optimasi metode adsorpsi menggunakan silika sekam …digilib.unila.ac.id/29372/3/skripsi tanpa bab...

74
OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM PADI UNTUK ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK HIDROKARBON (PAH) (Skripsi) Oleh LULU NUR RACHMI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

Upload: others

Post on 23-Jan-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAMPADI UNTUK ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK

HIDROKARBON (PAH)

(Skripsi)

Oleh

LULU NUR RACHMI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2017

Page 2: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

ABSTRACT

OPTIMIZATION OF THE ADSORPSTION METHOD USING RICEHUSK SILICA TO ANALYSIS THE COMPOUND OF POLYCYCLIC

AROMATIC HYDROCARBON (PAH)

By

Lulu Nur Rachmi

The production of silica using rice husk as the main material in this research hasbeen done. The silica that produced was characterized using Scanning ElectronMicroscopy (SEM/EDS) to determine the surface morphology, Particel SizeAnalizer (PSA) to determine the distribution of particle size, and FourierTransform Infra Red (FTIR) to indentify the functional group. The adsorption testwas conducted for determination of optimum mass of adsorbent, the time ofoptimum contact, the optimum pH, the determination of initial concentration, theadsorption kinetics, and the adsorption isotherm of phenantherene. The result ofmass of adsorbent optimum was obtained on 3 mg, the time of optimum contactwas obtained on 120 minutes, the optimum pH was obtained on pH 3, and theinitial concentration phenantrene was obtained on 15 mg L-1. The adsorptionkinetics data of phenanthrene on silica matchs with the model of pseudo secondorder with the correlation coefficient (r2) is 0,9997. The adsorption isotherm ofphenanthrene on silica follows the Freundlich isotherms with the correlationcoefficient (r2) is 0,975 suggesting the type of the physical adsorption.

Keywords: rice husk, silica, adsorption, Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH),phenanthrene.

Page 3: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

ABSTRAK

OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAMPADI UNTUK ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK

HIDROKARBON (PAH)

Oleh

Lulu Nur Rachmi

Pada penelitian ini telah dilakukan pembuatan silika dengan bahan utama sekampadI. Silika yang dihasilkan dikarakterisasi dengan menggunakan ScanningElectron Microscopy (SEM/EDS) untuk mengetahui morfologi permukaan,Particel Size Analizer (PSA) untuk mengetahui distribusi ukuran partikel, danFourier Transform Infra Red (FTIR) untuk mengidentifikasi gugus fungsional.Uji adsorpsi yang dilakukan meliputi penentuan massa optimum adsorben, waktu kontakoptimum, pH optimum, penentuan konsentrasi awal, kinetika adsorpsi, dan isotermadsorpsi phenantren. Hasil massa optimum adsorben diperoleh pada berat 3 mg, waktukontak optimum diperoleh pada waktu 120 menit, pH optimum diperoleh pada pH 3, dankonsentrasi awal phenantren diperoleh pada 15 mg L-1. Data kinetika adsorpsi phenantrenpada silika mengikuti model kinetika pseudo orde dua dengan koefesien korelasi (r2)sebesar 0,9997. Isoterm adsorpsi phenantren pada silika mengikuti model isotermFreundlich dengan koefisien korelasi (r2) 0,975 yang termasuk dalam jenis adsorpsisecara fisika.

Kata kunci : sekam padi, silika, adsorpsi, Polisiklik Aromatik Hidrokarbon(PAH), phenantren.

Page 4: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM

PADI UNTUK ANALISA SENYAWA POLISIKLIK AROMATIK

HIDROKARBON (PAH)

Oleh

LULU NUR RACHMI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

Page 5: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung
Page 6: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung
Page 7: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Lulu Nur Rachmi, lahir di Tangerang

pada tanggal 19 April 1995 merupakan anak kedua dari empat

bersaudara. Penulis lahir dari pasangan suami istri Bapak

Komaruddin, S.Pd.I dan Ibu Marianih, HB. Penulis sekarang

bertempat tinggal di Jl. Cambai Agung No. 1706, Kelurahan Pahlawan,

Kecamatan Kemuning, Palembang.

Penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari Taman Kanak – Kanak Izzuddin

Tangerang, SD Negeri 181 Palembang lulus pada tahun 2007, SMP Negeri 9

Palembang lulus pada tahun 2010, SMA Negeri 3 Palembang lulus pada tahun

2013 dan mulai tahun 2013 hingga penulisan skripsi ini, penulis melanjutkan

pendidikan perguruan tinggi di Jurusan S1 Kimia FMIPA Universitas Lampung

melalui jalur SBMPTN (Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri)

2013.

Selain belajar di bangku kuliah, penulis juga aktif berorganisasi. Organisasi yang

pernah penulis ikuti adalah Himpunan Mahasiswa Kimia (Himaki) FMIPA

Universitas Lampung sebagai Kader Muda Himaki tahun 2013 – 2014, anggota

Bidang Sosial Masyarakat tahun 2014 – 2015 dan 2015 – 2016. Penulis juga aktif

di organisasi lain sebagai anggota Bidang Pengembangan Sumber Daya Manusia

Page 8: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

pada tahun 2014 UKM Koperasi Mahasiswa Unila.

Pada tahun 2013 – 2017 Penulis mendapatkan beasiswa BIDIKMISI. Penulis

juga pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar tahun 2015 untuk mahasiswa

THP (Teknologi Hasil Pertanian), praktikum Kimia Dasar tahun 2016 untuk

mahasiswa Agribisnis, praktikum Kimia Dasar tahun 2016 untuk mahasiswa

Peternakan, praktikum Kimia Analitik tahun 2016 untuk mahasiswa Kimia dan

praktikum CCP (Cara-Cara Pemisahan) pada tahun 2016 untuk mahasiswa Kimia.

Page 9: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

MOTTO

Berangkat dengan penuh keyakinan dan berjalandengan penuh keikhlasan.

Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya;hidup di tepi jalan dan dilempari orang dengan

batu, tetapi dibalas dengan buah.(Abu Bakar Sibli)

Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidakmemanfaatkannya menggunakan untuk memotong,

ia akan memotongmu (menggilasmu).(H.R. Muslim)

Jadilah seperti karang di lautan yang kuatdihantam ombak dan kerjakanlah hal yang

bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain,karena hidup hanyalah sekali. Ingat hanya pada

Allah SWT apapun dan dimanapun kita berada Dia-lah tempat meminta dan memohon.

(Anonim)

Page 10: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

Segala Puji dan Syukur kepada Allah SWTKupersembahkan Karya sederhanaku dengan

penuh cinta dan perjuangan sebagai rasasayang dan baktiku Teruntuk :

Kedua Orang tuaku,Ayah Komaruddin, S. Pd. I dan Ibu Marianih, HB.

yang telah memberikan cinta kasih, dukungan,motivasi, dan doa untukku.

KakakkuSri Nurhikmah, S. Pd.

Adik – adikkuZidan Faradillah Sah dan M. Arman Sah

Pembimbing Penelitianku, Ibu Rinawati,Ph. D.

Orang terkasih, Sahabat, Kerabat, danTeman

Almamater Tercinta

Page 11: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

SANWACANA

Assalamu'alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas

segala rahmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul "Optimasi Metode Adsorpsi menggunakan Silika Sekam

Padi untuk Analisa Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH)"

adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan

Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

Selama pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tidak lepas dari halangan dan

rintangan, namun semua itu dapat penulis lewati berkat rahmat dan ridha Allah

SWT serta doa, bantuan, dan dorongan semangat dari orang-orang yang hadir

dalam kehidupan penulis. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima

kasih setulus-tulusnya kepada:

1. Bapak Prof. Warsito, D.E.A., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

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

FMIPA Unila.

3. Ibu Rinawati, Ph. D. selaku PembimbingPertama penelitian atas segala

bimbingan, motivasi, bantuan, nasihat, saran, dan seluruh kebaikkannya

Page 12: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

hinggapenulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.

4. Ibu Dr. Ni Luh Gede Ratna, J. M. S. selaku PembimbingKeduapenelitian

atas bimbingan, motivasi, bantuan, nasihat, saran, danseluruh

kebaikkannya hinggapenulis dapatmenyelesaikan penulisan skripsi ini.

5. Bapak Drs. R. Supriyanto, M. S. selaku Pembahas penelitian atas segala saran,

kritik, motivasi, kebaikan, nasihat, bantuan dan inspirasiyangsangat

membangun dalam penulisan skripsi ini.

6. Ibu Prof. Dr. Tati Suhartati, M. S. selaku pembimbing akademik yang telah

banyak membantu dan memotovasi serta membimbing penulis selama masa

perkuliahan sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik.

7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung atas

seluruh ilmu yang diberikan.

8. Teristimewa untuk kedua orang tuaku yang sangat aku cintai dan banggakan

bapak Komaruddin, S. Pd.I dan ibu Marianih, terima kasih ayah atas segala

bentuk pengorbanan, cinta yang begitu besar dan kasih sayangmu yang tulus.

Ibuku yang dengan tulus menyayangi, sabar dalam menghadapi sikap

burukku, dan senantiasa mendoakan kesuksesanku. Terima kasih atas segala

kebaikan, keikhlasan, kerja keras dan segala perjuangan kalian yang telah

diberikan kepadaku.

9. Kakakku Sri Nurhikmah, S. Pd. dan Adik-adikku tersayang Zidan Faradillah

Sah dan M. Arman Sah yang selalu setia menjadi partner bertengkar serta

selalu memberikan warna dihidupku sehingga aku selalu merindukan rumah,

terimakasih ataskeceriaan yang menjadi sumber motivasi. Serta terimakasih

kepada kakak iparku Revo Oceandi atas bantuannya selama ini dan buat

Page 13: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

keponakan mamcik si Butong (M. Fariz Ramadhan) yang selalu buat rindu

akan rumah.

10. Keluarga besar dan saudara-saudaraku yang tidak dapat disebutkan satu per

satu, terimakasih atas doa dan dukungannya.

11. Kak Wagiran, S.Si. atas yang telah mengajarkan dan membantu kegiatan

penelitian serta penyelesaian skripsi ini.

12. Para Pegawai di Laboratorium UPT-LTSIT (Unit Pelayanan Teknis-

Laboratorium Terpadu Sentra Inovasi Teknologi) yaitu mba Lina, kak Miftah,

kak Purna, mba Melli, mba Wiwid, dan mba Putri atas doa, semangat, serta

bantuannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

13. Seluruh karyawan Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung Pak Gani, Bu

Ani, Uni Kidas, Pak Man, Mas Nomo, Mba Umi atas seluruh bantuan yang

diberikan kepada penulis.

14. Partner sePembimbingan Christian Paul Partogi Sidabalok dan Ferdian Dicky

Permana atas motivasi, semangat, kebersamaan, konflik, keceriaan, bantuan

selama ini. Sukses Kedepannya Bro.

15. Analytic SquadYuvica, Dicky, Paul, Eky, Fera, Nurma, Rian, Dian, Anita,

Kiki, Oci, Padila, Uut, Tika, dan Eka Maharani atas kebersamaan, bantuan,

serta semangatnya.

16. Sahabat-sahabatdari SMP sampai sekarang Dian Ramadani, Herning Satuti,

Vika Diwinta Aulia atas doa, dukungan, semangat, kebersaman, keceriaan,

kebaikannya, yang selalu konflik gegara hal spele tapi ujung-ujungnya baikan

lagi, kalian yang terbaik. Semoga persahabatan ini tetap terjaga dengan baik.

Amiin.

Page 14: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

17. Satu-satunya best Woman dari zaman MABA (Mahasiswa Baru) yang tetep

stay sampai sekarang Gesa Gustami Pangesti (Gesa Geol) atas doa, keceriaan,

kebersamaan, kebaikan, konflik dan bantuannya selama ini.Semoga Allah

SWT membalas kebaikan gesa dan sukses kedepannya. Amiin.

