pengaruh surfaktan nonionik dan pengadukan … · biologi. upaya pengolahan limbah minyak bumi dan...
TRANSCRIPT
PROFIL KELARUTAN LIMBAH MINYAK BUMI DALAM
AIR AKIBAT PENGARUH SURFAKTAN NONIONIK DAN
LAJU PENGADUKAN
ASRIQA SARY PURWADAYU
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
ABSTRAK
ASRIQA SARY PURWADAYU. Profil Kelarutan Limbah Minyak Bumi dalam Air
akibat Pengaruh Surfaktan Nonionik dan Laju Pengadukan. Dibimbing oleh AHMAD
SJAHRIZA dan CHARLENA
Limbah minyak bumi merupakan limbah bahan berbahaya dan beracun yang memiliki potensi menimbulkan pencemaran dan kerusakan lingkungan. Pemulihan lahan
tercemar oleh minyak bumi dapat dilakukan dengan menggunakan kapasitas kemampuan
mikroorganisme. Penambahan surfaktan nonionik dan pengadukan akan meningkatkan kelarutan minyak dalam air sehingga mempermudah kontak antara mikroorganisme dan
sumber karbon dari minyak bumi sebagai makanannya.
Pada penelitian ini, surfaktan yang digunakan adalah Tween 80 dan Brij 35. Parameter yang diamati adalah konsentrasi surfaktan dan laju pengadukan. Konsentrasi
surfaktan ditentukan dari nilai tegangan permukaan dan stabilitas emulsi. Stabilitas
emulsi tertinggi untuk Tween 80 sebesar 0.24% pada konsentrasi 0.0175%, sedangkan
Brij 35 sebesar 0.22% pada konsentrasi 0.0150%. Laju pengadukan yang digunakan adalah 100, 120, dan 140 rpm. Laju pengadukan optimum diperoleh pada nilai 140 rpm,
hal ini didasarkan pada nilai TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) cair. Nilai TPH cair
pada laju 100, 120, dan 140 rpm untuk Twen 80 dan Brij 35 berturut-turut sebesar 0.25, 0.32, 0.40 dan 0.36, 0.55, 0.74%. Nilai TPH cair menggambarkan banyaknya minyak
yang terdispersi ke dalam air. Parameter lain seperti TPH padat dan COD (Chemical
Oxygen Demand) yang diperoleh pada laju 140 rpm sebesar 15.56% dan 41235 mg/L
untuk Tween 80, sedangkan untuk Brij 35 sebesar 16.55% dan 41717 mg/L.
ABSTRACT
ASRIQA SARY PURWADAYU. Solubility Profile of Petroleum Waste In Water as Effect of Nonionic Surfactant and Stirring Rate. Supervised by AHMAD SJAHRIZA and
CHARLENA.
Petroleum waste is classified as a dangerous waste that cause pollution and damage the environtment. The remediation of petroleum polluted soil could be done by
microorganism capability. Additional of nonionic surfactant and stirring rate would make
soil dispersed well in water, facilitating good contact between microorganism and
petroleum carbon as its feed. In this research, Tween 80 and Brij 35 were used as surfactants. The observed
parameters were concentrations and stirring rates. Surfactant concentration was selected
based on surface tension value and emulsion stability. The highest emulsion stability for Tween 80 observed was 0.24% at concentration 0.0175%, while for Brij 35 equal to
0.22% at concentration 0.0150%. Stirring rates were applied 100, 120, and 140 rpm,
successively based on liquid Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) value. Liquid TPH value at 100, 120, and 140 rpm for Tween 80 and Brij 35 were 0.25, 0.32, 0.40 and 0.36,
0.55, 0.74%, successively. Liquid TPH depicted amount of oil that was dispersed into the
water. The other parameters such as solid TPH and Chemical Oxygen Demand (COD)
obtained for 140 rpm were 15.56% and 41235 mg/L for Tween 80 while for Brij 35 equal to 16.55% and 41717 mg/L.
3
PROFIL KELARUTAN LIMBAH MINYAK BUMI DALAM
AIR AKIBAT PENGARUH SURFAKTAN NONIONIK DAN
LAJU PENGADUKAN
ASRIQA SARY PURWADAYU
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
Judul : Profil Kelarutan Limbah Minyak Bumi dalam Air Akibat Pengaruh
Surfaktan Nonionik dan Laju Pengadukan
Nama : Asriqa Sary Purwadayu
NIM : G44203021
Menyetujui:
Pembimbing I, Pembimbing II,
Drs. Ahmad Sjahriza Dra. Charlena, M.Si
NIP 196204061989031002 NIP 19671222994032002
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 196103281986011002
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Karya ilmiah berjudul Profil Kelarutan
Limbah Minyak Bumi dalam Air akibat Pengaruh Surfaktan Nonionik dan Laju
Pengadukan merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan mulai bulan November 2009 sampai Maret 2009 di Laboratorium Kimia Fisik dan Lingkungan dan Laboratorium
Kimia Terpadu Departemen Kimia FMIPA IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian karya ilmiah ini, di antaranya Bapak Drs. Ahmad Sjahriza dan Ibu Dra.
Charlena, M.Si selaku pembimbing yang memberikan masukan, pengarahan, dan
dorongan selama pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada Papa, Mama, De Ninik, De Kasan, dan Miftahul Anwar Abdillah
tercinta atas segala cinta, kasih sayang, semangat, kesabaran, dan doa yang diberikan.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf Departemen Kimia IPB, Ibu Ai,
Bapak Nano, dan Bapak Mail. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Iya’, Nita, Elin, Yudhi,
Sari, Cici’, Diyana, Melissa, Rize, Corry, Rully, Dandung, dan teman-teman di Tim
Bioremediasi (Kak Zaky, Rony, Anjar, Yockie, Joko, Noviadi, Niken, Eka, Tanti) atas dukungan dan semangatnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2009
Asriqa Sary Purwadayu
6
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bondowoso, Jawa Timur pada tanggal 22 Januari 1985
sebagai anak tunggal pasangan Joko Hadiwarnoyo dan Aspi’ah. Tahun 2003 penulis menyelesaikan studi di SMU Negeri 2 Bondowoso. Pada tahun yang sama penulis lulus
seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB
(USMI) pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Penulis melaksanakan Praktik Lapangan di PT Polyprima Karyareksa, Cilegon, Banten. Judul yang dipilih adalah Korelasi antara Ukuran Partikel dan Kadar Pengotor
Organik dalam Crude Terephthalic Acid (CTA) dan Pure Terephthalic Acid (PTA).
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Anorganik, Kimia Dasar, dan Spektroskopi I Program Diploma Analisis Kimia IPB tahun
ajaran 2008/2009.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ ix
PENDAHULUAN ....................................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Minyak Bumi ........................................................................................ 1
Surfaktan ........................................................................................................... 2
Tegangan Permukaan ......................................................................................... 3 Emulsi ............................................................................................................... 3
Busa .................................................................................................................. 4
Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) ................................................................. 4 Chemical Oxygen Demand (COD) ..................................................................... 4
BAHAN DAN LINGKUP Bahan dan Alat .................................................................................................. 4
Lingkup Penelitian ............................................................................................. 4
HASIL DAN PEMBAHASAN Tegangan Permukaan ......................................................................................... 6
Pengaruh Konsentrasi Surfaktan pada Stabilitas Emulsi .................................... 7
Tinggi Busa ....................................................................................................... 7 pH .................................................................................................................... 8
Pengaruh Pengadukan terhadap Nilai TPH ......................................................... 8
Pengaruh Pengadukan terhadap Nilai COD ........................................................ 10
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ........................................................................................................... 10
Saran ................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 11
LAMPIRAN ............................................................................................................... 13
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Nilai pH sebelum dan sesudah pengadukan.............................................................. 8
2 Nilai TPH cair sampel ............................................................................................. 9
3 Nilai TPH padat sampel ........................................................................................... 9
4 Persentase hidrokarbon minyak bumi yang larut dalam air ....................................... 9
5 Persentase hidrokarbon minyak bumi yang tertinggal di padatan .............................. 9
6 Nilai COD sampel ................................................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur molekul Tween 80 .................................................................................... 3
2 Struktur molekul Brij 35 .......................................................................................... 3
3 Metode cincin Du Noủy .......................................................................................... 3
4 Tegangan permukaan Tween 80 .............................................................................. 6
5 Tegangan permukaan Brij 35 ................................................................................... 6
6 Stabilitas emulsi Tween 80 ...................................................................................... 7
7 Stabilitas emulsi Brij 35 .......................................................................................... 7
8 Pembentukan busa Tween 80................................................................................... 8
9 Pembentukan busa Brij 35 ....................................................................................... 8
10 Hasil pengukuran TPH cair...................................................................................... 9
11 Hasil pengukuran TPH padat ................................................................................... 9
12 Hidrokarbon minyak bumi dalam air ....................................................................... 10
13 Hidrokarbon minyak bumi dalam padatan ................................................................ 10
14 Hasil pengukuran COD ........................................................................................... 10
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ............................................................................................ 14
2 Penentuan densitas larutan Tween 80 ....................................................................... 15
3 Penentuan tegangan permukaan Tween 80 dengan metode cincin Du Noűy ............. 16
4 Penentuan densitas larutan Brij 35 ........................................................................... 17
5 Penentuan tegangan permukaan Brij 35 dengan metode cincin Du Noűy .................. 18
6 Pengukuran stabilitas emulsi Tween 80 ................................................................... 19
7 Pengukuran stabilitas emulsi Brij 35 ....................................................................... 19
8 Pengukuran busa Tween 80 ..................................................................................... 20
9 Pengukuran busa Brij 35.......................................................................................... 21
10 Pengukuran TPH padat sampel awal ........................................................................ 22
11 Pengukuran pH sebelum dan setelah pengadukan .................................................... 22
12 Pengukuran TPH cair setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan ................ 23
13 Pengukuran TPH padat setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan ............. 24
14 Pengukuran COD setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan ...................... 25
15 Hidrokarbon minyak bumi dalam air dan padatan ................................................... 26
16 Standardisasi larutan FAS 0.5000 N dengan larutan K2Cr2O7 0.0252 N .................... 27
17 Pembuatan pereaksi COD ........................................................................................ 27
1
PENDAHULUAN
Penanggulangan pencemaran akibat
limbah minyak bumi dapat dilakukan dengan
beberapa cara, yaitu secara fisika, kimia, dan
biologi. Upaya pengolahan limbah minyak
bumi dan tanah terkontaminasi oleh minyak
bumi dapat dilakukan dengan pengolahan
secara biologis sebagai alternatif teknologi
pengolahan limbah minyak bumi. Hal ini
dilakukan untuk mencegah penyebaran dan
penyerapan minyak kedalam tanah. Penanggulangan tumpahan minyak bumi
secara fisika biasanya digunakan pada awal
penanganan. Pada penanganan ini, tumpahan
minyak bumi diatasi secara cepat sebelum
menyebar kemana-mana. Minyak bumi yang
terkumpul di permukaan dapat diambil
kembali, misalnya dengan oil skimmer,
sedangkan yang mengendap sulit diambil
secara fisika. Pengambilan minyak di
permukaan tidak dapat dilakukan secara
tuntas. Apabila minyak sudah menyebar
kemana-mana, cara ini sulit dilakukan (Prince et al. 2003). Penanggulangan secara kimia
dilakukan dengan mencari bahan kimia yang
mempunyai kemampuan mendispersi minyak,
tetapi pemakaiannya dapat menimbulkan
masalah.
