Filetype PDF | Diposting 22 Aug 2022 | 3 thn lalu
Authentication
digital resources
141x Tipe PDF Ukuran file 0.37 MB Source: core.ac.uk
View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk brought to you by CORE
provided by Widyariset
ANALISIS PARAMETER OPTIMUM PENYERAPAN KATION
ZN(II) OLEH BIOMASSA Hydrilla verticillata
THE ANALYSIS OF OPTIMUM PARAMETER FOR THE ADSORPTION
OF KATION ZN(II) BY Hydrilla verticillata BIOMASS
Meyrina Eka Putri
Kantor Penelitian dan Pengembangan Daerah,
Kabupaten Tanjung Jabung Barat, Provinsi Jambi
Pos-el : meyrinaekaputri@yahoo.com
ABSTRACT
Hydrilla verticillata has a functional group that has free electrons. If the functional group is contacted with a
solution containing heavy metals, it will form a bond with the metals. This study aims to determine the uptake ca-
pacity of Hydrilla verticillata biomass in optimum condition and its reaction kinetics using measurement methods
Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Based on the research that has been done, the optimum conditions of
Zn2+ cation absorption by Hydrilla verticillata biomass is at pH 5, its contact time is 120 minutes, and its maximum
2+
absorption capacity is 125 ppm. The order reaction Zn cation absorption by Hydrilla verticillata biomass is 1.
2+
Keywords: Biosorption, Zn cation, Hydrilla verticillata, Reaction kinetics, Functional group
ABSTRAK
Hydrilla verticillata memiliki gugus fungsi yang mempunyai elektron bebas. Apabila gugus fungsi ini
dikontakkan dengan larutan yang mengandung logam berat, ikatan dengan logam berat akan terbentuk. Penelitian
ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas serapan biomassa Hydrilla verticillata pada kondisi optimum dan ki-
netika reaksinya dengan menggunakan metode pengukuran spektrofotometer serapan atom (SSA). Berdasarkan
2+
penelitian yang telah dilakukan didapatkan kondisi optimum penyerapan kation Zn oleh biomassa Hydrilla
verticillata adalah pada pH 5, dengan waktu kontak 120 menit dan kapasitas serapan maksimum 125 ppm. Orde
2+
reaksi penyerapan kation Zn oleh biomassa Hydrilla verticillata adalah 1.
2+
Kata kunci: Biosorpsi, Kation Zn , Hydrilla verticillata, Kinetika reaksi, Gugus fungsi
PENDAHULUAN fungsi yang menyusun tiap jenis kandungan
Tanaman dapat dipandang sebagai suatu sistem kimia tumbuhan juga berbeda satu dengan
biologi dengan aktivitas kehidupan yang meng- yang lain, contohnya senyawa alkaloid yang
-
gunakan karbon dioksida (CO ) dari atmosfir, mempunyai gugus fungsi N–H (3392,56 cm
2 1 -1
air, dan nutrisi dari tanah dalam proses metabo- ), –CH Alifatik (2927,75 cm ), C=O (1703,03
-1 -1
lismenya, untuk menghasilkan pertumbuhan dan cm ), C–N (1112,85 cm ), dan N–C=O (613,33
-1 2
1 cm ). Tiap gugus fungsi ini memiliki satu atau
reproduksi. Setiap tanaman memiliki kandungan lebih atom yang memiliki elektron bebas yang
kimia yang beragam, seperti klorofil, alkaloid, dapat membentuk ikatan dalam bentuk interaksi
steroid, minyak atsiri, karbohidrat, protein, ionik, interaksi polar, interaksi gabungan, dan
dan kandungan kimia lain. Komposisi gugus
| 373
mineralisasi antara logam dengan biopolimer Cu dalam air limbah adalah 0,474 mg/l. Efisiensi
(makromolekul) sebagai sumber gugus fung- terbesar adalah 84% serta waktu tinggal optimum
sional, yang berperan penting dalam mengikat yang diperlukan Hydrilla untuk menurunkan
ion logam. Gugus fungsional yang tersedia pada logam Cu adalah selama 15 hari. Hal ini sesuai
makromolekul seperti gugus karboksil, amina, dengan hipotesis bahwa Hydrilla memerlukan
hidroksil, tiolat, fosfodiester, karbonil, imidazol, 8
waktu optimum empat sampai 15 hari.