18. Kesayangan seatap Aci, Diawa, Galuh, Imah atas kebaikan, nasihat, bantuan,

dan kesabarannya dalam menghadapi sikap lulu. Banyak pelajaran yang lulu

ambil dari kalian. Sekarang udah pada sibuk masing-masing dengan cita-

citanya dan cintanya. Hehehe. Sukses kedepannya sista.

19. My Best Roommate Yuvica Oktaviana (Piko) atas kebaikan, keceriaan,

motivasi, nasihatnya.Susah seneng bareng, tidur bareng, makan bareng,

kekampus bareng, maen bareng, pokoknya semuanya serba bareng kecuali

cowok ya hhhaa. Bakal kangen dengan kebersamaan ini. Cepet menyusul

gelar S. Si nya piko.

20. Adiks 98 yang super duper cerewet dan kepo Dellania Firda atas dukungan,

kebaikan, nasihat, keceriaan, kebersamaan, dan bantuan selama ini. Cepet

menyusul dels.

21. Meta Herdiani (tatak) atas doa, semangat, motivasi, kebaikan serta

keceriannya. Sukses selalu beb.

22. Tim Baby Boys, Yuvica Oktaviana, Riski Rahmadani, dan Fera Lasriama

Manalu atas motivasi, semangat, kebersamaan, keceriaan, dan bantuan selama

ini.

23. Kance-kanceku Anggun Ferliasari (Teh Anggun), Fatimah (Panjul), dan

Wahyuni dewi (Mba Balek) atas kebersamaan, kebaikan, nasihat, semangat,

Page 15: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

motivasi dan bantuannya terhadap penulis dalam menyelesaikan penelitian

dan skripsi ini. Semoga kedepannya kita bisa sukses Amiin.

24. Anggota Qqme (kami) SDN 181 Palembang yaitu Ayu, Diana, Kamil, Dinda,

Septo, Madon, Dony, Bedri, Vera, Monic atas kebersamaan, keceriaan,

Motivasi, nasihat serta dukungannya.

25. Teman-teman Kimia angkatan 2013, Yuvica, Gesa, Kiki, Esti, Aulia,

Badiatul,Dewi Rumondang,Fatimah, Fera, Fika, Hermayana, Khalimatus,

Indah, Yudha, Esti, Nova, Linda, Anita, Dona, Megafit, Mawar, Mia, Nabilla,

Renita, Siti, Tya, Yulia, Uut, Vero,Widya, Yunitri, Della, Eky, Inggit, Awan,

Vicka, Arief, Oci, Maya, Nora, Atun, Diki, Shela, Vyna, Bara, Padila,

Wahyuni, Kurnia, Yolanda, Murnita, Nurma, Erva, Ismi, Eka Oso, Febri,

Paul, Fentri, Riska, Eka, Shelta, Nia, Nurul, Ana, Nita, Anggi, Tika, Yuni,

Celli, Rian, Tyas, Anggun, Radho, Arni, Sinta, Anton, Melita, Melia,

Monica, Citra, Kartika, Ezra, Ridho, Yunita,Verdi, Korina, Doddy, dan

Amha.

26. Kepada kakak2 & mba Rinawati’s Research Group: Rizal Rio Saputra,

Yunsi’u Nasyia’ah dan Riandra atas doa, motivasi, kebaikan dan bantuannya.

27. Kepada adik – adik Rinawati’s Research Group: Yunita, Riri, Ayi, Heni atas

doa, kebaikan dan bantuannya.

28. Teman-teman kosan Alen, Yuvica, Bella, Mba Tiwi, Riana, Putri Rado, Ade,

Athiya, Mia, Yunita,Ranti atas doa, kebersamaan, dan pembelajarannya.

29. Teman-teman KKNDesa Sukosari Kecamatan Kalirejo, Lampung Tengah

yaitu Agustina Fero Situmorang, Iqbal Nugraha, Vicka Andini, Adib Naufal,

Sinta April, Reni Januati atas doa, kebersamaan, dan semangatnya.

Page 16: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

30. Analit Crew mba Febita, Agnessa, Fera, Anita, Yuvica, kiki, Dian, Uut, Oci,

Arra, Ayi, Teguh, Ilham, Dicky, Eka M, Eky, kak Ari, Nurma, mbak Wiwin,

Paul, kak Rio, Rian, Tika, kak Debi, Della, kak Derry, Diani, Edith, mbak

Elsa, Fergina, Grace, Ismini, Nindi, Nova, Padila, Riri, Yunita, Riza, Rizka,

Sifha, kak Ubay, Windi, Yola, dan mbak Welda atas doa dan semangatnya.

31. Teman-teman seperjuangan di Laboratorium UPT-LTSIT (Unit Pelayanan

Teknis-Laboratorium Terpadu Sentra Inovasi Teknologi), yaitu: Ferdian

Dicky Permana, Christian Paul Partogi Sidabalok, Sri Utami, Faradilla Dwi

Friscancelli, Tya Gita Putri Utami, mba Febyta Glyssenda, kak Arik Irawan,

kak Ari Susanto, Riska Martina, dan Dewi Citra Ariani yang selalu

memberikan warna, semangat, keceriaan, dukungan, saran, dan motivasi

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

32. Mba Endah Pratiwi (mba gege) atas kebaikan, semangat, motivasi dan

bantuannya semoga Allah SWT membalas semua kebaikan mba gege Amiin.

Dan juga kepada mba agus atas kebaikan dan bantuannya. Semangat S2 nya

mba-mbaku. Serta kak Sutan atas doa, kebaikan, motivasi, semangat, serta

nasihatnya. Tetep jadi kakak lulu yang baik hati ya kak. Semoga Allah SWT

membalas semua kebaikan kakak. Amiin.

33. Keluarga besar HIMAKI periode 2015/2016 atas pengalaman dan

semangatnya.

34. Keluarga besar kimia angkatan 2011, 2012, 2014, 2015, dan 2017 yang telah

membantu serta mendoakan.

35. Seluruh keluarga besar Jurusan Kimia.

36. Almamater tercinta, Universitas Lampung.

Page 17: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

37. Semua pihak yang telah membantu penulisselama kuliah, penelitian, hingga

penulisan skripsi ini.

Semoga Allah SWT membalas kebaikan mereka serta senantiasa menjaga mereka

dalam lindungan-Nya. Aamiin. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi

ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan

kritik dan saran yang membangun demi perbaikan penulisan di masa datang.

Bandar Lampung, 29 November 2017Penulis

Lulu Nur Rachmi

Page 18: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI................................................................................................... i

DAFTAR TABEL .......................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi

1. PENDAHULUAN

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

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

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

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Sekam Padi............................................................................................ 6

B. Silika...................................................................................................... 7

1. Definisi Silika ................................................................................... 7

2. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Silika.................................................... 8

a. Sifat Fisika ................................................................................... 8

b. Sifat Kimia ................................................................................... 9

3. Pemanfaatan Silika ........................................................................... 10

C. Silika Gel .............................................................................................. 10

D. Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) ............................................. 12

E. Sumber PAH ......................................................................................... 13

Page 19: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

ii

F. Sifat PAH .............................................................................................. 17

G. Adsorpsi ............................................................................................... 18

1. Kinetika Adsorpsi ............................................................................ 20

2. Kapasitas Adsorpsi ........................................................................... 21

a. Isoterm Adsorpsi Langmuir ......................................................... 21

b. Isoterm Adsorpsi Freundlich ........................................................ 23

H. Karakterisasi ......................................................................................... 26

1. Scanning Electron Microscopy (SEM/EDS) .................................... 26

2. Particle Size Analyzer (PSA) ........................................................... 29

3. Fourier Transform Infra Red (FTIR) ................................................ 30

4. Spektro UV-VIS ............................................................................... 33

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 35

B. Alat dan bahan....................................................................................... 35

C. Prosedur Penelitian................................................................................ 36

1. Preparasi Sekam Padi ...................................................................... 36

2. Ekstraksi Silika dengan Metode Sol-Gel ........................................ 36

3. Karakterisasi Adsorben ................................................................... 37

a. Karakterisasi dengan SEM/EDS .................................................. 37

b. Karakterisasi dengan PSA ........................................................... 38

c. Karakterisasi dengan FTIR .......................................................... 38

4. Uji Aktivitas Adsorpsi Silika Terhadap Phenantren ........................ 39

a. Pembuatan Larutan Induk Phenantren 1000 mg L-1 .................... 39

b. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Phenantren............. 39

c. Penentuan Massa Optimum Adsorben......................................... 39

d. PenentuanWaktu Kontak Optimum ............................................ 40

e. Penentuan pH Optimum .............................................................. 40

Page 20: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

iii

f. Penentuan Konsentrasi Awal Phenantren .................................... 40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Preparasi Sekam Padi .......................................................................... 42

B. Ekstraksi dengan Metode Sol-Gel ....................................................... 43

C. Karakterisasi Adsorben ....................................................................... 45

1. Karakterisasi SEM/EDS .................................................................. 45

2. Karakterisasi PSA ........................................................................... 47

3. Karakterisasi FTIR ......................................................................... 47

D. Uji Aktivitas Adsorpsi Silika Terhadap Phenantren ........................... 49

1. Penentuan Panjang Gelombang Phenantren..................................... 49

2. Penentuan Massa Optimum Adsorben ............................................. 50

3. Penentuan Waktu Kontak Optimum ............................................... 51

4. Penentuan pH optimum ................................................................... 52

5. Penentuan Konsentrasi Awal .......................................................... 53

6. Kinetika Adsorpsi ........................................................................... 54

7. Isoterm Adsorpsi ............................................................................. 57

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan .............................................................................................. 60

B. Saran ..................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 21: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Beberapa Senyawa PAH dan strukturnya ................................................. 14

2. Parameter kinetika adsorpsi phenantren terhadap silika ........................... 56

3. Parameter isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich phenantrenpada silika ................................................................................................. 58

4. Penentuan kurva standar phenantren untuk variasi adsorben ................... 69

5. Uji adsorpsi phenantren untuk variasi adsorben ....................................... 69

6. Penentuan kurva standar Phenantren untuk variasi WaktuSetimbang ................................................................................................. 70

7. Uji Adsorpsi Phenantren dengan waktu setimbang .................................. 71

8. Penentuan kurva standar phenantren untuk variasi pH ............................ 71

9. Uji Adsorpsi phenantren pada adsorben dengan variasi pH ..................... 72

10. Penentuan kurva standar phenantren untuk variasi konsentrasi ............... 72

11. Uji Adsorpsi phenantren pada adsorben dengan variasikonsentrasi phenantren.............................................................................. 73

12. Data perhitungan hasil kinetika pseudo orde satu pada silikaterhadap phenantren .................................................................................. 74

13. Data perhitungan hasil kinetika pseudo orde dua pada silikaTerhadap phenantren................................................................................. 76

14. Data perhitungan menggunakan model persamaan Langmuir

pada adsorpsi phenantren oleh silika ........................................................ 78

Page 22: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

v

15. Data perhitungan menggunakan model persamaan Freundlichpada adsorpsi phenantren .......................................................................... 79

Page 23: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Model Isoterm Adsorpsi Freundlich ......................................................... 24

2. Skematik Alat SEM .................................................................................. 27

3. Skema kerja PSA ...................................................................................... 29

4. Instrumen PSA .......................................................................................... 30

5. Skema alat FTIR ....................................................................................... 32

6. Instrumen FTIR......................................................................................... 32

7. Sekam Padi................................................................................................ 42

8. Sol natrium silikat ..................................................................................... 43

9. Gel silika sebelum dicuci .......................................................................... 44

10. Serbuk silika ............................................................................................. 44

11. Mikrograf silika perbesaran ...................................................................... 45

a. 1000x .................................................................................................... 45

b. 10.000x.................................................................................................. 45