Salah satu cara pengolahan limbah
minyak dan tanah terkontaminasi oleh minyak
bumi adalah pengolahan secara biologis.
Pemulihan lahan tercemar oleh minyak bumi
dapat dilakukan dengan menggunakan
kapasitas kemampuan mikroorganisme. Fungsi dari mikroorganisme adalah
mendegradasi struktur hidrokarbon yang ada
dalam tanah yang terkontaminasi minyak
bumi menjadi mineral-mineral yang lebih
sederhana serta tidak membahayakan terhadap
lingkungan. Teknik seperti ini disebut
bioremediasi. Menurut Udiharto (1996),
bioremediasi adalah teknologi ramah
lingkungan yang cukup efektif, efisien, dan
ekonomis. Bioremediasi merupakan proses
detoksifikasi dan degradasi limbah minyak.
Seluruh prosedur kerja serta pelaksanaan bioremediasi mengacu pada Keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor
128 Tahun 2003 tentang tata cara dan
persyaratan teknik pengelolaan limbah
minyak dan tanah terkontaminasi oleh minyak
bumi secara biologis. Limbah yang akan
diolah dengan metode biologis harus
dianalisis terlebih dulu kandungan minyak
atau Total Petroleum Hydrocarbon (TPH).
Konsentrasi maksimum TPH awal sebelum
proses pengolahan biologis adalah tidak lebih
dari 15%. Sedangkan nilai akhir hasil akhir
pengolahannya adalah TPH 1%.
Biodegradasi limbah minyak bumi di
lingkungan air terjadi pada bagian antarmuka
lapisan air dan minyak. Oleh karena itu,
biodegradasi akan lebih cepat terjadi bila
limbah minyak tersebut dalam bentuk
terdispersi dalam air. Kondisi ini akan
memudahkan penyediaan oksigen dan unsur-
unsur makanan yang diperlukan untuk
pertumbuhan mikroorganisme (Udiharto 1996).
Surfaktan memiliki gugus polar dan
nonpolar sekaligus dalam satu molekulnya.
Salah satu sisinya akan mengikat minyak
(nonpolar), di sisi lain surfaktan akan
mengikat air (polar). Menurut Clark (2004),
surfaktan nonionik adalah bahan esensial yang
tidak beracun dengan konsentrasi ambang
batas lebih dari 100g/kg. Selain itu, umumnya
surfaktan nonionik bersifat biodegradabel.
Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan penambahan surfaktan nonionik yang disertai
pengadukan agar membantu kelarutan minyak
sehingga mempercepat proses degradasi.
Penelitian bertujuan menentukan
konsentrasi optimum surfaktan nonionik
sebagai pengemulsi limbah minyak bumi
dalam air serta laju pengadukan optimum
yang mendukung kelarutan limbah minyak
bumi dalam air.
TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Minyak Bumi
Minyak bumi terbentuk sebagai hasil
akhir dari penguraian bahan-bahan organik
(sel-sel dan jaringan hewan/tumbuhan) yang
tertimbun selama berjuta tahun di dalam tanah, baik di daerah daratan ataupun daerah
lepas pantai (Hadi 2004). Komposisi senyawa
hidrokarbon pada minyak bumi tidak sama,
bergantung pada sumber penghasil minyak
bumi tersebut. Misalnya, minyak bumi
Amerika komponen utamanya ialah
hidrokarbon jenuh, yang digali di Rusia
banyak mengandung hidrokarbon siklik,
sedangkan yang terdapat di Indonesia banyak
mengandung senyawa aromatik dan kadar
belerangnya sangat rendah. Komposisi
minyak bumi maupun produknya merupakan campuran kompleks senyawa organik yang
terdiri atas senyawa hidrokarbon dan non
hidrokarbon. Kandungan senyawa
hidrokarbon dalam minyak bumi lebih dari
90%, sisanya merupakan senyawa non
hidrokarbon (Udiharto 1996).
2
Limbah minyak bumi adalah sisa atau
residu minyak yang terbentuk dari proses
pengumpulan dan pengendapan kontaminan
minyak yang terdiri atas kontaminan yang
sudah ada di dalam minyak, maupun
kontaminan yang terkumpul dan terbentuk
dalam penanganan suatu proses dan tidak
dapat digunakan kembali dalam proses
produksi. Limbah minyak bumi dapat berasal
dari tumpahan dan ceceran pada kegiatan
produksi, pengeboran, serta distribusi minyak bumi, rembesan minyak dari reservoarnya,
minyak bekas, dan limbah kegiatan lain
(Polosoro 2005).
Selama kegiatan industri perminyakan
yaitu mulai dari pengeboran, produksi,
transportasi minyak bumi, dan pengilangan
produk minyak umumnya terjadi tumpahan
maupun ceceran minyak bumi dan produk-
produknya yang terjadi di lingkungan lahan
maupun perairan. Dalam keadaan normal,
limbah yang terbuang ke lingkungan tidak terlalu besar, namun apabila terjadi
kecelakaan akan berakibat fatal seperti yang
terjadi di beberapa tempat di dunia.
Senyawa hidrokarbon yang terkandung
dalam minyak bumi berupa benzena, toluena,
etil benzena, dan xilena, dikenal sebagai
BTEX yang merupakan komponen utama
dalam minyak bumi, bersifat mutagenik dan
karsinogenik pada manusia. Senyawa ini sulit
mengalami perombakan di alam, baik di air
maupun di darat (Fahruddin 2004).
Surfaktan
Surfaktan adalah suatu bahan yang aktif
pada antarmuka antara dua fase, seperti pada
antarmuka antara fase hidrofilik dan
hidrofobik. Molekul surfaktan akan
berkumpul pada antarmuka dan menurunkan
tegangan permukaannya (Atkins 1994).
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan
air dengan cara mengadsorpsi pada antarmuka
gas-cair. Surfaktan juga mengurangi tegangan
permukaan minyak dan air dengan cara mengadsorpsi pada antarmuka cair-cair
(Schramm 2000).
Salah satu fungsi surfaktan adalah sebagai
pengemulsi, yaitu sebagai pendispersi suatu
cairan ke dalam cairan lain yang tidak saling
campur karena surfaktan memiliki gugus polar
dan gugus non polar sekaligus dalam satu
molekulnya. Sehingga satu sisi surfaktan akan
mengikat minyak yang bersifat non polar dan
sisi lainnya akan mengikat air yang bersifat
polar. Penambahan surfaktan ke dalam suatu campuran minyak-air dimaksudkan agar
substrat (minyak) lebih larut dalam air.
Dengan larutnya substrat non polar ini, proses
metabolisme dapat berlangsung dengan cepat.
Surfaktan berperan sebagai elektrolit dalam
larutan encer, tetapi dalam konsentrasi yang
lebih tinggi menghasilkan peran yang
berbeda. Hal ini dijelaskan melalui bentuk
formasi agregat dari molekul yang besar
disebut dengan misel (Schramm 2000).
Surfaktan digunakan secara luas dan
ditemukan dalam berbagai aplikasi seperti
pada industri perminyakan karena kemampuannya yang baik sekali dalam
memengaruhi sifat-sifat permukaan dan
antarmuka. Sifat yang luar biasa dari larutan
encer surfaktan berasal dari keberadaan gugus
hidrofilik (kepala) dan gugus hidrofobik
(ekor) pada molekulnya. Gugus polar atau
ionik biasanya berinteraksi kuat dengan
lingkungan berair melalui interaksi dipol-
dipol. Sifat dasar dari gugus polar ini yang
digunakan dalam pembagian kategori
surfaktan (Schramm 2000). Gugus hidrofilik adalah gugus polar seperti karboksilat,
sulfonat, sulfat, fosfat, garam aluminium
kuartener, dan lain-lain, sedangkan gugus
hidrofobik adalah rantai karbon dengan
panjang 8 hingga 22. Berdasarkan gugus
hidrofilik, surfaktan dibagi menjadi tiga, yaitu
ionik (kationik dan anionik), nonionik (gugus
hidrofilik tidak bermuatan), dan amfoterik
(dapat bermuatan positif dan negatif).
Surfaktan nonionik berbeda dari surfaktan
anionik dan kationik, molekulnya tidak bermuatan ketika dilarutkan dalam media
berair. Kehidrofilikannya disebabkan oleh
ikatan hidrogen antara molekul surfaktan
dengan molekul-molekul air. Umumnya
surfaktan nonionik mengandung rantai
poli(etilen oksida) sebagai gugus hidrofilik.
Poli(etilen oksida) adalah polimer yang larut
dalam air (Tharwat 2005). Rantai poli(etilen
oksida) dari surfaktan non ionik biasanya
sangat panjang sedangkan rantai yang sedang
dan lebih pendek dimiliki oleh surfaktan
kationik (Holmber et al. 2003). Polioksietilen(20)sorbitan monooleat
yang biasa disebut juga dengan Tween 80
termasuk dalam jenis surfaktan nonionik yang
berasal dari sorbitan polioksilat dan asam
oleat. Rumus molekulnya adalah C64H124O26. Tween 80 memiliki bobot molekul 1310
gram/mol, densitas sebesar 1.06-1.09
gram/mL. Tween 80 berupa cairan kental
berwarna kuning dan larut dalam air. Gugus
hidrofiliknya adalah polieter yang disebut juga
gugus polioksietilen (polimer dari etilen oksida). Tween 80 biasa digunakan dalam es
krim dan obat tetes mata. Tween 80
3
merupakan surfaktan nonionik yang bersifat
biodegradabel dan tidak toksik (Quintero et al.
2005). Struktur Tween 80 dapat dilihat pada
Gambar 1.
Gambar 1 Struktur molekul Tween 80
(Schraam 2005).
Brij 35 atau bisa disebut dengan lauril
alkohol etoksilat. Rumus molekulnya ialah
(C12H25(OCH2CH2)23OH). Brij termasuk
dalam golongan alkohol etoksilat yang
memiliki bagian ekor hidrofobik berupa rantai
alkohol dengan 12 atom karbon dan bagian
kepala hidrofilik berupa rantai etoksi. Surfaktan ini stabil pada pH 3 sampai 11
(Holmberg et al. 2003). Wujudnya cairan
kental dan larut dalam air. Brij 35 biasanya
digunakan dalam deterjen, penstabil,
pengemulsi, dan lain-lain. Struktur Brij 35
dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Struktur molekul Brij 35.
Tegangan Permukaan
Salah satu sifat yang merupakan akibat
langsung dari gaya antarmolekul yang
terdapat di dalam zat cair adalah tegangan
permukaan. Gaya yang terjadi menimbulkan
tegangan di permukaan zat cair (seolah-olah
permukaan zat cair itu ditutupi oleh selapis
kulit yang kuat). Molekul di bagian dalam
mengalami gaya tarik menarik yang sama dari
segala arah. Sebuah molekul dari permukaan
ditarik hanya oleh molekul-molekul lain yang
ada di permukaan (sebelah kiri dan kanannya) dan oleh molekul-molekul yang ada di bawah
permukaan. Hasilnya adalah suatu gaya yang
mengarah ke bagian dari zat cair tersebut.
