 2007. Pengolahan Limbah Organik Fenol dan

Logam Berat Cr (VI) atau Pt (IV) Secara Simultan dengan Fotokatalisis

TiO2, ZnO-TiO2 dan CdS-TiO2. Reaktor. Vol. 11(2): 78-85.

Smallman, R. E. 2000. Metalurgi Fisik Modern Edisi Keempat. PT

Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

SNI 06-698921-2004. Metode Penentuan Fenol. Badan Standardisasi Nasional.

Sousa, A.R., and M.A. Trancoso. 2009. Validation of An Environmental Friendly

Segmented Flow Method for The Determination of Phenol Index in Waters

as Alternative to The Conventional One. Talanta. Vol. 79: 796-803.

Stanisavljvici, M., and L. Nidic. 2004. Removal Of Phenol from Industrial

Wastewaters by Horseradish (Cochlearia armoracia L) Peroxidase.

Working and Living Environmental Protection. Vol. 2(4): 345–349.

Suhandi, D., T. Purwoko, dan A. Pangastuti. 2006. Biodegradasi Fenol oleh Isolat

Bacillus spp asal Sumur Kawengan Cepu. Bioteknologi. Vol. 3(1): 8-13.

63

Sun, H., N.P. Hankins, B.J. Azzopardi, N. Hilal, and C.A.P. Almeida. 2008. A

Pilot-plant Study of the Adsorptive Micellar Flocculation Process:

Optimumm Design and Operation. Purification Technology. Vol. 62(2):

273–280.

Swantomo, D., N.A. Kundari, dan S.L. Pambudi. 2009. Adsorpsi Fenol dalam

Limbah dengan Zeolit Alam Terkalsinasi. Badan Tenaga Nuklir Nasional.

Yogyakarta.

Takeuchi, H., K. Takashi, and W. Goto, 1987. Some Observation on the Stability

of Supported Liquid. Journal of Membrrane Science. Vol. 34: 19-29.

Ulbricht, M. 2006. Advanced Functional Polymer Membranes. Polymer. Vol.

46(7): 2217-2262.

Urtiaga, A., R. Gutierrez, and I. Ortiz. 2009. Phenol Recovery from Phenolic

Resin Manufacturing: Viability of The Emulsion Pertraction Technology.

Desalination. Vol. 245(1): 444-450.

Venkateswaran, P., and K. Palanivelu. 2006. Recovery of Phenol from Aqueous

Solution by Supported Liquid Membrane Using Vegetable Oils as Liquid

Membrane. Journal of Hazardous Materials. Vol. 131: 146–152.

Walkowiak, W., M. Ulewicz, and C.A. Kozlowski. 2002. Application of

Macrocycle Compounds for Metal Ions Removal and Separation. Ars

Separatoria Acta. Vol. 1: 87-98.

Xu Man-Cai, Y. Zhou, and J.H. Huang. 2008. Adsorption Behaviors of

Three Polymeric Adsorbents With Amide Groups For Phenol in Aqueous

Solution. Journal Of Colloid and Interface Science. Vol. 327: 9–14.

Yang, X.J., and A.G. Fane. 1999. Performance and Stability of Supported Liquid

Membranes Using LIX 984N for Copper Transport. Journal of Membrrane

Science.Vol. 156: 251-263.

Zha, F.F., A.G. Fane, and C.J.D. Fell. 1995. Instability Mechanisms of Supported

Liquid Membranes in Phenol Transport Process. Journal of Membrrane

Science. Vol. 107: 59-74.

Zhang, B., G. Gozzelino, dan Baldi. 2001. Colloids and Surfaces A:

Physicochemical and Engineering Aspects Vol. 193: 61–70.

Zheng, H.D., W. Biyu, W. Yanxiang, dan R. Qilong. 2009. Instability

Mechanisms of Supported Liquid Membranes for Copper (II) Ion

Extraction. Colloids and Surfaces A: Physicochem Engineering Aspects.

Vol. 351: 38–45.