12. Spektrum EDS dan Komposisi Fase yang terdapat dalam sampel ..................... 46

13. Grafik distribusi ukuran partikel silika ..................................................... 47

14. Spektra IR Silika ....................................................................................... 48

15. Panjang gelombang makasimum Phenantren .......................................... 50

Page 24: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

vii

16. Adsorpsi PAH (Phenantren) pada penentuan dosis Optimum Adsorbenpada konsentrasi phenantren 10 mg L-1 dan kontak 60 menit .................. 51

17. Grafik waktu setimbang adsorpsi Phenantren dengan Silika sekampadi............................................................................................................ 52

18. Grafik pH optimum adsorpsi phenantren dengan silika sekam padi ........ 53

19. Kurva pengaruh konsentrasi awal adsorpsi Phenantren dengan silikasekam padi ................................................................................................ 54

20. Analisis kinetika pseudo orde satu pada silika terhadap phenantren ........ 55

21. Analisis kinetika pseudo orde dua pada silika terhadap phenantren......... 56

22. Kurva isoterm Langmuir phenantren oleh silika ...................................... 57

23. Kurva isoterm Freundlich phenantren oleh silika ..................................... 58

24. Kurva standar Phenantren untuk variasi Adsorben................................... 69

25. Kurva standar Phenantren untuk waktu kontak ........................................ 71

26. Kurva standar phenantren untuk variasi pH.............................................. 72

27. Kurva standar phenantren untuk variasi konsentrasi ................................ 73

28. Pola kinetika pseudo orde satu pada silika terhadap phenantren .............. 75

29. Pola kinetika pseudo orde dua pada silika terhadap phenantren............... 76

30. Pola isoterm adsorpsi menurut model Langmuir pada phenantrenoleh silika .................................................................................................. 78

31. Pola isoterm adsorpsi menurut model Freundlich pada phenantrenoleh silika .................................................................................................. 80

Page 25: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring dengan semakin majunya perkembangan di bidang industri, berbagai

aktivitas pembangunan industri telah memberikan peningkatan ekonomi

yang berarti bagi masyarakat dan tata pemerintahan. Namun industri

mempunyai pengaruh besar terhadap lingkungan karena dapat menghasilkan

limbah produksi baik limbah cair (liquid wastes), padat (solid wastes),

maupun gas (gaseous wastes) yang mencemari lingkungan (Setyaningsih,

2008). Sebagian besar limbah industri kimia mengandung beberapa racun

dan senyawa kimia yang sangat berbahaya apabila terkontaminasi pada

manusia, salah satunya yaitu senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon

(PAH).

Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) merupakan hidrokarbon yang

mengandung lebih dari satu cincin aromatik dalam satu molekul (Wardhana,

2001). PAH terdiri dari 2 atau lebih rantai karbon siklik yang memiliki

stabilitas yang tinggi di lingkungan, mempunyai sifat hidrophobik yang

tinggi dan struktur kimia yang stabil, sifatnya tidak mudah larut dan dapat

dengan cepat terserap. Distribusi dan keberadaan PAH sebagai kontaminan

organik pada ekosistem perairan sangat perlu diperhatikan karena

Page 26: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

2

mempunyai efek mutagenik dan karsinogenik (Arias et al., 2009). Senyawa

PAH yang mengendap ke dasar perairan sangat beracun bagi organisme

perairan. Banyak hasil penelitian menunjukkan bahwa PAH yang berasal

dari kegiatan manusia dapat menyebabkan kanker dan efek mutagenik pada

organisme (Cavalieri dan Rogan, 1998).

Dampak dari senyawa PAH sangat merugikan dalam segala aspek. Oleh karena

itu perlu dilakukan usaha untuk mengurangi konsentrasi senyawa PAH untuk

mencegah terjadinya pencemaran lingkungan makin meluas, salah satu caranya

yaitu dengan menggunakan metode adsorpsi. Adsorpsi adalah kemampuan

menempel suatu zat pada permukaan, sedangkan kemampuan suatu zat untuk

melepaskan diri dari permukaan disebut dengan desorpsi. Adsorpsi menyangkut

akumulasi atau pemutusan substansi adsorbat pada adsorben dan pada hal ini

dapat terjadi pada antar muka dua fasa. Fasa yang menyerap disebut adsorben dan

fasa yang terserap disebut adsorbat (Oscik, 1982). Metode adsorpsi ini memiliki

kelebihan dari metode yang lain karena prosesnya lebih sederhana, biayanya

relatif murah, ramah lingkungan (Gupta and Bhattacharyya, 2006) dan tidak

adanya efek samping zat beracun (Blais et al., 2000). Faktor-faktor yang

mempengaruhi proses adsorpsi yaitu luas permukaan adsorben, ukuran molekul

adsorbat, konsentrasi adsorbat, suhu, pH, dan waktu pengadukan (Saepudin,

2009).

Beberapa peneliti seperti Apriliani (2010) menggunakan massa adsorben sebesar

0,5 gr dalam penelitian pemanfaatan arang ampas tebu sebagai adsorben yang

dilakukannya untuk adsorpsi ion logam. Proses aktivasi adsorben dilakukan

Page 27: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

3

selama 1 jam sesuai dengan penelitian Darmayanti dkk, (2012) serta Adinata

(2013) yang menjelaskan dalam penelitiannya bahwa adsorben harus dinetralkan

terlebih dahulu setelah proses aktivasi. Barlianti (2009) melakukan penelitian

tentang fungsionalisasi komposit oksida besi pada silika untuk proses penyisihan

PAH dalam air dan uji kinerjanya. Hasil penelitian ini memperlihatkan bahwa

proses fungsionalisasi pada adsorben yang terbuat dari komposit oksida besi pada

silika berhasil membentuk ikatan Si-O-Si dan Fe-O-Si yang berperan dalam

penyisihan phenantren dalam air dan membentuk luas permukaan yang cukup

besar, yaitu 116,43 m2/g. Luas permukaan tersebut memberikan kapasitas

adsorpsi maksimum terhadap phenantren sebesar 11,53 mg phenantrene/g

adsorben.

Ada beberapa bahan yang dapat dijadikan sebagai adsorben untuk proses adsorpsi.

Salah satunya yaitu silika. Silika memiliki kemampuan penyerapan yang tinggi,

sehingga sangat baik digunakan sebagai adsorben, luas permukaan yang besar,

serta secara luas dapat digunakan sebagai filter, bidang farmasi, katalis, dan

analisis kromatografi. Silika diproduksi secara industri menggunakan natrium

silikat sebagai sumber silikanya (Liou dan Yang, 2010).

Salah satu bahan pembuatan silika yaitu sekam padi. Sekam padi merupakan

hasil samping saat proses penggilingan padi dan menghasilkan limbah yang cukup

banyak, yakni sebesar 20% dari berat gabah (Somaatmadja, 1980). Selama ini

pemanfaatan sekam padi belum maksimal. Hal ini disebabkan oleh karakteristik

sekam padi yaitu bersifat kasar, bernilai gizi rendah, memiliki kerapatan yang

rendah, dan kandungan abu yang cukup tinggi (Houston, 1972). Metode yang

Page 28: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

4

sudah umum digunakan untuk mendapatkan silika dari sekam padi adalah metode

sol-gel yang pada dasarnya terdiri dari dua tahap, yakni ekstraksi silika dengan

larutan alkalis dan penetralan sol silika dengan asam untuk mengubah silika dari

sol menjadi gel (Daifullah et al., 2002).

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dalam penelitian ini akan dilakukan

pemanfaatan silika dari sekam padi untuk adsorpsi senyawa PAH. Karakterisasi

silika dianalisis menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM/EDS),

Particle Size Analyzer (PSA), Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Uji

adsorpsi senyawa PAH menggunakan Spektro UV-VIS.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mempelajari karakteristik silika dari sekam padi.

2. Mempelajari tentang kemampuan adsorpsi silika sekam padi terhadap senyawa

PAH.

3. Mengetahui kondisi massa adsorben, waktu, pH, dan konsentrasi optimal

dalam proses adsorpsi senyawa PAH (phenantren) oleh silika sekam padi.

4. Mengetahui laju dan kapasitas adsorpsi phenantren pada silika sekam

padi.

C. Manfaat Penelitian

1. Membuka peluang untuk mendapatkan nilai tambah dari sekam padi.

Page 29: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

5

2. Membuka peluang untuk penanganan senyawa PAH yang lebih murah

dan efektif.

Page 30: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Sekam Padi

Menurut Biro Pusat Statistik (2011), Indonesia memiliki sawah seluas 12,84 juta

hektar yang menghasilkan padi sebanyak 65,75 juta ton. Limbah sekam padi yang

dihasilkan sebanyak 8,2 sampai 10,9 ton. Potensi limbah yang besar ini hanya

sedikit yang baru dioptimalkan. Secara tradisional, sekam padi biasanya hanya

digunakan sebagai bahan bakar konvensional (Danarto dkk, 2010).

Sekam padi merupakan bagian pelindung terluar dari padi (Oryza sativa). Dari

proses penggilingan dihasilkan sekam sebanyak 20-30%, dedak 8-12%. dan beras

giling 52% bobot awal gabah. Pada proses penggilingan padi, sekam akan

terpisah dari butiran beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan.

Karena bersifat abrasif, nilai nutrisi rendah, bulk density rendah, serta kandungan

abu yang tinggi membuat penggunaan sekam padi terbatas. Diperlukan tempat

penyimpanan sekam padi yang luas sehingga biasanya sekam padi dibakar untuk

mengurangi volumenya. Jika hasil pembakaran sekam padi ini tidak digunakan,

akan menimbulkan masalah lingkungan (Hsu dan Luh, 1980). Sekam padi terdiri

dari unsur organik seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Selain itu, sekam

padi juga mengandung unsur anorganik, berupa abu dengan kandungan utamanya

adalah silika 94-96%. Selain itu, juga terdapat komponen lain seperti Kalium,

Page 31: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

7

Kalsium, Besi, Fosfat, dan Magnesium (Hsu dan Luh, 1980). Komposisi

anorganik dari abu sekam padi berbeda, tergantung dari kondisi geografis, tipe

padi, dan tipe pupuk yang digunakan (Shukla, 2011).

Ditinjau data komposisi kimiawi, sekam mengandung beberapa unsur kimia

penting seperti dapat dilihat di bawah.

Komposisi sekam padi menurut Sharma et al. (1984) :

• Senyawa-senyawa organik : 73,87%

• Al2O3 : 1,23%

• Fe2O3 : 1,28%

• CaO : 1,24%

• MgO : 0,21%

• SiO2 : 22,12%

• MnO2 : 0,074%

Karena kandungan silikanya yang tinggi, sekam padi merupakan salah satu

sumber silika nabati yang berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku

pembuatan silika.

B. Silika

1. Definisi Silika

Silikon dioksida atau silika adalah salah satu senyawaan kimia yang paling

umum. Silika murni terdapat dalam dua bentuk yaitu kuarsa dan kristobalit.

Silikon selalu terikat secara tetrahedral kepada empat atom oksigen, namun

Page 32: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

8

ikatan-ikatannya mempunyai sifat yang cukup ionik. Dalam kristobalit, atom-

atom silikon ditempatkan seperti halnya atom-atom karbon dalam intan dengan

atom-atom oksigen berada di tengah dari setiap pasangan. Dalam kuarsa terdapat

heliks sehingga terbentuk kristal enansiomorf. Kuarsa dan kristobalit dapat

saling dipertukarkan apabila dipanaskan. Proses ini lambat karena dibutuhkan

pemutusan dan pembentukan kembali ikatan- ikatan dan energi pengaktifannya

tinggi. Silika relatif tidak reaktif terhadap Cl2, H2, asam-asam dan sebagian

besar logam pada suhu 250C atau pada suhu yang lebih tinggi, tetapi dapat

diserang oleh F2, HF aqua, hidroksida alkali dan leburan-leburan karbonat

(Cotton, 1989).