Tegangan permukaan larutan hampir
mencapai jenuh saat mencapai KMK. Pada
konsentrasi yang lebih tinggi, hampir semua
molekul surfaktan membentuk misel dan
sedikit molekul yang teradsorpsi di
permukaan sehingga hanya sedikit terjadi
perubahan tegangan permukaan (Jaya 2005).
Metode cincin Du Noűy adalah salah satu metode yang digunakan untuk menentukan
tegangan permukaan. Gaya untuk menahan
cincin horizontal dalam permukaan yang
ditarik lebih besar ketika cairan diantara fluida
bawah dan fluida atas posisinya vertikal (Hills
1988). Metode ini didasarkan pada penentuan
gaya yang diperlukan untuk menarik cincin
Pt-Ir dari permukaan cairan (Holmberg et al.
2003).
Gambar 3 Metode cincin Du Noűy
(Holmberg et al. 2003).
Cincin yang tergantung pada neraca torsi
ditarik dari cairan dengan memutar kawat
torsi. Gaya (F) yang diperlukan untuk
memutuskan film cairan adalah F = 4πRγ dengan R jari-jari cincin dan γ tegangan
permukaan. Metode ini mempunyai faktor
koreksi (Fr), yaitu:
R
r
dDC
PFr
679.104534.0
01452.07250.0
2
dengan r adalah jari-jari kawat, R jari-jari
cincin, P nilai tegangan permukaan terukur, C
keliling cincin, d berat jenis untuk fluida di
atas, dan D adalah berat jenis untuk fluida di
bawah. Untuk mendapatkan nilai tegangan
permukaan yang sebenarnya, faktor koreksi
harus dimasukkan ke dalam perhitungan sehingga persamaan menjadi:
γ = R
F
4× Fr =
R
mg
4× Fr = P × Fr
dengan F gaya yang terbaca pada skala neraca torsi, γ tegangan permukaan yang nyata dan
Fr faktor koreksi.
Emulsi
Emulsi merupakan dispersi suatu cairan
dalam cairan lainnya. Hampir semua emulsi
terdiri dari air pada salah satu fasenya dan
cairan organik pada fase lainnya. Fase organik
biasanya berupa minyak. Emulsi terbagi atas
dua macam, yaitu emulsi minyak dalam air
dan emulsi air dalam minyak (Holmberg et al.
2003). Emulsi tidak hanya berisi minyak, air, dan pengemulsi (surfaktan) tetapi juga partikel
padat bahkan gas (Schramm 2005).
Stabilitas emulsi merupakan suatu sistem
ketika tetesan mempertahankan sifat awalnya
seimbang
4
karena penggabungan tetesan-tetesan dicegah
oleh energi penghalang yang cukup besar.
Pada umumnya energi penghalang dibangun
oleh lapisan pengemulsi yang terbentuk pada
permukaan tetesan-tetesan (Heusch et al.
1987). Stabilitas suatu produk emulsi
bergantung pada cara pengemulsian dan jenis
pengemulsi yang ditambahkan pada saat
emulsifikasi.
Bahan yang umum untuk menstabilkan
emulsi adalah surfaktan karena surfaktan hampir terjerap ireversibel pada antarmuka.
Tolakan sterik di antara bagian-bagian
surfaktan dalam medium pendispersi
merupakan suatu pengaruh yang penting.
Rantai hidrokarbon dihalangi dalam
pergerakan termalnya jika dua tetesan air
saling mendekati terlalu rapat dan gugus
kepala hidrofilik didehidrasi sehingga terjadi
kontak yang rapat. Akibatnya tolakan hidrasi
menstabilkan emulsi (Jaya 2005).
Busa
Busa merupakan dispersi dari gas dalam
cairan atau padatan. Perbandingan antara gas
dan cairan akan menentukan penampakan dari
busa yang biasa disebut bilangan busa. Pada
bilangan busa yang kecil, gelembung gas
berbentuk bola dan lamela di antara busanya
sangat tebal. Busa terdiri atas dua jenis dan
memiliki perbedaan dalam metode
karakterisasinya. Dua macam busa tersebut,
yaitu busa stabil dan busa tidak stabil (Holmberg et al. 2003). Busa biasanya
memiliki diameter lebih besar dari 10μm dan
mungkin lebih besar dari 1000 μm. Busa tidak
hanya terdiri atas gas dan cairan (biasanya
surfaktan) tetapi juga dispersi minyak dan
partikel padat (Schramm 2005).
Busa selalu terbentuk dari campuran,
sebaliknya cairan murni tidak akan berbusa.
Kondisi pertama yang diperlukan oleh
campuran cairan untuk berbusa adalah salah
satu komponen haruslah memiliki permukaan
yang aktif. Penurunan tegangan permukaan pada penambahan komponen kedua
merupakan ukuran aktivitas permukaan.
Sedangkan kondisi kedua adalah elastisitas
permukaan (Holmberg et al. 2003).
Total Petroleum Hydrocarbon (TPH)
Total Petroleum Hydrocarbon (TPH)
didefinisikan suatu campuran kimia yang
tersusun atas hidrokarbon yang ada di
lingkungan. Hidrokarbon minyak bumi
umumnya ditemukan pada bahan pencemar lingkungan misalnya bahan bakar transportasi
walaupun tidak selalu dikategorikan limbah
berbahaya (ATSDR 1999).
Departement of Environmental Quality
(DEQ) mendefinisikan TPH sebagai senyawa
karbon yang memiliki jumlah atom C antara 6
sampai 35 yang mewakili bermacam-macam
variasi dari campuran senyawa kompleks.
Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical Oxygen Demand (COD) adalah
parameter yang menurut APHA (1992) merupakan salah satu cara untuk menghitung
kandungan bahan organik total. Berbagai
metode pengukuran COD telah dikembangkan
oleh para ahli, diantaranya metode open reflux
(titrimetri) dan metode closed reflux (titrimetri
dan spektrofotometri).
Jumlah bahan organik yang dapat
teroksidasi dapat ditentukan secara tidak
langsung melalui jumlah oksigen yang
digunakan untuk mengoksidasi bahan-bahan
organik secara kimiawi yang disebut COD. Nilai COD dapat ditentukan dengan oksidasi
secara kimiawi menggunakan kalium
bikromat yang dipanaskan dengan asam sulfat
pekat. Kandungan oksigen yang digunakan
untuk menghancurkan bahan organik diukur
oleh besarnya penggunaan zat oksidator kuat
(K2Cr2O7) dalam suasana asam dengan katalis
peraksulfat.
BAHAN DAN LINGKUP
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah jenis
surfaktan nonionik (Tween 80 dan Brij 35),
dan limbah minyak bumi berasal dari Riau.
Alat-alat yang digunakan adalah
ultrasonic homogenizer, dan Surface
Tensiometer Model 20.
Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbagi atas tiga tahap, yaitu
menentuan tegangan permukaan surfaktan
nonionik (Tween 80 dan Brij 35), menguji
pengaruh konsentrasi surfaktan terhadap
stabilitas emulsi, memvariasikan laju
pengadukan. Parameter yang ditentukan
antara lain TPH padat, TPH cair, pH, dan
COD (dari masing-masing pengadukan).
Pengukuran Bobot Jenis Akuades dan
Surfaktan
Piknometer kosong ditimbang, lalu diisi
dengan akuades sampai penuh dan ditimbang
kembali. Bobot akuades adalah selisih antara
5
awalturbiditas
akhirturbiditas
bobot piknometer yang berisi akuades dan
bobot piknometer kosong. Pengukuran bobot
jenis surfaktan dilakukan dengan metode yang
sama.
Pengukuran Tegangan Permukaan
Surfaktan (ASTM 2001)
Masing-masing surfaktan (Tween 80 dan
Brij 35) dilarutkan dalam akuades dengan
variasi konsentrasi 0.0000, 0.0025, 0.0050,
0.0075, 0.0100, 0.0125, 0.0150, 0.0175, 0.0200, 0.0225, 0.0250, 0.0275, 0.0300,
0.0350, 0.0400% (v/v). Pengukuran dilakukan
menggunakan Surface Tensiometer Model 20.
Cincin Pt-Ir yang bersih dicantelkan pada kail.
Sebanyak 40 mL larutan surfaktan
dipindahkan ke dalam gelas kimia dan
ditempatkan pada meja sampel. Meja sampel
digerakkan sampai cairan ada di bawah cincin
Pt-Ir. Cincin tercelup sekitar 1/8 inchi. Tangan
torsi dilepaskan dan alat diatur ke posisi nol,
posisi diatur dengan sekrup kanan sampai garis dan jarum penunjuk berimpit. Sekrup di
bawah skala depan diputar sampai skala
vernier pada skala luar dimulai dari nol. Meja
sampel diturunkan sampai cincin ada di
permukaan cairan. Permukaan cairan akan
menjadi gelembung, kemudian dilanjutkan
dengan dua pengaturan bersama sampai
lapisan gelembung pada permukaan cairan
pecah. Skala yang terbaca pada titik pecah
lapisan gelembung adalah tegangan
permukaan terukur.
Pengaruh Konsentrasi Surfaktan Terhadap
Stabilitas Emulsi Stok surfaktan (Tween 80 dan Brij 35)
dibuat pengenceran dengan lima konsentrasi
yang memiliki nilai tegangan permukaan
mendekati konsentrasi misel kritis (KMK),
kemudian 50 mL surfaktan dengan masing-
masing konsentrasi tersebut dicampurkan
dengan 14.7059 gram limbah minyak. Lalu
larutan tersebut diemulsikan dengan memakai
ultrasonic homogenizer masing-masing selama 5 menit pada frekuensi 25 kHz,
kemudian diukur turbiditasnya dengan
menggunakan turbidimeter. Setiap emulsi
yang sudah dibuat dimasukkan ke dalam
tabung sentrifuse dan disentrifuse selama 45
menit pada laju 2000 rpm, kemudian diukur
kembali turbiditasnya dengan menggunakan
turbidimeter. Stabilitas emulsi dihitung
dengan rumus sebagai berikut:
% Stabilitas emulsi = x 100%
Pengaruh Konsentrasi Surfaktan Terhadap
Pembentukan Busa (ASTM 2002)
Sebanyak 200 mL surfaktan dimasukkan
ke dalam botol khusus (volume 500 mL).
