Authentication
136x 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.