Bentuk-bentuk silika merupakan beberapa struktur kristal yang penting bukan

saja karena silika merupakan zat yang melimpah dan berguna, tetapi karena

strukturnya (SiO4) adalah unit yang mendasar dalam kebanyakan mineral.

Kristal silika memiliki dua ciri utama yaitu:

1. Setiap atom silikon berada pada pusat suatu tetrahedron yang terdiri dari

empat atom oksigen.

2. Setiap atom oksigen berada ditengah-tengah antara dua atom silikon

(Keenan, 1992).

2. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Silika

a. Sifat Fisika

Nama IUPAC : Silikon dioksida

Nama lain : Kuarsa, Silika, Silikat oksida, Silikon (IV) oksida

Page 33: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

9

Rumus molekul : SiO2

Massa molar : 60,08 g mol-1

Penampilan : Kristal Transparan

Kepadatan : 2,648g cm-3

Titik lebur : 1600-1725 ° C

Titik didih : 2230 ° C

(Masramdhani, 2011).

b. Sifat Kimia

Mineral silika mempunyai berbagai sifat kimia antara lain sebagai berikut :

1. Reaksi Asam

Silika relatif tidak reaktif terhadap asam kecuali terhadap asam hidrofluorida dan

asam phospat.

SiO2(s) + 4HF(aq) SiF4(aq) + 2H2O(l) (Vogel, 1985:376)

Dalam asam berlebih reaksinya adalah:

SiO2 + 6HF H2[SiF6](aq) + 2H2O(l) (Vogel, 1985:376)

2. Reaksi Basa

Silika dapat bereaksi dengan basa, terutama dengan basa kuat, seperti dengan

hidroksida alkali.

SiO2(s) + 2NaOH(aq) Na2SiO3 + H2O (Vogel, 1985:374)

Secara komersial, silika dibuat dengan mencampur larutan natrium silikat

dengan suatu asam mineral. Reaksi ini menghasilkan suatu dispersi pekat yang

akhirnya memisahkan partikel dari silika terhidrat, yang dikenal sebagai silika

Page 34: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

10

hidrosol atau asam silikat yang kemudian dikeringkan pada suhu 110°C agar

terbentuk silika gel. Reaksi yang terjadi :

Na2SiO3(aq) + 2HCl(aq) H2SiO3(l) + 2NaCl(aq)

H2SiO3(s) SiO2.H2O(s)

(R. Bakri, dkk 2008).

3. Pemanfaatan Silika

SiO2 (silika) material yang berdaya guna tinggi, aplikasinya sangat luas baik

dalam kegiatan industri maupun kehidupan sehari-hari. Salah satunya sebagai

silika gel yaitu untuk mengurangi kelembaban udara. Silika biasanya

dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dengan berbagai ukuran tergantung

aplikasi yang dibutuhkan seperti dalam industri ban, karet, gelas, semen,

beton,tekstil, kertas, kosmetik, elektronik, pasta gigi, dan lain-lain. Untuk

proses penghalusan atau memperkecil ukuran dari pasir silika umumnya

digunakan metode milling dan ball mill untuk menghancurkan ukuran pasir

silika yang besar-besar menjadi ukuran yang lebih halus (Im, 2011).

Silika juga sering digunakan sebagai adsorben (Amrulloh, 2014), media filter ,

dan komponen katalisator. Silika merupakan bahan baku utama pada glass

industry, keramik, untuk produksi larutan silikat, silikon dan alloy

(Agung, 2013).

C. Silika Gel

Silika gel merupakan suatu bentuk dari silika yang dihasilkan melalui

Page 35: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

11

penggumpalan sol natrium silikat (NaSiO2). Sol mirip agar – agar ini dapat

didehidrasi sehingga berubah menjadi padatan atau butiran mirip kaca yang

bersifat tidak elastis. Sifat ini menjadikan silika gel dimanfaatkan sebagai zat

penyerap, pengering, dan penopang katalis. Garam–garam kobalt dapat

diadsorpsi oleh gel ini. Silika gel mencegah terbentuknya kelembaban yang

berlebihan sebelum terjadi (Punkels, 2008). Dalam proses adsorpsi silika gel

merupakan salah satu yang paling sering digunakan sebagai adsorben. Hal ini

disebabkan oleh mudahnya silika diproduksi dan sifat permukaan (struktur

geometri pori dan sifat kimia pada permukaan) dan dapat dengan mudah

dimodifikasi (Fahmiati dkk., 2004)

Silika amorf adalah material yang dihasilkan dari reaksi alkali-silika. Reaksi

alkali-silika dimulai dengan pecahnya ikatan Si-O-Si dan hasilnya membentuk

fasa amorf dan nanokristal (Boinski, 2010). Silika amorf terbentuk ketika

silikon teroksidasi secara termal. Silika amorf terdapat dalam beberapa bentuk

yang tersusun dari partikel-partikel kecil yang kemungkinan ikut tergabung.

Biasanya silika amorf mempunyai kerapatan 2,21 g/cm (Harsono, 2006).

Suka dkk. (2008) berhasil mengkarakterisasi sekam padi Provinsi Lampung

dengan metode ekstraksi. Mula-mula sekam padi dipreparasi, sekam padi

direndam dalam air panas selama 2 jam dan dicuci berulang-ulang dengan air

panas untuk menghilangkan pengotor organiknya. Kemudian, sekam padi yang

telah bersih direndam ke dalam KOH 5% selama 60 menit. Filtrat yang

diperoleh diasamkan dengan HCl hingga pH mencapai 7,0. Produk yang

dihasilkan dikarakterisasi dengan FTIR, muncul puncak Si-OH dan Si-O-Si

Page 36: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

12

yang menunjukkan adanya gugus fungsi siloksan, yang mengindikasikan bahwa

silika sekam padi merupakan silika reaktif. Sifat reaktif silika ini juga

didukung hasil karakterisasi menggunakan XRD, yang menunjukkan bahwa

silika adalah amorf dengan fase kristobalit. Karakterisasi dengan EDS

menunjukkan unsur-unsur yang terkandung, meliputi O, Na, Mg, Al, Si, K, dan

Ca. Hasil yang didapatkan, sekam padi yang diekstraksi memiliki kadar silika

40,8% dengan kemurnian sekitar 95,53%.

D. Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH)

PAH adalah senyawa organik yang tersebar luas di alam, bentuknya terdiri dari

beberapa rantai siklik aromatik dan bersifat hidrofobik. Senyawa PAH

mengandung dua atau lebih cincin benzen, berasal dari pirolisis, pembakaran

yang tidak sempurna (pembakaran hutan, buangan motor, gunung api). PAH

merupakan kontaminan yang sering dijumpai di laut (NRC, 2003), dijumpai

dalam sedimen pantai dan muara dengan dan konsentrasi yang relatif tinggi

dibandingkan dengan masukan antropogenik. Umumnya kadar PAH yang

tinggi dijumpai dalam sedimen laut yang dekat dengan pantai. Dalam

penelitian Hung et al., (2011) di Laut Cina Timur melaporkan tingginya kadar

PAH pada stasiun- stasiun yang berada dekat pantai. Senyawa PAH yang

mengendap ke dasar perairan sangat beracun bagi organisme perairan. Senyawa

PAH dapat terakumulasi dalam tubuh hewan tingkat rendah hingga mencapai

kadar yang tinggi karena sukar dicerna dalam tubuhnya (Uthe, 1991).

Page 37: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

13

Hidrokarbon merupakan salah satu komponen bahan organik yang sangat

potensial menurunkan kualitas perairan khusunya di laut. Secara umum

keberadaan hidrokarbon di suatu perairan dapat berasal dari buangan di daratan,

buangan lepas pantai yang tidak disengaja, deposit atmosfer, aliran sungai,

buangan kapal dan lalu lintas kapal. Kontaminan hidrokarbon dalam perairan

secara perlahan akan mengendap dan terakumulasi dalam sedimen. Namun

tingginya konsentrasi hidrokarbon dalam sedimen tidak sepenuhnya

dipengaruhi oleh kontaminasi minyak, melainkan dipengaruhi oleh sumber

alami (Mille et al., 2006).

E. Sumber PAH

Sumber senyawa PAH dapat berasal dari proses pirolisis, pembakaran yang tidak

sempurna dan proses pembakaran yang menggunakan suhu tinggi pada

pengolahan minyak bumi (Neff, 1979). Keberadaan PAH di alam dapat berasal

dari dua sumber, yakni sumber alami dan sumber antropogenik. Sumber alami

meliputi kebakaran hutan dan padang rumput, rembesan minyak bumi, gunung

berapi, tumbuhan yang berklorofil, jamur dan bakteri, sedangkan sumber

antropogenik meliputi minyak bumi, pembangkit tenaga listrik, insenerasi,

pemanas rumah, batubara, karbon hitam, aspal dan mesin-mesin pembakaran

(Lah, 2011).

Karakteristik senyawa PAH yang mempunyai dua atau tiga cincin benzena yang

berasal dari proses pemanasan dalam suhu rendah dari bahan organik seperti

pembentukan batubara, biasanya teralkilasi. Sebaliknya pembakaran dalam

Page 38: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

14

suhu tinggi akan menghasilkan senyawa PAH dengan 4, 5 atau 6 cincin benzena

dan sedikit yang teralkilasi. Menurut Maher dkk, (1979) dan Baek dkk, (1991)

kepekatan tertinggi PAH diperoleh dalam sedimen laut yang dekat dengan

daerah perkotaan. Hal ini karena PAH cenderung berkumpul dalam sedimen

perairan yang dekat dengan daerah perkotaan.

Senyawa PAH mudah mengendap ke dasar perairan, dan sangat beracun bagi

organisme perairan. PAH yang terlarut dalam air pada kadar antara 0,1 hingga

0,5 mg/L sudah dapat menyebabkan keracunan terhadap semua larva biota

perairan. PAH yang berasal dari proses alami umumnya lebih rendah

konsentrasinya dari sumber antropogenik (Culotta dkk., 2006). Menurut Neff

(1979) pembakaran sangat mempengaruhi jenis dan jumlah PAH yang dihasilkan.

Senyawa PAH secara alami berasal dari bahan mineral dan senyawa yang

disentisis oleh mikroorganisme seperti bakteri, fungi, dan alga (Nemr dkk.,

2006). Zakaria dan Mahat (2006) menyatakan bahwa jenis PAH yang berada di

suatu lingkungan berasal dari bahan bakar minyak yang digunakan oleh mesin

sebagai alat transportasi. Beberapa senyawa PAH diantaranya terdapat pada

Tabel 1.

Tabel 1. Beberapa senyawa PAH dan strukturnya.

No Senyawa PAH Struktur

1. Phenantren

Page 39: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

15

2. Antrasena

3. Fluorantena

4. Pyrena

5. Metil Phenantren

6. Benz(a)antrasena

7. Metil Pyrena

Page 40: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

16

8. crysena

9. Metil Crysena

10. Benzo(b)fluorantena

11. Benzo(e)pyrena

12. Benzo(a)pyrena

Page 41: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

17

13. Perylena

14. Indeno(1,2,3-cd)pyrena

15. benzo(ghi)perylena

16. Coronen

F. Sifat PAH

Senyawa PAH yang mengendap ke dasar perairan sangat beracun bagi organisme

perairan. Banyak hasil penelitian menunjukkan bahwa PAH yang berasal dari

Page 42: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

18

kegiatan manusia dapat menyebabkan kanker dan efek mutagenik pada

organisme. Senyawa PAH dapat terakumulasi dalam tubuh hewan tingkat rendah

hingga mencapai kadar yang tinggi, karena sukar dicerna dalam tubuhnya

(Achyani, 2011).

Gas PAH yang solid terkait dengan banyak variabel yang berbeda seperti tekanan

uap cair, suhu lingkungan dan ukuran, komposisi kimia dan luas permukaan.