Botol tersebut ditempatkan dalam water bath
(25 ± 1ºC) selama 1 sampai 2 jam. Suhu
dalam penangas diukur dan diatur menjadi (25
± 1ºC). Botol dikeluarkan dari penangas dan
ditandai tinggi cairan di atas permukaan
cairan (I). Botol tersebut dikocok dengan kuat
(minimal 40 kali) dalam waktu kurang dari 10 detik. Tinggi total busa ditandai (di atas
permukaan busa), tinggi ini disebut dengan
tinggi total busa pada waktu nol (M). Pencatat
waktu dinyalakan. Tinggi busa setelah 5 menit
dicatat sebagai tinggi total busa setelah 5
menit (R). Suhu pengukuran dicatat. Tinggi
busa maksimum (FM) dan tinggi busa setelah
5 menit (FR) dihitung dengan rumus sebagai
berikut:
FM = M – I
FR = R – I Keterangan:
FM : Tinggi busa maksimum
M : Tinggi total maksimum busa pada
waktu nol
I : Tinggi awal cairan
FR : Tinggi busa tersisa setelah 5 menit
R : Tinggi total busa setelah 5 menit
Pengaruh Pengadukan Terhadap Analisis
pH, TPH padat, TPH cair, dan COD
Konsentrasi surfaktan dengan stabilitas tertinggi digunakan untuk mengetahui
pengaruh pengadukan terhadap stabilitas
emulsinya. Sebanyak 300 mL larutan
surfaktan ditambahkan 88.2353 gram limbah
minyak bumi. Pengadukan dengan laju 100,
120, dan 140 rpm selama 1 jam dilakukan
pada contoh tersebut untuk masing-masing
surfaktan. Masing-masing perlakuan diukur
pH, TPH padat, TPH cair, dan CODnya.
Penetapan pH
Sebanyak 10 mL larutan surfaktan yang telah dicampur dengan limbah minyak
dimasukkan ke dalam gelas piala 100 mL
kemudian pengukuran pH dilakukan dengan
indikator pH universal.
Pengukuran TPH padat (US EPA 1998)
Nilai TPH diukur menggunakan metode
gravimetri. Sebanyak 5 gram limbah minyak
hasil pengadukan dibungkus dengan kertas
saring. Timbel yang telah dibuat tersebut
dimasukan dalam soxhlet dan diekstrak dengan pelarut heksana sebanyak 100 mL
selama 4 jam. Ekstrak yang diperoleh
6
dihilangkan airnya dengan Na2SO4 anhidrat
lalu disaring. Ekstrak yang diperoleh
kemudian dipekatkan dengan radas uap putar
hingga kering. Labu yang telah kering
dipanaskan dalam oven pada suhu 70 ºC
selama 45 menit kemudian didinginkan dalam
desikator dan ditimbang. Bobot yang terukur
adalah bobot minyak dan lemak. Sampel hasil
pengeringan dilarutkan kembali dengan
heksana dan ditambahkan silika gel untuk
menghilangkan senyawa-senyawa polar dan disaring. Pelarut diuapkan kembali dan
dipanaskan dalam oven, bobot yang terukur
merupakan residu minyak (nilai TPH).
Pengukuran TPH cair (US EPA 1999)
Sebanyak 50 mL larutan surfaktan yang
telah dicampur dengan limbah minyak (hasil
pengadukan) diekstraksi dengan 25 mL
heksana. Ekstraksi dilakukan dua kali.
Kandungan air pada contoh dihilangkan
dengan menambahkan Na2SO4 anhidrat, kemudian disaring. Pelarut dihilangkan
menggunakan rotary evaporator, setelah itu
dioven selama 45 menit pada suhu 70ºC.
Wadah dan sampel didinginkan dalam
desikator lalu ditimbang. Bobot yang terukur
bobot minyak dan lemak. Sampel hasil
pengeringan dilarutkan kembali dengan
heksana dan ditambahkan silika gel untuk
menghilangkan senyawa-senyawa polar dan
disaring. Pelarut diuapkan kembali dan
dioven, bobot yang terukur merupakan residu minyak (TPH).
Analisis COD (Clesceri et al. 2005)
Sebanyak 10 mL sampel dipipet dan
dimasukkan ke dalam tabung COD.
Kemudian 5 mL larutan campuran kalium
dikromat-merkuri sulfat dipipet ke dalam
sampel. Setelah itu, ditambahkan 10 mL
larutan campuran asam sulfat-perak sulfat dan
campuran diaduk kemudian ditutup. Tahap
diatas diulangi pada 10 mL akuades sebagai
blanko. Setelah masing-masing unit pengaman pada tutup dipasang, tabung dimasukkan ke
dalam oven pada suhu 150°C. Setelah 2 jam,
tabung COD dikeluarkan dari dalam oven dan
dibiarkan hingga dingin. Campuran dari
tabung COD dipindahkan ke dalam
Erlenmeyer 100 mL dan dibilas dengan 10 mL
akuades. Lalu, 2 mL asam sulfat pekat dan 3
tetes larutan indikator feroin ditambahkan
secara berturut-turut ke dalam campuran.
Campuran dititrasi dengan larutan baku fero
amonium sulfat 0,05 N yang telah distandardisasi sampai terjadi perubahan
warna dari hijau menjadi merah coklat lalu
dicatat volume pemakaian larutan baku
feroamonium sulfat. Pembuatan reagen dan
perhitungan dapat dilihat pada lampiran 17.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tegangan Permukaan Pengukuran tegangan permukaan larutan
surfaktan Tween 80 dan Brij 35 menggunakan
metode cincin Du Noűy. Metode ini
didasarkan pada penentuan gaya yang
diperlukan untuk menarik cincin Pt-Ir dari
permukaan cairan (Holmberg et al. 2003).
Gaya yang diperlukan untuk menarik cincin
sebanding dengan tegangan permukaan
surfaktan. Tegangan permukaan larutan
surfaktan Tween 80 dan Brij 35 dapat dilihat
pada lampiran 3 dan 5. Gambar 4 dan 5 menunjukkan tegangan
permukaan tanpa penambahan surfaktan
mempunyai nilai tertinggi, yaitu 71.71
dyne/cm dibandingkan dengan penambahan
surfaktan. Air mempunyai tegangan
permukaan yang lebih besar di antara dispersi
dan kebanyakan cairan lain karena gaya
kohesifnya lebih besar berdasarkan ikatan
hidrogennya. Hasil pengukuran menunjukkan
penurunan tegangan permukaan maksimum
untuk Tween 80 dan Brij 35 diperoleh pada
konsentrasi 0.0175% yang mendekati nilai KMK.
20
30
40
50
60
70
80
0.0000 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400
Konsentrasi Tween 80 (% v/v)
Teg
an
ga
n p
erm
uk
aa
n (
dy
ne/c
m)
Gambar 4 Tegangan permukaan Tween 80.
20
30
40
50
60
70
80
0.0000 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400
Konsentrasi Brij 35 (% v/v)
Teg
an
ga
n P
erm
uk
aa
n (
dy
ne/c
m)
Gambar 5 Tegangan permukaan Brij 35.
Penurunan tegangan permukaan mula-
mula terjadi saat konsentrasi surfaktan sangat rendah. Hal ini disebabkan molekul surfaktan
7
teradsorpsi di permukaan. Jika konsentrasi
ditingkatkan lagi, sebagian molekul surfaktan
membentuk misel, yaitu gerombol kecil
molekul yang gugus hidrokarbonnya (non
polar) ada di bagian tengah dan gugus
hidrofiliknya berada di bagian luar. Misel-
misel tersebut tersolvasi oleh molekul air.
Oleh karena itu, kenaikan konsentrasi akan
meningkatkan jumlah misel yang terbentuk.
Konsentrasi saat surfaktan mulai
membentuk misel dengan stabil disebut konsentrasi misel kritis (KMK). Pada KMK,
tegangan permukaan hampir mencapai jenuh.
Pada konsentrasi yang lebih tinggi, hampir
semua molekul surfaktan membentuk misel
dan sedikit molekul yang teradsorpsi di
permukaan sehingga hanya sedikit terjadi
perubahan tegangan permukaan.
Pengaruh Konsentrasi Surfaktan pada
Stabilitas Emulsi
Konsentrasi surfaktan yang digunakan untuk mengamati pengaruh konsentrasi
surfaktan terhadap stabilitas emulsi
didasarkan pada nilai tegangan permukaan
terkecil dari surfaktan, yaitu 49.58 dyne/cm
untuk Tween 80 (0.0175%) dan 31.29
dyne/cm untuk Brij 35 (0.0175%). Hasil
pengukuran stabilitas emulsi pada lima
konsentrasi dengan membandingkan
kekeruhan emulsi sebelum dan sesudah
sentrifugasi hanya memberikan perubahan
stabilitas emulsi sedikit saja (Lampiran 6 dan 7).
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0 0.0125 0.015 0.0175 0.02 0.0225
Konsentrasi Tween 80 (% v/v)
Sta
bil
ita
s em
uls
i (%
)
Gambar 6 Stabilitas emulsi Tween 80.
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.0000 0.0125 0.0150 0.0175 0.0200 0.0225
Konsentrasi Brij 35 (% v/v)
Stab
ilita
s em
ulsi
(%
)
Gambar 7 Stabilitas emulsi Brij 35.
Gambar 6 dan 7 menunjukkan kenaikan
stabilitas emulsi pada suatu titik kemudian
stabilitas emulsi menurun dan cenderung
tetap. Stabilitas emulsi maksimum untuk
Tween 80 sebesar 0.24% pada konsentrasi
0.0175%, sedangkan Brij 35 sebesar 0.22%
pada konsentrasi 0.0150%. Pada pengukuran
tegangan permukaan sebelumnya diperoleh
nilai KMK sekitar 0.0175% untuk Tween 80
dan Brij 35. Jika dibandingkan dengan
pengukuran tegangan permukaan tersebut,
hasil pengukuran stabilitas emulsi sesuai
dengan sifat surfaktan bahwa efektivitas surfaktan dalam menurunkan tegangan
permukaan tercapai di sekitar titik KMKnya.
Kenaikan stabilitas emulsi disebabkan
molekul-molekul surfaktan teradsorpsi pada
antarmuka air dan minyak (Gambar 6 dan 7).
Adsorpsi ini terjadi berdasarkan pergerakan
gugus hidrofobik untuk mencegah kontak
dengan air dan mengarah ke minyak karena
tarik-menarik antara minyak dan gugus
hidrofobik, sedangkan gugus hirofilik dari
molekul surfaktan tarik-menarik dengan air. Adsorpsi yang terjadi ini menurunkan
tegangan antarmuka minyak-air sehingga
meningkatkan stabilitas emulsi yang
terbentuk. Tegangan antarmuka minyak-air
telah jenuh pada saat misel terbentuk sehingga
molekul surfaktan yang teradsorpsi pada
antarmuka minyak-air juga lebih sedikit.
Akibatnya, kemampuan dalam menurunkan
tegangan antarmuka lebih kecil atau tidak
mampu lagi menurunkan tegangan antarmuka
sehingga stabilitas emulsi cenderung tetap setelah mencapai maksimum (Jaya 2005).
Tinggi Busa
Busa merupakan dispersi dari gas dalam
cairan atau padatan (Holmberg et al. 2003).
Metode pengocokan digunakan untuk
mengetahui tinggi busa yang dihasilkan oleh
surfaktan. Konsentrasi yang digunakan dalam
pengukuran ini sama dengan pengukuran
stabilitas emulsi.
Gambar 8 dan 9 menunjukkan hasil
pengukuran tinggi busa Tween 80 dan Brij 35. Kenaikan tinggi busa terjadi dengan
penambahan konsentrasi surfaktan. Pada
konsentrasi yang rendah, viskositas larutan
surfaktan kecil sehingga mempermudah
tumbukan antar lapisan tipis yang berdekatan.