dan gugus fosfat dapat berkoordinasi dengan atom Dari beberapa penelitian yang telah dike-
pusat logam melalui pasangan elektron bebas. mukakan terlihat bahwa banyak yang telah
Proses biosorpsi merupakan teknologi memanfaatkan Hydrilla verticillata sebagai
alternatif pengolahan limbah secara biologis biomassa. Hal ini dikarenakan Hydrilla verticil-
untuk mengurangi ion logam berat dari air limbah. lata merupakan jenis tumbuhan air yang cukup
Proses biosorpsi ini terjadi pada permukaan/ banyak dijumpai di perairan danau di Indonesia.
lapisan pertama dinding sel dan permukaan Tumbuhan ini merupakan tumbuhan air terbenam
eksternal lain dari suatu biomassa. Biosorpsi yang mempunyai permukaan tubuh yang sangat
diharapkan menjadi salah satu jalan keluar guna luas, yang berfungsi sebagai substrat untuk
mengatasi problem limbah logam berat yang tumbuhnya berbagai mikroorganisma pengurai
9
dihasilkan dari proses industri, elektroplating, material organik. Hydrilla verticillata merupakan
limbah penambangan, residu pupuk, pestisida, gulma bagi tanaman lain yang ada di bawah
3 10
hingga bekas instalasi senjata kimia. permukaan air. Kandungan kimia yang dimiliki
Penelitian serapan ion telah banyak dilapor- oleh Hydrilla verticillata di antaranya alkaloid,
kan. Sendy B. Rondonuwu dalam “Fitoremediasi protein, lemak, karbohidrat, karoten, asam
Limbah Merkuri Menggunakan Tanaman dan nikotinat, vitamin B1, B2, C, sedikit mengandung
Sistem Reaktor” melaporkan bahwa serapan Hg nelumbin, pati, kalsium, fosfor, dan besi. Masing-
4 masing kandungan kimia Hydrilla verticillata
oleh Hydrilla verticillata sebanyak 83,96%. inilah yang akan berikatan dengan logam berat
Yusafir Hala dkk. dalam “Biosorpsi Campuran
Logam Pb2+ dan Zn2+ oleh Chaetoceros calci- dalam proses biosorpsi.
trans” melaporkan bahwa serapan optimum Kelebihan dari proses biosorpsi logam berat
2+ 2+
dari ion Pb adalah 64,44% dan ion Zn menggunakan Hydrilla verticillata ini adalah
5 Saefudin dkk. dalam Pengaruh Ph dan
53,66%. biayanya yang relatif murah dibandingkan resin
Waktu Kontak terhadap Biosorpsi Logam Zn Oleh penukar ion dan penyerapan dengan karbon aktif.
Biomassa Aspergillus niger van Tieghem pada Penyerapan oleh resin penukar ion dan karbon
Larutan Limbah Pertambangan Nikel melaporkan aktif efektif digunakan pada pengolahan air
2+
terjadinya serapan ion Zn sebesar 72,42% yang limbah dalam jumlah kecil, tetapi kurang cocok
dipengaruhi oleh waktu kontak selama 10 jam dan untuk penghilang polutan dalam jumlah besar
6 Muhammad Tsabitul
pH maksimum larutan 5,0. karena harganya mahal. Jika dibanding dengan
Fuad dkk. dalam “Efektivitas Kombinasi Salvinia penyerapan yang menggunakan biomassa sebagai
molesta dengan Hydrilla verticillata dalam Re- adsorben maka terdapat selisih besar biaya yang
mediasi Logam Cu pada Limbah Elektroplating” dikeluarkan untuk mengatasi polutan dalam
melaporkan bahwa kombinasi perbandingan jumlah besar tersebut.