Kestabilan karakter PAH, akan menentukan jalan dimana mereka dipancarkan ke

atmosfer. Dalam kondisi anaerobik, beberapa PAH juga dapat berasal dari

precursor biogenik. PAH dapat tersebar luas melalui lingkungan di udara, di

dalam air serta menumpuk di tanah dan sedimen. Karena karakter

hidrofobiknya, PAH dalam matriks lingkungan cepat terikat dengan partikel

sedimen. Akibatnya, tanah dan sedimen menjadi tempat utama untuk sebagian

besar kontaminan organik hidrofobik seperti PAH.

Diperkirakan bahwa lebih dari 90% total PAH berada di permukaan tanah,

tempat dimana mereka menumpuk. PAH dipertahankan dalam matriks tanah

dalam waktu yang lama setelah adsorbsi bahan organik pada tanah. Namun,

tanah dan sedimen yang terkontaminasi dengan PAH sering mengandung polutan

lain dengan jumlah tinggi seperti logam berat, yang sering berasal dari sumber

yang sama dengan PAH (Orecchio, 2009).

G. Adsorpsi

Adsorpsi adalah kemampuan menempel suatu zat pada permukaan, sedangkan

kemampuan suatu zat untuk melepaskan diri dari permukaan disebut dengan

Page 43: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

19

desorpsi. Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi

kimia yang merupakan ikatan kuat antara penyerap dan zat yang diserap sehingga

tidak mungkin terjadi proses yang bolak-balik. Adsorpsi menyangkut akumulasi

atau pemutusan substansi adsorbat pada adsorben dan pada hal ini dapat terjadi

pada antar muka dua fasa. Fasa yang menyerap disebut adsorben dan fasa yang

terserap disebut adsorbat (Oscik, 1982).

Jika interaksi antara adsorbat dan permukaan merupakan interaksi Van der

Walls maka yang terjadi adalah adsorpsi secara fisik. Interaksi Van der Walls

mempunyai jarak jauh, tetapi lemah, dan energi yang dilepaskan jika partikel

terfisisorpsi mempunyai orde besaran yang sama dengan entalpi kondensasi.

Entalpi fisisorpsi dapat diukur dengan mencatat kenaikan temperatur sampel

dengan kapasitas kalor yang diketahui, dan nilai khasnya berada sekitar kurang

dari 20 kJ mol-1 jadi tidak cukup untuk menghasilkan pemutusan ikatan, sehingga

molekul yang terfisisorpsi tetap mempertahankan identitasnya (Atkins, 1999).

Jika molekul teradsorpsi bereaksi secara kimia dengan permukaan,

fenomenanya disebut dengan kimisorpsi. Dalam kimisorpsi, partikel melekat

pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen).

Entalpi kimisorpsi jauh lebih besar dari pada untuk fisisorpsi, dan nilai khasnya

adalah lebih dari 20 kJ mol-1 (Atkins, 1999). Adsorpsi ini terjadi ketika

terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut dalam larutan dengan molekul

dalam media. Adsorpsi kimia terjadi diawali dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-

partikel adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya Van der Waals

atau melalui ikatan hidrogen. Kemudian diikuti oleh adsorpsi kimia yang terjadi

Page 44: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

20

setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan

dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung

mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat

(Atkins, 1999).

1. Kinetika adsorpsi

Kinetika kimia adalah tentang kecepatan (laju) reaksi dan bagaimana proses

reaksi berlangsung. Kinetika adsorpsi tergantung pada luas permukaan partikel.

Urutan reaksi mendefinisikan ketergantungan laju reaksi pada konsentrasi spesies

yang bereaksi. Laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan, tekanan,

temperatur dan pengaruh katalis (Oxtoby, 1990). Kinetika reaksi adsorpsi juga

tergantung pada gugus fungsional dan konsentrasi. Tingginya tingkat substitusi

gugus fungsional pada polimer inert dapat meningkatkan laju reaksi keseluruhan

(Allen et.al., 2004). Kinetika reaksi didasarkan pada analisis kinetika terutama

pseudo orde pertama atau mekanisme pseudo pertama bertingkat. Untuk meneliti

mekanisme adsorpsi, konstanta kecepatan reaksi adsorpsi kimia untuk ion-ion

logam digunakan persamaan sistem pseudo orde pertama oleh Lagergren dan

sistem pseudo orde kedua (Buhani et.al., 2010).

Menurut Soeprijanto et.al., (2006), untuk konstanta laju kinetika pseudo orde satu:

)(1 tet qqk

dt

dq (1)

Dengan qe adalah jumlah ion logam divalen yang teradsorpsi (mg/g) pada waktu

keseimbangan, qt adalah jumlah ion logam divalen yang teradsorpsi pada waktu t

Page 45: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

21

(menit), k1 adalah konstanta kecepatan adsorpsi (jam-1). Persamaan dapat

diintegrasi dengan memakai kondisi-kondisi batas qt = 0 pada t = 0 dan qt = qt

pada t = t, persamaannya menjadi:

tkqqq ete 1ln)ln( (2)

Dengan menggunakan regreasi linear dan mengalurkan ln(qe – qt ) terhadap t

diperoleh konstanta k1. Untuk konstanta kecepatan reaksi orde kedua proses

kemisorpsi:

22 )( te

t qqkdt

dq (3)

Setelah integrasi dan penggunaan kondisi-kondisi batas qt=0 pada t =0 dan qt=qt

pada t=t, persamaan linier dapat diperoleh sebagai berikut :

eet q

t

qkq

t

22

1(4)

Dengan k2 konstanta keseimbangan order kedua kemisorpsi (g/mg.jam). Model

kinetika order kedua dapat disusun untuk mendapatkan bentuk linear :

eet q

t

qkq

t

22

1(5)

2. Kapasitas Adsorpsi

Model kesetimbangan adsorpsi yang sering digunakan untuk menentukan

kesetimbangan adsorpsi adalah isotermal Langmuir dan Freundlich.

a. Isoterm Adsorpsi Langmuir

Teori Langmuir menjelaskan bahwa terdapat sejumlah tertentu situs aktif yang

Page 46: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

22

sebanding dengan luas permukaan pada permukaan adsorben. Setiap situs aktif

hanya satu molekul yang dapat diadsorpsi (Oscik, 1982).

Menurut Husin and Rosnelly (2005), bagian yang terpenting dalam proses

adsorpsi yaitu situs yang dimiliki oleh adsorben yang terletak pada permukaan,

akan tetapi jumlah situs-situs ini akan berkurang jika permukaan yang tertutup

semakin bertambah.

Model adsorpsi isoterm Langmuir dapat ditulis dalam persamaan:

= + (6)

Dimana C adalah konsentrasi kesetimbangan (mg L-1), m adalah jumlah logam

yang teradsorpsi per gram adsorben pada konsentrasi C (mmol g-1), b adalah

jumlah ion logam yang teradsorpsi saat keadaan jenuh (kapasitas adsorpsi)

(mg g-1) dan K adalah konstanta kesetimbangan adsorpsi (L mol-1).

Dengan kurva linier hubungan antara C/m versus C, maka dapat ditentukan nilai b

dari kemiringan (slop) dan K dari intersep kurva. Energi adsorpsi (Eads) yang

didefinisikan sebagai energi yang dihasilkan apabila satu mol ion logam

teradsorpsi dalam adsorben dan nilainya ekuivalen dengan nilai negatif dari

perubahan energi bebas Gibbs standar, ∆G0, dapat dihitung menggunakan

persamaan:

(7) (7)

Dimana R adalah tetapan gas umum (8,314 J/mol K), T temperatur (K) dan K

adalah tetapan kesetimbangan adsorpsi yang diperoleh dari persamaan Langmuir

= −∆ =

Page 47: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

23

dan energi total adsorpsi adalah sama dengan energi bebas Gibbs. ∆G sistem

negatif artinya adsorpsi beralangsung spontan (Oscik, 1982).

b. Isoterm Adsorpsi Freundlich

Model isoterm Freundlich menjelaskan bahwa proses adsorpsi pada bagian

permukaan adalah heterogen dimana tidak semua permukaan adsorben

mempunyai daya adsorpsi. Model isoterm Freundlich menunjukkan lapisan

adsorbat yang terbentuk pada permukaan adsorben adalah multilayer. Hal

tersebut berkaitan dengan ciri-ciri dari adsorpsi secara fisika dimana adsorpsi

dapat terjadi pada banyak lapisan (multilayer) (Husin dan Rosnelly, 2005).

Bentuk persamaan Freundlich adalah sebagai berikut:

= (8)

Dimana:

Qe = Banyaknya zat yang terserap per satuan berat adsorben (mol/g)

Ce = Konsentrasi adsorbat pada saat kesetimbangan (mol/L)

n = Kapasitas adsorpsi maksimum (mol/g)

Kf = Konstanta freundlich (L/mol)

Persamaan di atas dapat diubah kedalam bentuk linier dengan mengambil bentuk

logaritmanya:

= + (9)

Sehingga dapat dibuat Gafik seperti pada Gambar 1:

Page 48: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

24

Gambar 1. Model Isoterm Adsorpsi Freundlich

Bentuk linear dapat digunakan untuk menentukan kelinearan data percobaan

dengan cara mengeplotkan C/Q terhadap Ce. Konstanta Freundlich Kf dapat

diperoleh dari kemiringan garis lurusnya dan 1/n merupakan harga slop. Bila n

diketahui Kf dapat dicari, semakin besar harga Kf maka daya adsorpsi akan

semakin baik dan dari harga Kf yang diperoleh, maka energi adsorpsi akan dapat

dihitung (Rousseau, 1987).

Selain itu, untuk menentukan jumlah zat teradsorpsi dapat digunakan persamaan

berikut:

q = (Co-Ca)V/W (10)

Dimana Q menyatakan jumlah logam teradsorpsi (mg/g), Co dan Ca menyatakan

konsentrasi awal dan kesetimbangan dari ion logam (mg/L), W adalah massa

adsorben (g), V adalah volume larutan ion logam (L) (Buhani et,al, 2009).

Menurut Benefield (1982) dalam Asep Saepudin (2009), faktor-faktor

yang mempengaruhi proses adsorpsi, antara lain:

Page 49: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

25

1. Luas permukaan adsorben

Semakin luas permukaan adsorben maka semakin banyak adsorbat yang

teradsorpsi sebab semakin banyak pula situs-situs aktif yang tersedia pada

adsorben untuk kontak dengan adsorbat. Luas permukaan sebanding dengan

jumlah situs aktif adsorben.

2. Ukuran molekul adsorbat

Molekul yang besar akan lebih mudah teradsorpsi daripada molekul yang

kecil. Tetapi, pada difusi pori molekul-molekul yang besar akan mengalami

kesulitan untuk teradsorpsi akibat konfigurasi molekul yang tidak mendukung.

Sehingga adanya batas ukuran molekul adsorpsi tertentu pada setiap adsorpsi.

3. Konsentrasi adsorbat

Konsentrasi adsorbat yang tinggi akan menghasilkan daya dorong (driving

force) yang tinggi bagi molekul adsorbat untuk masuk ke dalam situs aktif

adsorben.

4. Suhu

Karena adsorpsi merupakan proses kinetika maka pengaturan suhu akan

mempengaruhi kecepatan proses adsorpsi.

5. pH

pH mempengaruhi terjadinya ionisasi ion hidrogen dan ion ini sangat kuat

teradsorpsi. Asam organik lebih mudah teradsorpsi pada pH rendah sedangkan

Page 50: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

26

basa organik terjadi pada pH tinggi.

6. Waktu pengadukan

Waktu pengadukan yang relatif lama akan memberikan waktu kontak yang

lebih lama terhadap adsorben untuk berinteraksi dengan adsorbat.