Akibatnya, pembentukan busa semakin
sedikit dengan berkurangnya konsentrasi
surfaktan (Lampiran 8 dan 9). Secara umum, kemampuan pembentukan
busa surfaktan meningkat dengan
meningkatnya panjang rantai alkil pada gugus hidrofobik dan menurun dengan percabangan
pada gugus hidrofobiknya. Pembentukan busa
8
juga menurun dengan meningkatnya jumlah
unit oksietilen pada gugus hidrofilik yang
dimiliki surfaktan nonionik (Schramm 2005).
Secara keseluruhan, tinggi busa Tween 80
lebih besar dibandingkan dengan Brij 35. Hal
ini disebabkan oleh rantai hidrokarbon pada
Tween 80 (18 atom karbon) lebih panjang
daripada Brij 35 (12 atom karbon).
Peningkatan jumlah atom karbon
menyebabkan peningkatan jumlah lapisan
tipis yang terbentuk sehingga semakin banyak jumlah gas atau udara yang terjerap dalam
lapisan tipis tersebut (busa semakin banyak).
Jumlah unit oksietilen pada gugus hidrofilik
yang dimiliki oleh Brij 35 sebanyak 23 buah,
sedangkan Tween 80 sebanyak 20 sehingga
jelas bahwa busa yang dihasilkan oleh Brij 35
lebih sedikit daripada Tween 80.
0
5
10
15
20
25
30
0.0125 0.0150 0.0175 0.0200 0.0225
Konsentrasi Tween 80 (% v/v)
Tin
gg
i b
usa
(m
m)
FM rerata FR rerata
Gambar 8 Pembentukan busa Tween 80.
0
5
10
15
20
25
30
0.0125 0.0150 0.0175 0.0200 0.0225
Konsentrasi Brij 35 (% v/v)
Tin
gg
i b
usa
(m
m)
FM rerata FR rerata
Gambar 9 Pembentukan busa Brij 35.
Busa yang dihasilkan oleh surfaktan
nonionik lebih sedikit jika dibandingkan
dengan surfaktan anionik. Sehingga, busa
yang dihasilkan oleh surfaktan nonionik tidak akan mengganggu transfer oksigen yang
diperlukan oleh bakteri pada biodegradasi
limbah minyak bumi.
pH
Biodegradasi minyak bumi dipengaruhi
oleh nilai pH yang terjadi pada lingkungan
tersebut (Zhu et al. 2001). Nilai pH
berhubungan dengan jumlah asam yang
terkandung dalam tanah. Tabel 1
menunjukkan nilai pH sebelum dan sesudah
pengadukan yaitu sekitar 4. Nilai ini
disebabkan oleh kondisi limbah minyak bumi
yang digunakan sudah asam, sehingga setelah
dicampurkan pada larutan surfaktan,
campurannya menjadi asam.
Tabel 1 Nilai pH sebelum dan sesudah
pengadukan
Laju
pengadukan
(rpm)
pH sebelum
pengadukan
pH sesudah
pengadukan
B T80 B35 B T80 B35
100 4 4 4 4 3 3
120 4 4 4 4 4 4 140 4 4 4 4 4 4
Keterangan:
B : Blanko
T80 : Tween 80 (0.0175%)
B35 : Brij 35 (0.0150%)
Menurut Dragun (1998), mayoritas
mikrorganisme tanah akan tumbuh dengan
subur pada pH antara 6 sampai 8. Nilai pH
yang rendah pada campuran surfaktan dan
limbah minyak bumi ini dapat diatasi dengan
penambahan larutan basa sehingga
mikroorganisme tidak mati dan dapat
mendegradasi limbah dengan baik.
Pengaruh Pengadukan Terhadap Nilai
TPH
TPH menggambarkan jumlah
hidrokarbon dengan berbagai macam panjang
rantainya tanpa melihat jenisnya yaitu
alisiklik, aromatik atau alifatik. TPH
merupakan parameter yang paling tepat untuk
menggambarkan biodegradasi limbah minyak
bumi. TPH awal limbah minyak bumi yang
digunakan pada penelitian ini tergolong tinggi, yaitu 17.22% sehingga membuat laju
degradasi tidak optimum (Lampiran 10).
Menurut Vidali (2001) kondisi optimum
biodegradasi terjadi pada total kontaminan
(TPH) sebesar 5 – 10 %.
Salah satu cara untuk mengoptimumkan
biodegradasi limbah minyak bumi ini dengan
penambahan surfaktan dan melakukan
pengadukan sebelum biodegradasi tersebut
berlangsung. Hal ini akan meningkatkan
jumlah minyak yang terdispersi dalam air
karena biodegradasi terjadi pada bagian antarmuka air dan minyak.
Nilai TPH cair dari sampel pada beberapa
laju pengadukan dengan atau tanpa
penambahan surfaktan ditunjukkan pada
Tabel 2. Penambahan Brij 35 (0.0150%)
memberikan nilai TPH cair lebih tinggi
dibandingkan dengan Tween 80 dan blanko.
9
Tabel 2 Nilai TPH cair sampel
Laju TPH TPH TPH
pengadukan Blanko 0.0175% 0.0150%
Tween 80 Brij 35
(rpm) (%) (%) (%)
100 0.10 0.25 0.36
120 0.17 0.32 0.55
140 0.24 0.40 0.74
Gambar 10 menunjukkan dengan jelas
perbedaan nilai TPH cair sampel tanpa
penambahan surfaktan (blanko), dengan
penambahan Tween 80, dan Brij 35 pada laju
100, 120, dan 140 rpm. Pada blanko, nilai
TPH cair meningkat dengan bertambahnya
laju pengadukan, tetapi hanya memberikan
sedikit kenaikan nilai TPH cair. Sedangkan
dengan penambahan surfaktan, kenaikan nilai
TPH cair semakin besar seiring dengan penambahan laju pengadukan (Lampiran 12).
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
100 120 140
Laju pengadukan (rpm)
TP
H c
air
(%
)
Blanko Tween 80 Brij 35
Gambar 10 Hasil pengukuran TPH cair.
Nilai TPH cair dengan penambahan Brij
35 (0.0150%) lebih tinggi dibandingkan
Tween 80 (0.0175%). Hal ini berarti dispersi
minyak dalam air juga lebih tinggi. Laju
pengadukan meningkatkan nilai TPH cair,
dengan kata lain kelarutan limbah minyak
bumi juga meningkat dengan bertambahnya
laju pengadukan. Sehingga, nilai TPH cair
tertinggi dengan penambahan Brij 35
(0.0150%) pada laju 140 rpm, yaitu sebesar
0.70%. Penambahan Brij 35 dengan konsentrasi lebih rendah (0.0150%) daripada
Tween 80 (0.0175%) dianjurkan untuk
aplikasi di lapangan, selain lebih ekonomis
juga memberikan kelarutan limbah minyak
bumi yang lebih besar daripada Tween 80.
Tabel 3 menunjukkan nilai TPH padat
hasil penelitian. Semakin meningkatnya nilai
TPH cair, maka nilai TPH padatnya akan
menurun. Hal ini hanya terlihat pada blanko
dan penambahan Brij 35. Semakin
bertambahnya laju pengadukan, maka minyak yang terdispersi dalam air semakin meningkat
sehingga menyebabkan nilai TPH padat
menurun (Lampiran 13).
Tabel 3 Nilai TPH padat sampel
Laju TPH TPH TPH
pengadukan Blanko 0.0175% 0.0150%
Tween 80 Brij 35
(rpm) (%) (%) (%)
100 16.29 13.13 16.91
120 16.13 16.69 16.75
140 16.10 15.56 16.55
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
100 120 140
Laju pengadukan (rpm)
TP
H p
ad
at
(%)
Blanko Tween 80 Brij 35 Gambar 11 Hasil pengukuran TPH padat.
Gambar 11 menunjukkan hasil
pengukuran TPH padat sampel setelah
pengadukan. Penurunan nilai TPH padat tidak
terlihat jelas pada Gambar 11. Akan tetapi, hal
ini dapat dilihat dengan menghitung
persentase hidrokarbon minyak bumi yang
larut dalam air dan yang masih tertinggal di
padatan pada masing-masing sampel (Tabel 4
dan 5).
Tabel 4 Persentase hidrokarbon minyak bumi
yang larut dalam air
Laju Blanko Tween 80 Brij 35
pengadukan
(rpm) (%) (%) (%)
100 23.65 49.28 52.07
120 34.63 49.52 62.42
140 42.71 56.51 69.59
Tabel 5 Persentase hidrokarbon minyak bumi
yang tertinggal di padatan
Laju Blanko Tween 80 Brij 35
pengadukan
(rpm) (%) (%) (%)
100 76.35 50.72 47.93
120 65.37 50.48 37.58
140 57.29 43.49 30.41
Kelarutan limbah minyak bumi juga
dapat dilihat pada Gambar 12 dan 13.
Persentase hidrokarbon minyak bumi yang
larut dalam air meningkat dengan
bertambahnya laju pengadukan (Lampiran
15). Akibatnya, persentase hidrokarbon
minyak bumi yang masih tertinggal di padatan
akan menurun. Pada Penambahan Brij 35
memberikan persentase hidrokarbon dari
10
limbah minyak bumi yang larut dalam air
paling besar (69.59%) dan yang masih
tertinggal di padatan paling kecil (30.41%).
Nilai ini tercapai pada laju 140 rpm. Laju 140
rpm ini belum dapat dikatakan laju optimum
karena kelarutan limbah minyak bumi yang
lebih besar masih mungkin diperoleh pada
laju pengadukan yang lebih tinggi. Akan
tetapi, laju pengadukan yang terlalu tinggi
akan menambah jumlah busa yang terbentuk
sehingga dapat mempengaruhi kinerja bakteri pendegradasi limbah minyak bumi tersebut.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
100 120 140Kecepatan pengadukan (rpm)
% H
idro
karb
on
min
yak
bu
mi
dala
m a
ir (
%)
Blanko Tween 80 Brij 35 Gambar 12 Hidrokarbon minyak bumi dalam
air.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
100 120 140
Kecepatan pengadukan (rpm)
% H
idro
ka
rbo
n m
iny
ak
bu
mi
da
lam
pa
da
tan
(%
)
Blanko Tween 80 Brij 35
Gambar 13 Hidrokarbon minyak bumi dalam
padatan.
Pengaruh Pengadukan Terhadap Nilai
COD
COD merupakan salah satu cara untuk
menghitung kandungan bahan organik total
(APHA 1992). Pengukuran nilai COD dalam
penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh penambahan surfaktan dan laju
pengadukan terhadap jumlah senyawa
organik yang terkandung dalam limbah
minyak bumi. Tabel 6 menunjukkan nilai COD sampel setelah pengadukan.
Laju pengadukan mempengaruhi nilai
COD sampel. Semakin tinggi laju
pengadukan, nilai CODnya akan semakin
besar (Lampiran 14). Hal ini berarti semakin
tinggi laju pengadukan, semakin banyak
senyawa organik dari limbah minyak bumi
yang masuk dalam air. Hal ini sesuai dengan
nilai TPH cair sebelumnya karena semakin
besar nilai TPH cair, maka semakin banyak
senyawa organik yang masuk dalam air
sehingga nilai CODnya akan meningkat pula.