berat S. molesta sebanyak 10 gram dengan H. Sebagai salah satu logam berat yakni Zn
verticillata sebanyak 25 gram menghasilkan dihasilkan dari proses pengolahan nikel yang
7 Sri
serapan terbanyak yakni sebesar 10,2 l/kg. tergolong ke dalam mineral mikronutrien;
Sumiyati dkk. dalam “Pemanfaatan Hydrilla maksudnya logam ini dibutuhkan sebagai nutrien
(Hydrilla verticillata) untuk Menurunkan Logam yang esensial oleh organisme dalam jumlah
Tembaga (Cu) dalam Limbah Elektroplating: relatif sedikit, karena jika kadar Zn terserap dalam
Studi KasusIndustri Kerajinan Perak Kelurahan jumlah yang banyak akan menyebabkan gangguan
Citran, Kotagede” menemukan bahwa berat yang metabolisme Fe dan Cu, teratoma, ledygioma,
paling banyak menyerap logam Cu adalah 6 Atas pertim-
Hydrilla dengan berat 250 gram dan kadar logam seminoma, dan chorioepithelioma.
bangan resiko logam Zn pada manusia, maka
374 | Widyariset, Volume 17, Nomor 3, Desember 2014: 373–380
harus diadakan suatu proses pengolahan limbah Alat
logam. Salah satu alternatif pengolahan limbah lo- Alat-alat yang digunakan adalah peralatan
gam Zn ini adalah menggunakan proses biosorpsi gelas, shaker, pH meter, timbangan analitis,
dengan menggunakan biomassa Hydrilla verticil- blender, pengayak, centrifugar, blender, desikator
lata. Akan tetapi, penelitian yang menggunakan spektrofotometer serapan atom (SSA), dan fourier
biomassa Hydrilla verticillata yang dikontakkan transform infrared spectroscopy (FTIR).
dengan logam Zn masih sangat terbatas. Padahal
penelitian ini penting untuk dilakukan agar Bahan
dapat diketahui bagaimana kondisi optimum dari
penyerapan logam Zn oleh biomassa Hydrilla ver- Bahan-bahan yang digunakan adalah Hydrilla
ticillata dan seterusnya dapat dilanjutkan dengan verticillata, kristal Zn(NO ) .4H O, HNO 65%,
menentukan kinetika dari penyerapan logam Zn 3 2 2 3
NH4OH p.a, dan aquades. Metoda pengukuran
terhadap biomassa tersebut. Penelitian serapan konsentrasi logam Zn menggunakan SSA pada
ini diharapkan dapat memberikan data tambahan panjang gelombang 213,9 nm . Jumlah logam
kondisi optimum bagi proses penyerapan untuk Zn yang diserap dihitung dari selisih antara
biomassa Hydrilla verticillata dan orde reaksi dari konsentrasi sebelum dan sesudah dikontak dengan
proses biosorpsi tersebut. Selain itu hasil peneli- biomassa.
tian ini diharapkan menjadi salah satu alternatif
dalam proses penanganan pencemaran logam Persiapan Sampel Biomassa
berat limbah cair khususnya logam Zn dengan
menggunakan biomassa pada proses biosorpsi. Hydrilla verticillata dipisahkan dari media
Jika digambarkan dalam sebuah kerangka konsep tumbuh, dicuci, lalu dikeringkan di udara terbuka
maka analisis parameter optimum dari proses (tanpa terkena cahaya matahari secara langsung).
penyerapan logam Zn oleh biomassa Hydrilla Biomassa kering dihaluskan dan diayak hingga
verticillata dapat digambarkan sebagai berikut. ukuran sebesar 250µm. Hasil ayakan direndam
dengan larutan asam nitrat encer (1%) selama
METODOLOGI PENELITIAN dua jam, sesekali diaduk, lalu disaring, dicuci,
dan dinetralkan dengan aquades. Keringkan
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kembali dengan cara yang sama. Sebagian kecil
penelitian Jurusan Kimia FMIPA UNP. biomassa diidentifikasi dengan FTIR. Sisanya
disimpan di dalam desikator sebagai adsorben.