Isoterm adsorpsi merupakan fungsi konsentrasi adsorbat yang terjerap

pada adsorben terhadap konsentrasi adsorbat. Tipe isoterm adsorpsi dapat

digunakan untuk mempelajari mekanisme adsorpsi. Adsorpsi fase cair-padat pada

umumnya mengikuti tipe isoterm Freundlich dan Langmuir (Atkins, 1999).

H. Karakterisasi

Karakterisasi merupakan uji analisis yang dilakukan terhadap suatu bahan sampel

baik dengan tujuan untuk mengetahui senyawa pembentuk bahan maupun untuk

megetahui sifat fisis bahan yang dihasilkan. Pada pembuatan nanosilika sekam

padi, pengamatan strukturnya dianalisis menggunakan metode (XRD) X-Ray

Diffraction, mikrostrukturnya dianalisis menggunakan (SEM/EDS) Scanning

Electron Microscopy dan Particle Size Analyzer (PSA), gugus fungsinya

dianalisis menggunakan (FTIR) Fourier Transform Infra-Red dan Uji Adsorpsi

senyawa PAH menggunakan Spektro UV-VIS.

1. Scanning Electron Microscopy SEM/EDS)

SEM (Scanning Electron Microscopy) yang dilengkapi dengan sistem EDS

(Energy Dispersive Spectrometry) merupakan bagian dari seperangkat alat

instrumen yang digunakan untuk mempelajari mikrostruktur permukaan secara

Page 51: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

27

langsung dari bahan atau sampel padat seperti keramik, logam dan komposit,

yang diamati secara tiga dimensi. SEM memiliki resolusi (daya pisah) sekitar

0,5 nm dan ketajaman gambar yang hingga 50.000 kali, selain itu cara analisis

SEM tidak merusak bahan. Kemampuan daya pisah ini disebabkan karena SEM

menggunakan elektron sebagai sumber radiasinya. Daya pisah setiap instrumen

optik dibatasi oleh difraksi sehingga besarnya berbanding lurus dengan panjang

gelombang yang dipakai untuk menyinari benda yang diselidiki (Beiser, 1987).

Pada prinsipnya SEM secara umum terdiri dari beberapa komponen yaitu kolom

elektron, ruang sampel, sistem pompa vakum, kontrol elektronik dan sistem

pencitraan bayangan. Diagram skematik dari SEM dapat ditunjukan pada

Gambar 2.

Gambar 2. Skematik Alat SEM.

Page 52: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

28

Berdasarkan Gambar 3 di atas, dapat diterangkan bahwa SEM adalah alat

instrumen terdiri dari sumber elektron yang ditembakkan (electron Gun), tiga

lensa elektrostatik dan kumparan scan elektromagnetik yang terletak diantara

lensa kedua dan ketiga serta tabung foto multiplier untuk mendeteksi cahaya

pada layar scanner ke TV. SEM menggunakan elektron sebagai pengganti

cahaya untuk menghasilkan bayangan. Berkas elektron dihasilkan dengan

meanaskan filamen melalui tegangan tinggi, kemudian dikumpulkan melalui

lensa kondensor elektromagnetik dan difokuskan oleh lensa objektif. Ketika arus

dialirkan pada filamen maka terjadi perbedaan potensial antara kutub katoda dan

anoda yang akhirnya akan menghasilkan elektron. Elektron yang dihasilkan

selanjutnya akan melewati celah pelindung pada anoda dan lensa magnetik dan

lensa objektif. Berkas elektron tersebut dipercepat oleh medan listrik dan

menumbuk sampel atau specimen pada stage melalui scanning coil menghasilkan

elektron sekunder (secondary elektron), elektron hambur balik (backscattered

elektron) yang dipantulkan dari sampel kemudian dideteksi dan dikuatkan oleh

tabung multiplier yang kemudian ditransmisikan ke scanner ke TV, sehingga

bentuk dan ukuran sampel terlihat dalam bentuk sinaran (imaging beam). Faktor

yang menetukan penampilan dan resolusi adalah arus dan berkas pemercepat

(Sampson, 1996).

Dalam SEM, kumparan scan (scanning coil) yang berarus listrik dipakai untuk

menimbulkan medan magnetik yang berlaku sebagai lensa untuk memfokuskan

berkas elektron pada benda yang diselidiki dan alat ini menghasilkan bayangan

yang diperbesar pada layar pendar (fluensen) atau alat fotografik. Untuk

Page 53: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

29

menghindari penghamburan bayangan yang dihasilkan dipakai lapisan yang tipis

dan seluruh sistem divakumkan (Beiser, 1987).

2. Particle Size Analyzer (PSA)

Ada beberapa cara yang bisa digunakan untuk mengetahui ukuran partikel yaitu :

metode ayakan (Sieve analyses), Laser Diffraction (LAS), metode sedimentasi,

Electronical Zone Sensing (EZS), analisa gambar (mikrografi), metode

kromatografi, dan ukuran aerosol submikron dan perhitungan. Dengan seiring

berkembangnya ilmu pengetahuan yang lebih mengarah ke era nanoteknologi,

para peneliti mulai menggunakan Laser Ablation Spectroscopy (LAS). Metode

ini dinilai lebih akurat bila dibandingkan dengan metode analisa gambar maupun

metode ayakan, terutama untuk sampel-sampel dalam orde nanometer (Lusi,

2011).

Skema kerja dan instrumen PSA dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4.

Gambar 3. Skema kerja PSA

Page 54: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

30

Gambar 4. Instrumen PSA

3. Fourier Transform Infra-Red (FTIR)

Fourier Transform Infra-Red (FTIR) Spectroscopy merupakan alat yang

dipergunakan untuk menganalisis secara kuantitatif maupun kualitatif untuk

kuantitatif adalah berdasarkan gugus fungsi yang ada dengan menggunakan

standar. Pada umumnya sampel yang dianalisis dapat berupa padatan, caran dan

gas, masing-masing mempergunakan sel yang berbeda-beda (Stevens, 2001).

Beberapa spektrum sampel yang dapat dianalisis menggunakan FTIR adalah

organik, aromatik, alifatik dan karbonil. Spektrofotometri Fourier Transform

Infra Red (FTIR) merupakan perkembangan baru dari spektro-fotometri infra

merah. Pada prinsipnya FTIR/IR digunakan untuk menentukan gugus-gugus

fungisional yang ada pada suatu senyawa, sehingga dapat digunakan untuk

menentukan suatu senyawa yang belum diketahui identitasnya

FTIR merupakan teknik pengukuran untuk mengumpulkan spektra infra merah,

yang merupakan pengganti dari pencatatan jumlah energi yang diserap

menyebabkan kenaikan dalam amplitude getaran atom-atom yang terikat sehingga

molekul berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi. Spektrum infrared telah

banyak digunakan pada penelitian dan industri sebagai teknik yang mudah untuk

Page 55: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

31

pengukuran, uji kualitas dan pengukuran dinamik sebuah sampel. Memiliki

instrumen yang kecil dan dapat didistribusikan. Dengan kecanggihan teknologi

komputer untuk pengolahan data yang dihasilkan, sampel dalam bentuk larutan

sekarang dapat diukur dengan akurat. Alat ini akan secara otomatis menjelaskan

subtansi pada hasil data yang diperoleh (Fesenden, 1999).

Kawasan spektrum inframerah yang terpenting ialah yang terletak diantara 4000

dan 660 cm-1. Jalur serapan dalam spektrum terjadi akibat perubahan tenaga

yang timbul akibat getaran molekul jenis peregangan dan pembengkokan (cacat

bentuk) ikatana. Kedudukan atom dalam molekul boleh dianggap sebagai

kedudukan keseimbangan minimal, dan ikatan antara atom boleh diandaikan

sebagai beranalog dengan spring apabila dikenakan peregangan dan

pembengkokan.

Beberapa penelitian yang menggunakan FTIR (Fourier Transform Infra Red)

telah dilakukan, diantaranya mengamati gugus fungisional pada silika yang

diperoleh dari sekam padi. Hasil yang diperoleh menunjukan bahwa puncak

utama yang berkaitan dengan gugus fungsi pada silika adalah pada bilangan

gelombang 3444,6 cm-1 yang merupakan gugus –OH (gugus hidroksil) yang

menunjukkan adanya gugus hidroksil dari molekul air yang terhidrasi

(Daifullah, 2004). Selain itu puncak bilangan gelombang 1095,5 cm-1

menunjukkan adanya gugus fungsi Si-O-Si (Adam, 2006). Adanya gugus fungsi

Si-O-Si diperkuat dengan adanya puncak bilangan gelombang 470,6 cm-1yaitu

ikatan Si-O (Lin, 2001).

Page 56: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

32

Skema alat Spektroskopi FTIR dan instrument Spektroskopi FTIR dapat dilihat

pada Gambar 5 dan Gambar 6 di bawah ini :

Gambar 5. Skema alat FTIR

Gambar 6. Instrumen FTIR

Page 57: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

33

4. Spektro UV-VIS

Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spectrum

dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas

cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan

untuk mengukur energy relatif jika energy tersebut ditransmisikan, direfleksikan

atau diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer

dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih di deteksi

dan cara ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating atau celah

optis. Pada fotometer filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi

melewatkan trayek pada panjang gelombang tertentu (Gandjar, 2007).

Spektrofotometer UV-Vis untuk penentuan konsentrasi didasarkan pada hukum

Lambert-Beer. Lambert menyelidiki mengenai hubungan antara adsorpsi radiasi

dengan panjang gelombang melalui medium yang dapat menyerap cahaya. Bila

suatu sinar radiasi monokromatik melewati suatu medium dengan ketebalan

tertentu, diketahui bahwa tiap lapisan menyerap radiasi yang dipancarkan dengan

jumlah bagian yang sama. Dari hukum Lambert dan Beer dapat dilihat adanya

hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi, atau dikenal dengan hukum

Lambert-Beer, dimana secara matematis persamaannya dapat ditulis sebagai

berikut:

A = Ɛ . b . c (11)

Keterangan:A = Absorbansi larutanƐ = koefisien ekstingsi molar (serapan molar) (cm-1 M-1)

Page 58: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

34

b = tebal medium (larutan) (cm)c = konsentrasi larutan (M)

Spektrum elektromagnetik dibagi dalam beberapa daerah cahaya. Suatu daerah

akan diabsorbsi oleh atom atau molekul dan panjang gelombang cahaya yang

diabsorbsi dapat menunjukan struktur senyawa yang diteliti. Spektrum

elektromagnetik meliputi suatu daerah panjang gelombang yang luas dari sinar

gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada panjang gelombang

mikro (Marzuki, 2012).

Spektrum absorbsi dalam daerah daerah ultra ungu dan sinar tampak

umumnya terdiri dari satu atau beberapa pita absorbsi yang lebar, semua molekul

dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-tampak. Oleh karena itu mereka

mengandung electron, baik yang dipakai bersama atau tidak, yang dapat dieksitasi

ke tingkat yang lebih tinggi. Panjang gelombang pada waktu absorbsi terjadi

tergantung pada bagaimana erat elektron terikat di dalam molekul. Elektron

dalam satu ikatan kovalen tunggal erat ikatannya dan radiasi dengan energy

tinggi, atau panjang gelombang pendek, diperlukan eksitasinya (Wunas, 2011).

Keuntungan utama metode spektrofotometri adalah bahwa metode ini

memberikan cara sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil.

Selain itu, hasil yang diperoleh cukup akurat, dimana angka yang terbaca

langsung dicatat oleh detector dan tercetak dalam bentuk angka digital ataupun

grafik yang sudah diregresikan (Yahya, 2013).