Penambahan Brij 35 pada 140 rpm
memberikan nilai COD terbesar (41717
mg/L) dibandingkan dengan sampel lainnya.
Nilai COD menunjukkan limbah minyak
bumi tersebut banyak mengandung senyawa
organik berupa hidrokarbon, nitrogen, sulfur,
dan oksigen. Sehingga jumlah oksigen yang
dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa tersebut menjadi senyawa yang lebih
sederhana semakin tinggi.
Tabel 6 Nilai COD sampel
Laju COD COD COD
pengadukan Blanko 0.0175% 0.0150%
Tween 80 Brij 35
(rpm) mg/L mg/L mg/L
100 16171 16774 17256
120 24245 28342 28462
140 33041 41235 41717
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
100 120 140
Laju pengadukan (rpm)
CO
D (
mg
/L)
Blanko Tween 80 Brij 35 Gambar 14 Hasil pengukuran COD.
Nilai COD blanko lebih rendah
dibandingkan penambahan Tween 80 dan Brij
35 (Gambar 14). Hal ini menunjukkan
penambahan surfaktan memberikan pengaruh
yang besar terhadap kandungan senyawa
organik dari limbah minyak bumi yang
terdapat dalam air. Surfaktan sendiri
merupakan senyawa organik sehingga akan menambah jumlah senyawa organik yang
harus dioksidasi.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penambahan surfaktan nonionik dan
pengaruh laju pengadukan meningkatkan
kelarutan limbah minyak bumi dalam air.
Nilai TPH cair pada penambahan Brij 35
sebesar 0.74% dan Tween 80 sebesar 0.40%
pada laju pengadukan 140 rpm membuktikan
bahwa semakin tinggi kecepatan pengadukan
11
maka kelarutan limbah minyak bumi dalam
air semakin besar. Selain itu, nilai COD juga
semakin tinggi dengan bertambahnya
kecepatan pengadukan. Penggunaan Brij 35
0.0150% (stabilitas emulsi 0.22%) lebih baik
dibandingkan dengan Tween 80 0.0175%
(stabilitas emulsi 0.24%) karena dengan
konsentrasi yang lebih rendah mampu
memberikan kelarutan limbah minyak bumi
dalam air yang lebih besar walaupun stabilitas
emulsinya sedikit lebih rendah.
Saran
Perlu dilakukan penambahan perlakuan
awal yang dapat meningkatkan kelarutan
limbah minyak bumi dalam air sehingga dapat
diketahui efektivitas penambahan surfaktan
dan laju pengadukan terhadap kelarutan
limbah minyak bumi dalam air serta
pengaplikasian di lapangan (bioremediasi).
DAFTAR PUSTAKA
[APHA] American Public Health Association
1992. Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater.
18th edition. Washington DC: APHA,
AWWA & WEF.
[ASTM] American Society for Testing and
Materials. 2001. D 1331-89. Standard
Test Methods for Surface and Interfacial
Tension of Solutions of Surface Active
Agents. West Conshohocken, PA19428-2959, West Conshohocken: ASTM.
[ASTM] American Society for Testing and
Materials. 2002. D 3601-88. Standard
Test Methods for Foam In Aqueous
Media. West Conshohocken, PA19428-
2959, West Conshohocken: ASTM.
[ATSDR] Agency for Toxic Substances and
Disease Registry. 1999. Toxicological
Profile for total petroleum hydrocarbons
(TPH). Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public
Health Service.
Atkins PW. 1994. Physical Chemistry. Ed ke-
5. USA: Oxford University Press.
Clark J. 2004. Mechanism, chemistry, and
physics dispersants in oil spill response.
Presentation to NRC committee on
understanding oil spill dispersants:
efficacy and effects. Exxon Mobile
Research ang Engineering.
Clesceri LC, Greenberg AE, Eaton AD. 2005.
Standard Method for Examination of
Water and Wastewater 21th .5220.C-
Clossed Reflux, Titrimetri Method.
APHA, AWWA, WEF.
[DEQ] Department of Environmental Quality.
2007. Risk-Based Cleanup Levels for
Total Petroleum Hydrocarbons (TPH).http://www.deq.state.ok.us/factshe
ets/land/TPH.pdf [20 Agust 2008].
Departemen Lingkungan Hidup Republik
Indonesia. 2003. Keputusan Menteri
Negara Lingkungan Hidup Nomor 128
Tahun 2003 tentang Tatacara dan
Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah
Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi
Limbah Minyak Bumi secara Biologis.
Jakarta: Departemen Lingkungan Hidup.
Dragun, J. 1998. The Soil Chemistry of
Hazardous Materials. 2nd Edition.
Amherst Scientific Publishers, Amherst,
MA.
Fahruddin. 2004. Dampak Tumpahan Minyak
pada Biota Laut. http://www.kompas.com
/kompascetak/0403/17/ilpeng/918248.htm
[16 Jul 2008].
Hadi SN. 2004. Degradasi minyak bumi via
“tangan” mikroorganisme.http://www.
chemistry.org/?sect=artikel&ext=64 [19
Sep 2008]
Heusch R, Bayer AG, Leverkusen. 1987.
Emulsions. Volume ke-A9. Ullmann’s
Encyclopedia of Industrial Chemistry.
New York: Federal Republic of Germany.
Hills BA. 1988. The Biology of Surfactant.
Cambridge: Cambridge University Press.
Holmberg K, Jönsson B, Kronberg B,
Lindman B. 2003. Surfactants and
Polymers in Aqueous Solution. Ed ke-2.
England: John Wiley & Sons.
Jaya HS. 2005. Profil stabilitas emulsi fraksi
ringan minyak bumi dalam air dengan
penambahan surfaktan nonionik.
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
12
Polosoro A. 2005. Potensi Alkil Linear
Sulfonat dalam mempengaruhi kinerja
mikrob pendegradasi minyak bumi.
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor.
Prince RC, Lessard RR, Clark JR. 2003.
Bioremediation of marine oil spills. Oil &
Gas Sci Technol 58:463-468
Quintero JC, Moreira MT, Feijoo G. 2005.
Effect of surfactant on the soil desorption
of hexacyclohexane (HCH) isomers and
their anaerobic biodegradation. J Chem
Technol Biotechnol 80:1005-1015.
Schramm LL. 2000. Surfactants:
Fundamentals and Applications in The
Petroleum Industry. Cambridge:
Cambridge University Press.
Schramm LL. 2005. Emulsions, Foams, and
Suspensions: Fundamentals and
Applications. Weinheim: WILEY-VCH
Verlag GmbH & Co. KGaA.
Tharwat FT. 2005. Applied Surfactants:
Principles and Applications. Weinheim:
Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Udiharto M. 1996. Bioremediasi minyak
bumi. Di dalam: Peranan Bioremediasi Dalam Pengelolaan Lingkungan.
Prosiding Pelatihan dan Lokakarya.
Cibinong, 24-28 Juni 1996. Cibinong:
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
hlm 24-39.
US EPA. 1998. Method 9071B, Revision 2: N-
Hexane Extractable Material (HEM) for
Sludge, Sediment, and Solid Samples.
Washington DC: United States
Environment Protection Agency.
US EPA. 1999. EPA-821-R-98-002. Method
1664, Revision A:N-Hexane Extractable
Material (HEM; Oil and Grease) and
Silica Gel Treated N-Hexane Extractable
Material (SGTHEM; Non-polar Material)
by Extraction and Gravimetry.
Washington DC: United States
Environment Protection Agency.
http://www.strataspe.com/speapps/enviro
n/EPA%201664A.pdf [5 Sep 2008]
Vidali M. 2001. Bioremediation. An
Overview. Department of Inorganic
Chemical. University of Padova, Padova.
Zhu X, AD Venosa, MT Suidan and K Lee.
2001. Guidelines For The
Bioremediation of Marine Shorelines
and Freshwater Wetlands. United States
Environment Protection Agency.
Cincinnati.