Industri Logam Berat Ikatan antara Biomassa/ Hydrilla
Industri Logam Berat Ikatan antara Biomassa/ Hydrilla
pengolahan Zn logam berat dan gugus fungsi verticillata
pengolahan Zn logam berat dan gugus fungsi verticillata
nikel biomassa
nikel biomassa
Biosorpsi
Biosorpsi
Alternatif
Alternatif
pengolahan
pengolahan
limbah cair
limbah cair
Gambar 1. Kerangka Konsep Analisis Parameter Optimum Penyerapan Logam Zn Oleh Biomassa Hydrilla
verticillata.
Analisis Parameter Optimum... | Meyrina Eka Putri | 375
Pengukuran spektra biomassa dengan Penentuan orde reaksi. Ke dalam tiga buah erlen-
FTIR meyer dimasukkan biomassa sebanyak 0,5 gram
2+
Biomassa sebanyak 1 gram dikontakkan dengan lalu dikontakkan dengan 25 ml larutan ion Zn
larutan Zn2+ 25 ppm pada pH 5 kemudian di- masing-masing dengan variasi konsentrasi 25,
shaker dengan kecepatan 165 rpm selama 30 50, 75, 100, dan 125 ppm, pada pH 5. Campuran
menit. Setelah itu biomassa di-centrifuge selama di-shaker pada kecepatan 165 rpm dengan waktu
sepuluh menit, lalu didekantasi agar terpisah filtrat kontak 30 menit pada suhu kamar. Kemudian,
dan residunya. Residu dikeringkan lalu diukur biomassa di-centrifuge selama sepuluh menit
dengan FTIR. kemudian dipisahkan antara filtrat dan residunya.
Filtrat diukur dengan SSA.
Penentuan pH Optimum. Untuk menentukan orde reaksi dapat
dilakukan melalui percobaan. Salah satu cara me-
Ke dalam tiga buah erlenmeyer dimasukkan nentukan orde reaksi adalah dengan cara metoda
biomassa sebanyak 0,5 gram lalu dikontakkan laju awal. Setelah mengetahui orde reaksi maka
2+
dengan 25 ml larutan Zn 25 ppm. Kemu- hukum laju reaksi dapat langsung ditentukan
dian pH larutan diatur hingga menjadi tiga. sesuai dengan orde reaksi yang dimiliki oleh
Campuran di-shaker pada kecepatan 165 rpm reaksi tersebut.
selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah
diberi perlakuan, biomassa di-centrifuge selama HASIL DAN PEMBAHASAN
sepuluh menit kemudian dipisahkan filtrat dan
residunya. Filtrat diukur dengan SSA. Hal
yang sama dilakukan untuk pH 4, 5, dan 6.
Penentuan waktu kontak optimum
Ke dalam tiga buah erlenmeyer dimasukkan
biomassa sebanyak 0,5 gram lalu dikontakkan
2+
dengan 25 ml larutan Zn 25 ppm dengan
pH optimum, kemudian campuran di-shaker
pada kecepatan 165 rpm dengan waktu kontak
selama 30 menit pada suhu kamar. Biomassa
di-centrifuge selama sepuluh menit kemudian
dipisahkan antara filtrat dan residunya. Filtrat di
ukur dengan SSA. Hal yang sama dilakukan untuk
waktu kontak 60, 90, 120, 150, dan 180 menit.
Penentuan serapan maksimum
Ke dalam tiga buah erlenmeyer dimasukkan
biomassa sebanyak 0,5 gram lalu dikontakkan
2+ 25 ppm, dengan pH
dengan 25 ml larutan Zn
optimum. Campuran di-shaker pada kecepa-
tan 165 rpm dengan waktu kontak optimum
pada suhu kamar. Biomassa di-centrifuge
selama sepuluh menit kemudian dipisahkan Gambar 2. Spektra FTIR Biomassa Hydrilla verticil-
antara filtrat dan residunya. Filtrat diukur lata Sebelum dan Setelah Dikontak dengan Kation
dengan SSA. Hal yang sama dilakukan untuk Seng(II).
kon sentrasi awal 50, 75, 100, 125, dan 150 ppm.
376 | Widyariset, Volume 17, Nomor 3, Desember 2014: 373–380
no reviews yet
Please Login to review.