Page 59: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung
Page 60: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2017 sampai Agustus 2017 di

Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi (LTSIT) Universitas

Lampung. Karakterisasi adsorben menggunakan Scanning Electron Microscopy

(SEM-EDS), Fourier Transform Infra Red (FTIR), dan Particle Size Analyzer

(PSA) merk Beckman Coulter LS 13 320. Uji adsorpsi senyawa PAH

(phenantren) menggunakan Spektro UV-VIS dilakukan di Laboratorium Terpadu

dan Sentra InovasiTeknologi (LTSIT) Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu lemari asam, neraca analitik,

oven, hot plate, gelas kimia1000 ml, gelas kimia 500 ml, labu ukur 1000 ml, gelas

ukur 100 ml, erlenmeyer 400 ml, batang pengaduk, corong gelas, pipet tetes,

pengayak, cawan porselen, mortar dan alu, kertas saring biasa, planetary ball mill,

shaker, Scanning Electron Microscope (SEM-EDS), Fourier Transform Infra Red

(FTIR), Particle Size Analyzer (PSA) dan Spektro UV-VIS.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sekam padi, air panas,

akuades, NaOH 1,5 %, HNO3 1M, asap cair, phenantren, dan metanol.

Page 61: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

36

C. Prosedur Penelitian

1. Preparasi Sekam Padi

Langkah awal dalam penelitian ini adalah preparasi sampel sekam padi.

Sebanyak 1 kg sekam padi yang telah diambil dari tempat penggilingan padi

diayak terlebih dahulu. Kemudian, direndam dengan air panas selama 2 jam

untuk mengekstrak bahan organik larut air yang merupakan bahan pengotor dalam

proses ekstraksi silika. Sekam padi lalu disaring dan dicuci lagi secara berulang

dengan cara disiram dengan air panas untuk menghilangkan pengotor bahan

organik larut air yang masih diperkirakan menempel pada permukaan sekam padi.

Setelah itu, sekam padi yang telah bebas dari pengotor dikeringkan dan

selanjutnya sekam padi siap digunakan untuk ekstraksi silika.

2. Ekstraksi Silika dengan Metode Sol-Gel

Metode ekstraksi silika dalam penelitian ini mengikuti metode ekstraksi yang

telah digunakan sebelumnya oleh Simanjuntak et al., 2016. Sebanyak 50 gram

sekam padi yang telah bebas dari pengotor direndam dalam 500 ml larutan NaOH

dengan konsentrasi 1,5 % kemudian dipanaskan hingga mendidih selama 30

menit. Setelah itu didiamkan pada suhu kamar selama 12 jam. Selanjutnya,

sampel disaring dan filtrat yang mengandung silika terlarut ditampung. Untuk

mengegelkan silika, filtrat kemudian ditambahkan asap cair secara perlahan

hingga pH 7. Gel silika kemudian didiamkan selama 24 jam pada suhu kamar.

Selanjutnya, gel silika disaring dan dicuci dengan akuades panas hingga air cucian

berwarna bening. Silika yang diperoleh kemudian dikeringkan dalam oven pada

Page 62: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

37

suhu 110 0C selama 8 jam, selanjutnya dihaluskan. Silika di saring dengan

saringan 200 mesh.

3. Karakterisasi Adsorben

a. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM/EDS)

Pada penelitian ini karakterisasi dengan SEM dilakukan untuk mengetahui

morfologi permukaan adsorben dan ukuran partikel. Adapun langkah-langkah

dalam uji SEM ini adalah sebagai berikut :

1. Sampel yang akan dianalisis disiapkan dan direkatkan pada specimen

holder (Dolite, double sticy tape).

2. Sampel yang telah dipasang pada holder kemudian dibersihkan dengan

hand blower.

3. Sampel dimasukkan ke dalam mesin coating untuk diberi lapisan tipis yang

berupa Au.

4. Sampel dimasukkan ke dalam specimen chamber.

5. Pengamatan dan pengambilan gambar pada layer SEM dengan mengatur

pembesaran yang diinginkan.

6. Penentuan spot untuk analisis pada layer SEM.

7. Pemotretan gambar SEM.

b. Karakterisasi dengan Particel Size Analizer (PSA)

Analisis menggunakan PSA merk Beckman Coulter LS 13 320 dilakukan untuk

mengetahui distribusi ukuran partikel silika. Langkah-langkah kerja alat adalah

sebagai berikut :

Page 63: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

38

1. Pilih icon “measurement” dari Data Acquisition pada panel fungsi.

2. Klik “Start”.

3. Untuk menampilkan grafik, klik nama grafik yang diinginkan.

4. Setelah pengukuran selesai, data grafik ditransfer ke file dengan klik SOP.

c. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Karakterisasi dengan FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsional

senyawa menggunakan sinar radiasi infra merah. Langkah-langkah yang

dilakukan untuk menggunakan FTIR adalah sebagai berikut :

1. Sedikit sampel padat (kira-kira 1-2 mg), ditambahkan bubuk KBr murni

(kira-kira 200 mg) dan diaduk hingga rata. Campuran ini kemudian

ditempatkan dalam cetakan dan ditekan dengan menggunakan alat tekanan

mekanik. Tekanan ini dipertahankan beberapa menit, kemudian sampel

(pelet KBr yang terbentuk) diambil dan kemudian ditempatkan dalam

tempat sampel pada alat spektroskopi inframerah untuk dianalisis.

2. Alat FTIR di “ON” kan, serta alat komputer juga di “ON” kan.

3. Komputer diklik ganda shortcut, ditunggu beberapa saat sampai keluar

“dialog box”, diklik ok. Menu pada layar diklik “FTIR 2000” pada menu

instrumen, diklik “BK6 Start” untuk memulai pengukuran.

4. Spektra pada layar ditunggu sampai menghilang, ditempatkan sampel siap

ukur pada tempat sampel dalam inferometer, diisi dialog box dengan

identitas sampel, dklik “sampel start”, ditunggu spektra yang diperoleh.

Spektra yang diperoleh muncul di layar, diklik peak tabel pada menu

Page 64: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

39

“calc” untuk memunculkan harga bilangan gelombang, treshold dan norse

level ditentukan untuk mengatur pemunculan harga bilangan gelombang.

4. Uji Aktivitas Adsorpsi Silika Terhadap Phenantren

a. Pembuatan Larutan Induk Phenantren 25 mg L-1

Sebanyak 12,5 mg serbuk phenantren dimasukkan ke dalam labu takar 500 mL,

kemudian ditambahkan pelarut metanol-akuabides (1:1) hingga tanda tera.

Campuran dihomogenkan.

b. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Phenantren

Sebanyak 1 ml larutan phenantren 10 ppm dimasukkan dalam labu takar 10 ml.

Selanjutnya, ditambahkan aquades hingga tanda tera dan dihomogenkan. Larutan

phenantren 10 ppm kemudian diukur nilai absorbannsinya dengan UV-Vis pada

daerah panjang gelombang 200-500 nm.

c. Penentuan Massa Optimum Adsorben

Larutan phenantren dengan konsentrasi 10 ppm dimasukkan ke dalam 5 labu

elenmeyer masing-masing 20 mL, kemudian ditambahkan adsorben dengan

variasi 1, 2, 3, 4, dan 5 mg. Selanjutnya, larutan tersebut di shaker menggunakan

teknik batch dengan waktu 60 menit dengan kecepatan 150 rpm. Setelah selesai,

adsorben dan larutan dipisahkan dengan cara sentrifugasi. Filtrat yang diperoleh

digunakan untuk menentukan adsorben optimum dan diukur absorbansinya

dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang Gelombang 250 nm.

Page 65: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

40

d. Penentuan Waktu Kontak Optimum

Larutan phenantren dengan konsentrasi 10 ppm dimasukkan ke dalam 5 labu

erlenmeyer masing-masing 20 mL, kemudian ditambahkan dengan adsorben

optimum. Selanjutnya, larutan tersebut di shaker menggunakan teknik batch

dengan variasi waktu 30, 60, 90, 120 dan 150 menit dengan kecepatan 150 rpm.

Setelah selesai, adsorben dan larutan dipisahkan menggunakan sentrifugasi.

Filtrat yang diperoleh digunakan untuk menentukan waktu optimum dan di ukur

absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 250

nm.

e. Penentuan pH Optimum

Larutan phenantren dengan konsentrasi 10 ppm dimasukkan ke dalam 6 labu

erlenmeyer masing-masing 20 mL, lalu ditambahkan dengan adsorben optimum.

Kemudian masing-masing labu erlenmeyer dibuat pH yang berbeda dengan

menggunakan larutan Buffer, pH yang digunakan yaitu 3, 4, 5, 6, 7, dan 9.

Selanjutnya larutan tersebut di shaker menggunakan teknik batch dengan waktu

kontak optimum. Setelah selesai, adsorben dan larutan dipisahkan menggunakan

sentrifugasi. Filtrat yang diperoleh digunakan untuk menentukan pH optimum

dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang

gelombang 250 nm.

f. Penentuan Konsentrasi Awal Phenantren

Sebanyak 20 mL larutan phenantren dengan variasi konsentasi 1, 5, 10, dan 15

ppm pada pH optimum masing - masing dimasukkan ke dalam labu elenmeyer.

Page 66: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

41

Selanjutnya, masing-masing erlenmeyer yang sudah berisi larutan ditambahkan

adsorben optimum. Selanjutnya larutan tersebut di shaker menggunakan teknik

batch pada waktu optimum dengan kecepatan 150 rpm. Setelah selesai, adsorben

dan larutan dipisahkan menggunakan sentrifugasi. Filtrat yang diperoleh

digunakan untuk menentukan konsentrasi awal phenantren dan di ukur

absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 250

nm.

Page 67: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat diperoleh kesimpulan

bahwa:

1. Karakterisasi silika sekam padi dengan SEM-EDS mengindikasikan adanya

ukuran butir yang cukup beragam dengan distribusi yang tidak merata pada

permukaan. Karakterisasi dengan PSA mengindikasikan bahwa silika terdiri

dari dua kelompok partikel yaitu 0,006-3,44 µm dan 5,01-13,4 µm, sedangkan

karakterisasi dengan FTIR menunjukkan adanya beberapa gugus fungsi dalam

sampel baik yang dimiliki oleh silika atau gugus fungsi dari pengotor.

2. Silika sekam padi mampu mengadsorpsi senyawa PAH (Phenantren).

3. Uji Adsorpsi phenantren dengan silika sekam padi menunjukkan bahwa

kondisi optimum adalah berat adsorben 3 mg, waktu adsorpsi 120 menit, pH

larutan 3, dan konsentrasi awal 15 ppm.

4. Kinetika adsorpsi phenantren oleh silika mengikuti model kinetika pseudo orde

dua dengan nilai konstanta laju 6,32 x 10-5 g mmol-1 menit-1.dan isoterm

adsorpsi phenantren oleh silika mengikuti model isoterm Freundlich yang

merupakan ciri-ciri dari adsorpsi secara fisika.

Page 68: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

61

B. Saran

Beberapa hal yang disarankan pada penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut:

1. Melakukan analisis silika dengan menggunakan instrumen lain seperti XRD

agar melengkapi hasil penelitian sebelumnya.

2. Perlu dilakukan modifikasi silika dengan menggunakan senyawa lain untuk

mendapatkan hasil adsorpsi yang lebih besar.

3. Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut terhadap adsorpsi senyawa PAH jenis

lain oleh silika sehingga dapat diaplikasikan di lingkungan.

Page 69: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

62

DAFTAR PUSTAKA

Achyani, R. 2011. Karaktersitik Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) di AirLaut dan Sedimen serta Akumulasinya pada Tubuh Ikan Nomei(Horpodon nehereus) di Perairan Tarakan. Tesis. PPS IPB. Bogor. Hlm.110.

Adam, F., S. Balakrishnan, and P. Wong. 2006. Rice Husk Ash Silica as aSupport Material for Ruthenium Based Heterogenous Catalyst. JournalOf Physical Science. 17(2), pp. 1 – 13.

Adinata, M. R. 2013. Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang sebagai karbon aktif.Skripsi. Jurusan Teknik Kimia. Universitas Pembangunan Nasional.

Agung, G.F., R. F. Muhammad, dan M. Primata. 2013. Ekstraksi Silika dariAbu Sekam Padi dengan Pelarut KoH. Jurnal Konversi. 2(1): 28 – 30.