13
L A M P I R A N
14
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Penentuan konsentrasi surfaktan dengan γ terendah
Pengaruh konsentrasi surfaktan dengan γ
terendah terhadap kekeruhan emulsi
Penentuan konsentrasi surfaktan yang memiliki
stabilitas emulsi tertinggi
Pengaruh konsentrasi surfaktan terhadap tegangan permukaan
Pengukuran pH, TPH padat, TPH cair, dan COD
Pengaruh konsentrasi surfaktan dengan γ
terendah terhadap pembentukan busa
Pengaruh laju pengadukan 100, 120, dan 140 rpm selama 1 jam
15
Lampiran 2 Penentuan densitas larutan Tween 80
[Tween 80] Volume Bobot piknometer Bobot piknometer + isi (g) Bobot Tween 80 (g) Densitas Tween 80 (g/mL) Densitas Tween 80
piknometer kosong rerata
(% v/v) (mL) (g) Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 (g/mL)
0.0000 25 18.8471 44.4494 44.4518 44.4520 25.6023 25.6047 25.6049 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242
0.0025 25 18.8660 44.4711 44.4744 44.4821 25.6051 25.6084 25.6161 1.0242 1.0243 1.0246 1.0244
0.0050 25 18.8861 44.4710 44.4735 44.4743 25.5849 25.5874 25.5882 1.0234 1.0235 1.0235 1.0235
0.0075 25 18.8725 44.4671 44.4765 44.4736 25.5946 25.6040 25.6011 1.0238 1.0242 1.0240 1.0240
0.0100 25 18.8591 44.4661 44.4676 44.4688 25.6070 25.6085 25.6097 1.0243 1.0243 1.0244 1.0243
0.0125 25 18.8559 44.4718 44.4674 44.4782 25.6159 25.6115 25.6223 1.0246 1.0245 1.0249 1.0247
0.0150 25 18.8529 44.4677 44.4748 44.4678 25.6148 25.6219 25.6149 1.0246 1.0249 1.0246 1.0247
0.0175 25 18.8544 44.4625 44.4618 44.4620 25.6081 25.6074 25.6076 1.0243 1.0243 1.0243 1.0243
0.0200 25 18.8643 44.4478 44.4480 44.4506 25.5835 25.5837 25.5863 1.0233 1.0233 1.0235 1.0234
0.0225 25 18.8709 44.4410 44.4503 44.4500 25.5701 25.5794 25.5791 1.0228 1.0232 1.0232 1.0230
0.0250 25 18.8712 44.4413 44.4473 44.4493 25.5701 25.5761 25.5781 1.0228 1.0230 1.0231 1.0230
0.0275 25 18.8564 44.4453 44.4467 44.4510 25.5889 25.5903 25.5946 1.0236 1.0236 1.0238 1.0237
0.0300 25 18.8488 44.4475 44.4480 44.4498 25.5987 25.5992 25.6010 1.0239 1.0240 1.0240 1.0240
0.0350 25 18.8486 44.4488 44.4515 44.4542 25.6002 25.6029 25.6056 1.0240 1.0241 1.0242 1.0241
0.0400 25 18.8545 44.4535 44.4600 44.4529 25.5990 25.6055 25.5984 1.0240 1.0242 1.0239 1.0240
Contoh perhitungan:
piknometervolume
kosongpiknometerBobotisipiknometerBobotDensitas
mL
ggDensitas
25
8471.184494.44
Densitas = 1.0241 g/mL
16
Lampiran 3 Penentuan tegangan permukaan Tween 80 dengan metode cincin Du Noűy
[Tween 80] P (dyne/cm) P rerata Fr γ = P x Fr
(% v/v) I II III IV V (dyne/cm) (dyne/cm)
0.0000 76.70 76.70 76.70 76.20 76.70 76.60 0.9361 71.71
0.0025 76.00 76.60 76.10 76.10 76.40 76.24 0.9357 71.34
0.0050 69.50 69.60 69.40 69.10 69.80 69.48 0.9293 64.57
0.0075 68.20 68.00 68.30 68.60 68.40 68.30 0.9281 63.39
0.0100 63.40 63.40 63.40 63.60 63.50 63.46 0.9233 58.59
0.0125 62.90 62.30 62.20 62.50 62.10 62.40 0.9221 57.54
0.0150 61.10 61.60 61.70 61.60 61.70 61.54 0.9212 56.69
0.0175 54.30 54.60 54.20 53.70 54.50 54.26 0.9137 49.58
0.0200 55.30 55.60 55.50 55.70 55.70 55.56 0.9152 50.85
0.0225 62.80 62.60 62.70 62.30 62.40 62.56 0.9224 57.71
0.0250 61.60 61.90 61.70 61.80 61.60 61.72 0.9215 56.87
0.0275 62.40 62.20 62.40 62.40 62.60 62.40 0.9222 57.55
0.0300 60.00 59.80 59.70 60.00 59.60 59.82 0.9195 55.00
0.0350 57.00 57.50 57.30 57.30 57.40 57.30 0.9169 52.54
0.0400 59.40 59.40 59.20 59.30 59.60 59.38 0.9191 54.58
Contoh perhitungan:
Keliling cincin = 5.9450
r/R = 0.0187
Densitas udara = 0.0012 g/mL
R
r
dDC
PFr
679.104534.0
01452.07250.0
2
)0187.0679.1(04534.00012.00244.19450.5
24.5401452.07250.0
2x
xFr
Fr = 0.9357
γ = P x Fr
= 76.24 x 0.9357
= 71.34 dyne/cm
17
Lampiran 4 Penentuan densitas larutan Brij 35
[Brij 35] Volume Bobot piknometer Bobot piknometer + isi (g) Bobot Brij 35 (g) Densitas Brij 35 (g/mL) Densitas Brij 35
piknometer kosong rerata
(% v/v) (mL) (g) Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 (g/mL)
0.0000 25 18.8471 44.4494 44.4518 44.4520 25.6023 25.6047 25.6049 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242
0.0025 25 18.8488 44.4469 44.4408 44.4437 25.5981 25.5920 25.5949 1.0239 1.0237 1.0238 1.0238
0.0050 25 18.8513 44.4416 44.4452 44.4448 25.5903 25.5939 25.5935 1.0236 1.0238 1.0237 1.0237
0.0075 25 18.8483 44.4519 44.4527 44.4544 25.6036 25.6044 25.6061 1.0241 1.0242 1.0242 1.0242
0.0100 25 18.8511 44.4424 44.4521 44.4464 25.5913 25.6010 25.5953 1.0237 1.0240 1.0238 1.0238
0.0125 25 18.8492 44.4370 44.4424 44.4433 25.5878 25.5932 25.5941 1.0235 1.0237 1.0238 1.0237
0.0150 25 23.3265 47.6260 47.6459 47.6291 24.2995 24.3194 24.3026 0.9720 0.9728 0.9721 0.9723
0.0175 25 18.8470 44.4405 44.4422 44.4413 25.5935 25.5952 25.5943 1.0237 1.0238 1.0238 1.0238
0.0200 25 23.3333 47.6316 47.6315 47.6275 24.2983 24.2982 24.2942 0.9719 0.9719 0.9718 0.9719
0.0225 25 18.8478 44.4373 44.4418 44.4418 25.5895 25.5940 25.5940 1.0236 1.0238 1.0238 1.0237
0.0250 25 23.3390 47.6243 47.6270 47.6286 24.2853 24.2880 24.2896 0.9714 0.9715 0.9716 0.9715
0.0275 25 18.8512 44.4415 44.4435 44.4458 25.5903 25.5923 25.5946 1.0236 1.0237 1.0238 1.0237
0.0300 25 23.3325 47.6318 47.6315 47.6396 24.2993 24.2990 24.3071 0.9720 0.9720 0.9723 0.9721
0.0350 25 18.8488 44.4498 44.4460 44.4537 25.6010 25.5972 25.6049 1.0240 1.0239 1.0242 1.0240
0.0400 25 23.3391 47.6285 47.6385 47.6308 24.2894 24.2994 24.2917 0.9716 0.9720 0.9717 0.9717
Contoh perhitungan:
piknometervolume
kosongpiknometerBobotisipiknometerBobotDensitas
mL
ggDensitas
25
8474.184585.44
Densitas = 1.0244 g/mL
18
Lampiran 5 Penentuan tegangan permukaan Brij 35 dengan metode cincin Du Noűy
[Brij 35] P (dyne/cm) P rerata Fr γ = P x Fr
(% v/v) I II III IV V (dyne/cm) (dyne/cm)
0.0000 76.70 76.70 76.70 76.20 76.70 76.60 0.9361 71.71
0.0025 54.40 54.50 54.30 54.40 54.70 54.46 0.9139 49.77
0.0050 49.40 49.40 50.00 49.70 49.90 49.68 0.9088 45.15
0.0075 49.70 49.70 49.30 49.50 49.50 49.54 0.9086 45.01
0.0100 44.30 43.80 44.30 44.50 43.90 44.16 0.9026 39.86
0.0125 44.80 45.10 44.90 45.10 45.00 44.98 0.9036 40.64
0.0150 44.20 44.10 44.50 44.30 44.10 44.24 0.9054 40.05
0.0175 35.10 35.00 35.20 35.10 35.00 35.08 0.8921 31.29
0.0200 37.20 37.30 37.30 37.50 37.50 37.36 0.8971 33.52
0.0225 36.90 37.00 37.00 37.10 36.90 36.98 0.8943 33.07
0.0250 43.50 43.50 43.50 43.60 43.70 43.56 0.9046 39.40
0.0275 42.50 42.40 42.50 42.30 42.40 42.42 0.9007 38.21
0.0300 39.50 39.40 39.40 39.40 39.30 39.40 0.8996 35.44
0.0350 40.00 40.10 40.00 39.90 40.00 40.00 0.8979 35.91
0.0400 40.30 40.20 40.20 40.20 40.30 40.24 0.9006 36.24
Contoh perhitungan:
Keliling cincin = 5.9450
r/R = 0.0187
Densitas udara = 0.0012 g/mL
R
r
dDC
PFr
679.104534.0
01452.07250.0
2
)0187.0679.1(04534.00012.00238.19450.5
46.5401452.07250.0
2x
xFr
Fr = 0.9139
γ = P x Fr
= 54.46 x 0.9139
= 49.77 dyne/cm
19
Lampiran 6 Pengukuran stabilitas emulsi Tween 80
[Tween 80] Kekeruhan sebelum Rerata Kekeruhan setelah Rerata Stabilitas
sentrifugasi (NTU) (NTU) sentrifugasi (NTU) (NTU) emulsi
(% v/v) I II III I II III (%)
0.0000 488 489 481 486 0.11 0.10 0.12 0.11 0.02
0.0125 732 737 738 736 0.20 0.21 0.25 0.22 0.03
0.0150 555 534 558 549 0.79 0.74 0.75 0.76 0.14
0.0175 412 418 416 415 0.97 1.00 1.02 1.00 0.24
0.0200 622 624 625 624 0.56 0.56 0.56 0.56 0.09
0.0225 382 384 383 383 0.30 0.29 0.31 0.30 0.08
Contoh perhitungan:
% Stabilitas emulsi = emulsiawalturbiditas
emulsiakhirturbiditas X 100%
% Stabilitas emulsi = 418
00.1 X 100%
% Stabilitas emulsi = 0.24 %
Lampiran 7 Pengukuran stabilitas emulsi Brij 35
[Brij 35] Kekeruhan sebelum Rerata Kekeruhan setelah Rerata Stabilitas
sentrifugasi (NTU) (NTU) sentrifugasi (NTU) (NTU) emulsi
(% v/v) I II III I II III (%)
0.0000 488 489 481 486 0.11 0.10 0.12 0.11 0.02
0.0125 473 476 474 474 0.57 0.57 0.57 0.57 0.12
0.0150 674 674 672 673 1.48 1.44 1.50 1.47 0.22
0.0175 538 536 540 538 0.17 0.18 0.20 0.18 0.03
0.0200 507 505 510 507 0.21 0.18 0.20 0.20 0.04
0.0225 563 569 567 566 0.15 0.16 0.17 0.16 0.03
Contoh perhitungan:
% Stabilitas emulsi = emulsiawalturbiditas
emulsiakhirturbiditas X 100%
% Stabilitas emulsi = 673
47.1 X 100%
% Stabilitas emulsi = 0.22 %
20
Lampiran 8 Pengukuran busa Tween 80
[Tween 80] Ulangan I M R FM FM rerata FR FR rerata
(% v/v) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
0.0125 1 57 80 77 23 23 20 20
2 57 79 76 22 19
3 57 80 77 23 20
0.0150 1 56 81 77 25 24 21 21
2 57 79 77 22 20