Allen, S.J., G. Mckay. and J.F. Porter. 2004. Adsorption Isotherm Models ForBasic Dye Adsorption by Peat in Single and Binary Component Systems.Journal of Colloid and Interface Science. 280: 322 – 333.

Amrulloh, H. 2014. Sintesis Zeolit Berbasis Silika Sekam Padi dengan MetodeElektrokimia Sebagai Adsorben Rhodamin B. Skripsi. Departemen KimiaFMIPA Universitas Lampung. Bandar Lampung. Hlm. 13 – 52.

Apriliani, A. 2010. Pemanfaatan Arang Ampas Tebu Sebagai Adsorben IonLogam Cd, Cr, Cu dan Pb dalam Air Limbah. Program Studi Kimia.Universitas Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta.

Arias, A., H. Carla, V. S. Rube´n, H. F. Jorge. 2009. Polycyclic AromaticHydrocarbons in Water, mussels (Brachidontes sp.,Tagelus sp.) and fish(Odontesthes sp.) from Bahia Blanca Estuari, Argentina. Journal ofEstuarine, Coastal and Shelf Science. 85: 67 – 81.

Atkins. 1999. Kimia Fisik III. Erlangga. Jakarta.

Baek, S.O., R. A. Field, and M. E. Goldstone. 1991. A review of atmosphericpolycyclic aromatic hydrocarbons: sources, fate, and behavior. WaterAir Soil Poll. 60: 279 – 300.

Page 70: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

63

Barlianti, V. 2009. Fungsionalisasi Komposit Oksida Besi Pada Silika untukProses. Penyisihan PAH dalam Air dan Uji Kinerjanya. Tesis. FakultasTeknik UI. Jakarta.

Beiser, A. 1992. Konsep Fisika Modern Edisi Keempat. Erlangga. Bandung.

Benefield, L.D., J. F. Judkins, and B. L. Weand, B.L. 1982. Process Chemistryfor Water and Wastewater Treatment. Pretice-Hall Inc., EngelwoodsCliffs. New York.

Biro Pusat Statistik. 2011. Lampung Dalam Angka.

Blais, J.F., B. Dufresne, and G. Mercier. 2000. State of The Art of Technologiesfor Metal Removal From Industrial Effluents. Rev. Sci. Eau. 12(4): 687 –711.

Boinski, F. 2010. Study of the mechanisms involved in reactive silica. MaterialsChemistry and Physiscs. 122: 311 – 315.

Buhani, Narsito, Nuryono, and E.S. Kunarti. 2009. Amino and Mercapto-Silica Hybrid For Cd(II) Adsorption in Aqueous Solution. Indo JournalChem. 9(2): 170 – 176.

Buhani, Suharso dan Sumadi. 2010. Adsorption Kinetics and Isotherm of Cd(II)Ion on Nannochloropsis sp Biomass Imprinted Ionic Polymer.Desalination 259: 140 – 146.

Carmona, V. B., R. M. Oliveira, W. T. L. Silva, L. H. C. Mattoso, dan J. M.Marconcini. 2012. Nanosilica from Rice Husk: Extraction andCharacterization. Departamento de Engenharia dos Materiais.Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP. Brazil

Cavalieri E dan E. Rogan. 1998. Mechanisme of tumor initiation by polycyclicaromatic hydrocarbon in mammals. In Neilson AH (ed.). The handbook ofenvironmental chemistry. Vol. 3. Part Journal PAHs and relatedcompounds[M]. Berlin. Hlm. 81 – 117.

Cotton dan Wilkinson. 1989. Dasar Kimia Anorganik. UI-Press. Jakarta.

Culoota, L., C.D. Stefano, M. R. Mannino, and S. Groecchia. 2006. ThePAH composition of surface sedimen from stagnone coastalLoogon, Marsala (Italy). Maryne Chemistry 99. 117-127.

Daifullah, A. A. M., N. S. Awwad, and S. A. El-Reefy. 2002. Purification of Wet

Page 71: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

64

Phosphoric Acid from Ferric Ions Using Modified Rice Husk. ChemicalEngineering and Processing. 43: 193 – 201.

Daifullah, A. A. M., B. S. Girgis., and H. M. H. Gad. 2003. Utilization of Agro-Resdues (Rice Husk) in Small Waste Water Treatment Plans. MaterialLatters. 57: 1723 – 1731.

Danarto, Y.C., A. Nur, dan E. R. Dyartati. 2010. Adsorpsi Limbah LogamBerat dengan Karbon dari Sekam Padi pada Kolom Unggun Tetap.Laporan Penelitian Dosen Muda Tahun 2006. Jurusan Teknik Kimia FT.UNS.

Darmayanti, N. Rahman, dan Supriadi. 2012. Adsorpsi Timbal (Pb) dan Zink(Zn) dari Larutannya Menggunakan Arang Hayati (biocharcoal) KulitPisang Kepok Berdasarkan Variasi pH. Journal Akad Kim. 1(4): 159 –165.

Fahmiati, Nuryono dan Narsito. 2004. Kajian Kinetika Adsorpsi Cd(II), Ni(II)dan Mg(II) Pada Silika Gel Termodifikasi 3-Merkapto-1,2,4-Triazol.Alchemy. 3(2): 22 – 28.

Fessenden, R. J. And J. S Fessenden. 1999. Kimia Organik. Erlangga. Jakarta.

Gandjar, I.G., dan A. Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar.Yogyakarta.

Gupta, S.S. and K.G. Bhattacharyya. 2006. Adsorption of Ni(II) on clay.Journal of Colloid Interface Science. 295(1): 21 – 32.

Harsono, H. 2006. Pembuatan Silika Abu Amorf dari Abu Sekam Padi.http://www.unej.ac.id/fakultas/mipa/volume3.no2/harsono.pdf.9

Houston, D. F. 1972. Rice Chemistry and Technology. St. Paul,Minnesota,American association of Cereal Chemists Inc. Amerika Serikat.

Hsu, H.W., and Luh, B.S. 1980. Rice Hull. Dalam Rice Produck AndUtilization. Editor: Bor Shiun Luh. New York: Avi PublishingCompany Inc. Hlm. 736 – 740.

Hung, C. C., G. Gwo-Ching, K. Fung-Chi., L. Hung-Jen, C. Hung-Yu,W. Jian-Ming, H. Min-Lan, P. Sen-Chueh, N. Fan-Hua, and P.H.Santschi. 2011. Polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sedimentsof the East China Sea and their relationship with carbonaceous materials.Mar. Poll. Bull. 63: 464 – 470.

Page 72: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

65

Husin, G. dan C. M. Rosnelly. 2005. Studi Kinetika Adsorpsi Larutan LogamTimbal Menggunakan Karbon Aktif dari Batang Pisang. Tesis. FakultasTeknik Universitas Syiah Kuala Darrusalam. Banda Aceh.

Ismunadji, M. 1988. Morfologi dan Fisiologi Padi. Pusat Penelitian danPengembangan Tanaman Pangan. Bogor.

Keenan and W. Charles. 1992. Kimia Untuk Universitas Jilid 1. Erlangga.Jakarta.

Lah, K. 2011. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. http://toxipedia.org/display/toxipedia/ Polycyclic+Aromatic+Hydrocarbons. Akses tanggal 21 Mei2017.

Lin, Y., H. Chen, K. Lin, B. Chen, and C. Chiou. 2011. Application of magneticparticles modified with amino groups to adsorb cooper ions in aqueoussolution. Journal Environmental Scient. 23: 44 – 50.

Liou, H dan C. Yang. 2010. Synthesis and surface characteristics of nanosilicaproduced from alkali-extracted rice husk ash. Department of ChemicalEngineering, Ming Chi University of Technology, 84 Gungjuan Rd., Taipei24301. Taiwan.

Maher, W. A., J. BAGG, and D. J. Smith. 1979. Determination on PAH in marinesediments using solvent extraction,thinlayer chromatography andspectrofluorimetry. Int.J. Environ. Anal. Chem. 7: 1 – 10.

Marzuki, A. 2012. Kimia Analisis Farmasi. Dua Satu Press. Makasar.

Mille, J., N. Miller, and C. Jane. 2006. Statistics and Chemometrics forAnalytical Chemistry, Sixth Edition. Pearson Education Ltd. Inggris.

National Research Council [NRC]. 2003. Nutrient Requirements of Poultry.Academy Pr. Washington DC.

Neff, J. M. 1979. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the aquatic environment.Applied Science Publishers Ltd. London.

Nemr, A.E., T.O. Said, and A. Khaled. 2006. Distribution and sources of PAH insurface sedimens of the Suez Gulf. Envir Moni. T and Ass. 1 – 26.

Orecchio, S., P.C. Vivianav, and C. Loredana. 2009. Polycyclic AromaticHydrocarbons (PAHs) in Coffee Brew Samples: Analytical method byGC-MS profile, levels dan sources. Journal of Food dan ChemicalToxicology. 47: 819 – 826.

Oscik, J. 1982. Adsorption. Ellis Horwood Limited. England.

Page 73: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

66

Oxtoby, D. 1990. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Erlangga. Jakarta. Hlm. 285–290.

Punkels. 2008. Kegunaan Silica Gel. From http://punkels.wordpress.com/2008/12/21/kegunaan-silica-gel, 21 Februari 2017.

Rousseau, R.W. 1987. Handbook Of Separation Process Technology. JohnWiley and Sons Inc. United States. pp. 67.

Saepudin, A. 2009. Uji Kinerja Adsorben Histidin-Bentonit dalam PrototipeKemasan Flow dan Batch terhadap Pestisida Endosulfan dalam AirMinum. Skripsi. Kimia FPMIPA-UPI. Bandung.

Setyaningsih, H. 2008. Pengolahan Limbah Batik dengan Proses Kimia danAdsorpsi Karbon Aktif. Universitas Indonesia. Jakarta.

Sharma, N. K., W. S. Williams, and A. Zangvil. 1984. Formation and structureof silicon carbide whiskers from rice hulls. Journal. Am. Ceram. Soc. 67:715 – 720.

Shukla, S. P. 2011. Investigation In to Tribo Potential of (Rice Husk)Char Reinforced Epoxy Composite. Thesis. National Institute ofTechnology Rourkela. Rourkela

Simpson, A. 1996. Fertilizers and Manures. Longman Group Limited. NewYork.

Somaatmadja, D. 1980. Sekam Gabah sebagai Bahan Industri. Badan Penelitiandan Pengembangan Industri. Jakarta.

Suka, I. G., W. Simanjuntak, S. Sembiring, dan E. Trisnawati. 2008.Karakterisasi Silika Sekam Padi dari Provinsi Lampung yang diperolehdengan Metode Ekstraksi. MIPA. 37(1): 47 – 52.

Uthe, J. F. 1991. PAH in the environtment. Marine Chemistry Division.Departement of Fisher and Ocean. Halifax. Chanadian Chemical News.

Vogel. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.Edisi kelima Bagian I. PT Kalman Pustaka. Jakarta.

Wardhana dan A. Wisnu. 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. PenerbitAndi. Yogyakarta.

Wunas, Y dan Susanti. 2011. Analisa Kimia Farmasi Kuantitatif (Revisi Kedua).Laboratorium Kimia Farmasi UNHAS. Makasar.

Page 74: OPTIMASI METODE ADSORPSI MENGGUNAKAN SILIKA SEKAM …digilib.unila.ac.id/29372/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

67

Yahya, S. 2013. Spektrofotometer UV-VIS. Fromhttp://artikel.wordpress.com/2013/12/21/Spektrofotometer UV-VIS, 21Februari 2017.

Zakaria, M.P dan A. A Mahat. 2006. Distibution of Polycyclic AromaticHydrocarbon (PAHs) in Sediments in the Langet Estuary. CoastalMarine Science. 30(1): 387 – 395.