3 56 80 77 24 21
0.0175 1 57 82 78 25 25 21 21
2 57 82 78 25 21
3 57 81 77 24 20
0.0200 1 57 84 80 27 26 23 23
2 57 83 81 26 24
3 57 83 79 26 22
0.0225 1 57 85 80 28 27 23 23
2 57 84 79 27 22
3 56 83 79 27 23
Keterangan:
FM : Tinggi busa maksimum
M : Tinggi total maksimum busa pada
waktu nol
I : Tinggi awal cairan
FR : Tinggi busa tersisa setelah 5 menit
R : Tinggi total busa setelah 5 menit
T : 26 º C
Contoh perhitungan:
FM = M - I FM = (80 – 57) mm
FM = 23 mm
FR = R – I
FR = (77 – 57) mm
FR = 20 mm
21
Lampiran 9 Pengukuran busa Brij 35
[Brij 35] Ulangan I M R FM FM rerata FR FR rerata
(% v/v) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
0.0125 1 57 79 77 22 22 20 20
2 57 79 78 22 21
3 57 78 76 21 19
0.0150 1 56 78 76 22 22 20 20
2 56 78 76 22 20
3 56 78 76 22 20
0.0175 1 57 80 78 23 23 21 21
2 57 79 77 22 20
3 57 80 78 23 21
0.0200 1 56 79 76 23 24 20 21
2 56 80 77 24 21
3 56 80 77 24 21
0.0225 1 57 82 79 25 26 22 23
2 57 83 80 26 23
3 57 83 80 26 23
Keterangan:
FM : Tinggi busa maksimum
M : Tinggi total maksimum busa pada
waktu nol
I : Tinggi awal cairan
FR : Tinggi busa tersisa setelah 5 menit
R : Tinggi total busa setelah 5 menit
T : 26 º C
Contoh perhitungan:
FM = M - I FM = (79 – 57) mm
FM = 22 mm
FR = R – I
FR = (77 – 57) mm
FR = 20 mm
22
Lampiran 10 Pengukuran TPH padat sampel awal
Ulangan Bobot Erlenmeyer
(g)
Bobot Erlenmeyer
+ isi (g)
Bobot Minyak
(g)
Bobot Sampel
(g)
TPH
(% b/b)
1 108.6435 110.4234 1.7799 10.2000 17.45
2 109.7502 111.4817 1.7315 10.1913 16.99
Rerata 17.22
Contoh perhitungan:
TPH (% b/b) = bobot minyak x 100%
bobot sampel
TPH (% b/b) = g
g
2000.10
7799.1 x 100%
TPH (% b/b) = 17.45 %
Lampiran 11 Pengukuran pH sebelum dan setelah pengadukan
Laju pH sebelum Pengadukan pH sesudah Pengadukan
pengadukan Blanko Tween 80 Brij 35 Blanko Tween 80 Brij 35
(rpm) 0.0175% 0.0150% 0.0175% 0.0150%
100 4 4 4 4 3 3
120 4 4 4 4 4 4
140 4 4 4 4 4 4
23
Lampiran 12 Pengukuran TPH cair setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan
Laju Sampel Ulangan Bobot Erlenmeyer Bobot Erlenmeyer + Bobot minyak Volume sampel TPH TPH rerata
pengadukan (rpm) kosong (g) isi (g) (g) (ml) (% b/v) (% b/v)
100 Blanko 1 77.5504 77.5966 0.0462 50 0.09 0.10
2 74.9430 74.9957 0.0527 50 0.11
Tween 80 1 110.3784 110.5053 0.1269 50 0.25 0.25
2 109.9905 110.1138 0.1233 50 0.25
Brij 35 1 109.2872 109.4800 0.1928 50 0.39 0.36
2 107.9752 108.1435 0.1683 50 0.34
120 Blanko 1 73.9443 74.0394 0.0951 50 0.19 0.17
2 74.3106 74.3841 0.0735 50 0.15
Tween 80 1 78.2978 78.4725 0.1747 50 0.35 0.32
2 112.9715 113.1179 0.1464 50 0.29
Brij 35 1 106.2060 106.5221 0.3161 50 0.63 0.55
2 109.8598 110.0964 0.2366 50 0.47
140 Blanko 1 117.6363 117.7578 0.1215 50 0.24 0.24
2 114.8871 115.0010 0.1139 50 0.23
Tween 80 1 107.1992 107.4028 0.2036 50 0.41 0.40
2 113.1312 113.3243 0.1931 50 0.39
Brij 35 1 78.7689 79.1641 0.3952 50 0.79 0.74
2 77.7464 78.0960 0.3496 50 0.70
Contoh perhitungan:
TPH (% b/v) = bobot minyak x 100%
volume sampel
TPH (% b/v) = mL
g
50
0462.0 x 100%
TPH (% b/v) = 0.09 %
24
Lampiran 13 Pengukuran TPH padat setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan
Laju Sampel Ulangan Bobot Erlenmeyer Bobot Erlenmeyer + Bobot minyak Bobot sampel TPH TPH rerata
pengadukan (rpm) kosong (g) isi (g) (g) (ml) (% b/b) (% b/b)
100 Blanko 1 78.2014 79.0382 0.8368 5.0157 16.68 16.29
2 81.7396 82.5349 0.7953 5.0056 15.89
Tween 80 1 80.5790 81.2456 0.6666 5.0045 13.32 13.13
2 77.5364 78.1836 0.6472 5.0010 12.94
Brij 35 1 73.8138 74.6508 0.8370 5.0095 16.71 16.91
2 73.9353 74.7937 0.8584 5.0177 17.11
120 Blanko 1 67.4618 68.3049 0.8431 5.0068 16.84 16.13
2 80.6198 81.3913 0.7715 5.0024 15.42
Tween 80 1 112.9511 113.8566 0.9055 5.0024 18.10 16.69
2 107.1490 107.9209 0.7719 5.0540 15.27
Brij 35 1 106.0121 106.8597 0.8476 5.0474 16.79 16.75
2 110.2658 111.1012 0.8354 5.0007 16.71
140 Blanko 1 73.8027 74.6108 0.8081 5.0066 16.14 16.10
2 73.9319 74.7352 0.8033 5.0048 16.05
Tween 80 1 107.9849 108.7782 0.7933 5.0080 15.84 15.56
2 109.2443 110.0109 0.7666 5.0146 15.29
Brij 35 1 109.2440 110.0467 0.8027 5.0041 16.04 16.55
2 73.5880 74.4433 0.8553 5.0166 17.05
Contoh perhitungan:
TPH (% b/b) = bobot minyak x 100%
bobot sampel
TPH (% b/b) = g
g
0157.5
8368.0 x 100%
TPH (% b/b) = 16.68 %
25
Lampiran 14 Pengukuran COD setelah pengadukan dengan penambahan surfaktan
Laju Sampel Ulangan Volume FAS 0.05 N Volume FAS 0.05 N Volume FAS 0.05 N Volume sampel COD COD rerata
pengadukan (rpm) awal (ml) akhir (ml) terpakai (ml) (ml) (mg/ml) (mg/ml)
100 Blanko 1 20.20 26.85 6.65 10 16292 16171
2 26.85 33.55 6.70 10 16051
Tween 80 1 12.20 18.70 6.50 10 17015 16774
2 18.70 25.30 6.60 10 16533
Brij 35 1 25.30 31.80 6.50 10 17015 17256
2 31.80 38.20 6.40 10 17497
120 Blanko 1 23.45 28.85 5.40 10 22317 24245
2 28.85 33.45 4.60 10 26173
Tween 80 1 24.20 28.25 4.05 10 28824 28342
2 28.25 32.50 4.25 10 27860
Brij 35 1 39.60 43.65 4.05 10 28824 28462
2 43.65 47.85 4.20 10 28101
140 Blanko 1 20.30 23.30 3.00 10 33885 33041
2 23.35 26.70 3.35 10 32198
Tween 80 1 11.90 13.35 1.45 10 41356 41235
2 13.35 14.85 1.50 10 41115
Brij 35 1 17.50 18.95 1.45 10 41356 41717
2 19.00 20.30 1.30 10 42079
Contoh perhitungan:
Volume FAS untuk titrasi blanko = 10.03 mL
Faktor pengenceran = 125 kali
COD (mg/L) = xfpmLsampelVolume
oksigenBExxNxBA 1000
COD (mg/L) = 12510
810000482.040.503.10x
mL
xxx
COD (mg/L) = 22317 mg/L
26
Lampiran 15 Hidrokarbon minyak bumi dalam air dan padatan
Laju Sampel Ulangan Bobot minyak
dalam cairan
Bobot minyak
dalam padatan
Bobot minyak total
dalam sampel
% Hidrokarbon
minyak bumi
% Hidrokarbon
minyak bumi
% Hidrokarbon
minyak bumi
% Hidrokarbon
minyak bumi
pengadukan (rpm)
(g) (g) (g) dalam air dalam air rerata dalam padatan
dalam padatan
rerata
100 Blanko 1 2.7720 9.8158 12.5878 22.02 23.65 77.98 76.35
2 3.1620 9.3478 12.5098 25.28 74.72
Tween 80 1 7.6140 7.8360 15.4500 49.28 49.28 50.72 50.72
2 7.3980 7.6133 15.0113 49.28 50.72
Brij 35 1 11.5680 9.8288 21.3968 54.06 52.07 45.94 47.93
2 10.0980 10.0636 20.1616 50.09 49.91
120 Blanko 1 5.7060 9.9071 15.6131 36.55 34.63 63.45 65.37
2 4.4100 9.0737 13.4837 32.71 67.29
Tween 80 1 10.4820 10.6504 21.1324 49.60 49.52 50.40 50.48
2 8.7840 8.9864 17.7704 49.43 50.57
Brij 35 1 18.9660 9.8779 28.8439 65.75 62.42 34.25 37.58
2 14.1960 9.8266 24.0226 59.09 40.91
140 Blanko 1 7.2900 9.4955 16.7855 43.43 42.71 56.57 57.29
2 6.8340 9.4425 16.2765 41.99 58.01
Tween 80 1 12.2160 9.3187 21.5347 56.73 56.51 43.27 43.49
2 11.5860 8.9932 20.5792 56.30 43.70
Brij 35 1 23.7120 9.4360 33.1480 71.53 69.59 28.47 30.41
2 20.9760 10.0293 31.0053 67.65 32.35
Contoh perhitungan:
% Hidrokarbon minyak bumi dalam air = Bobot minyak dalam cairan (g) x 100%
Bobot minyak total dalam sampel (g) % Hidrokarbon minyak bumi dalam air = 2.7720 g x 100%
12.5878 g
% Hidrokarbon minyak bumi dalam air = 22.02%
27
Lampiran 16 Standardisasi larutan FAS 0.5000 N dengan larutan K2Cr2O7 0.0252 N
Ulangan Meniskus awal
(mL)
Meniskus akhir
(mL)
Volume terpakai
(mL)
Volume K2Cr2O7
(mL)
Konsentrasi
FAS (N)
1 1.7 6.9 5.2 10 0.0485
2 6.9 12.1 5.2 10 0.0485
3 12.1 17.4 5.3 10 0.0475
0.0482
Contoh perhitungan:
VFAS x N FAS = VK2Cr2O7 x N K2Cr2O7
5.2 mL x N FAS = 10 mL x 0.0252 N
N FAS = mL
NxmL
2.5
0252.010
N FAS = 0.0482 N
Lampiran 17 Pembuatan pereaksi COD
Pembuatan larutan baku FAS
Larutan baku fero amonium sulfat kira-kira 0,05 N dibuat dengan menimbang 9.8083 g
Fe(NH4)2(SO4)2.6 H2O (untuk 500 mL larutan), lalu dilarutkan dengan 200 mL air suling dalam
labu takar 500 mL. Sebanyak 10 mL asam sulfat pekat ditambahkan, kemudian volumenya ditepatkan sampai tanda tera.
Pembuatan larutan indikator ferroin
Larutan indikator ferroin dibuat dengan menimbang 1.4893 g 1,10-fenantrolin, kemudian
dilarutkan dengan 50 mL air suling dalam labu takar 100 mL. Sebanyak 0.7178 g FeSO4.7H2O
ditambahkan, lalu volumenya ditepatkan sampai tanda tera.
Pembuatan larutan K2Cr2O7-HgSO4
Larutan K2Cr2O7 dibuat dengan menimbang 1.2289 g K2Cr2O7, lalu dilarutkan dengan 200 mL
air suling dalam labu takar 250 mL. Sebanyak 41.75 mL asam sulfat pekat ditambahkan, kemudian
ditambahkan 8.3910 g HgSO4. Volumenya ditepatkan sampai tanda tera
Pembuatan larutan pereaksi asam sulfat-perak sulfat
Larutan pereaksi sulfat dibuat dengan menimbang 3.6 g Ag2SO4, lalu ditambahkan 300 mL
asam sulfat pekat. Larutan didiamkan selama satu hari.
28
29