Adsorpsi Logam Berat Pb dalam Larutan

Menggunakan Senyawa Xanthate Jerami Padi

Zahroh El Baidho’Universitas Wahid Hasyim Semarang

Latar Belakang

Pendahuluan

Meningkatnya jumlah volume limbah logam

berat yang berbahaya bagi kesehatan tubuh

di dalam lingkungan.

Metode untuk pengolahan

limbah logam berat yang telah ada cenderung membutuhkan

biaya yang relatif tinggi

Penggunaan adsorben organik secara langsung

pada limbah logam berat

memiliki kelemahan yakni

kapasitas adsorpsinya cenderung

rendah.

Produksi padi di Indonesia tiap

tahunnya, mengalami

peningkatan. Hal tersebut diiringi

juga dengan peningkatan

limbah jerami padi.

1 2 3

Tujuan Penelitian

Mempelajari pengaruh variabel proses pada proses adsorpsi logam berat Pb dari larutan, yang meliputi:

pHBobot adsorben Waktu kontak

Tinjauan Pustaka

Logam Berat

Tingkat toksisitas:Tinggi : Pb, Cd, Cu, Hg, ZnSedang : Cr, Ni, CoRendah: Mn, Fe

Menurut SNI 01-3553-2006 kadar maksimum Pb dalam air minum adalah 0.005 ppm. Sedangkan kadar maksimum timbal pada perairan yang dianjurkan WHO adalah kurang dari 0.01 ppm (Ensafi dan Shiraz, 2008)

Efek logam Pb bagi kesehatan manusia dapat menimbulkan gangguan pada saluran pencernaan, sistem reproduksi, otak bahkan kematian (Darmono, 1995).

Adsorpsi

Adsorpsi (serapan) merupakan peristiwa terakumulasinya partikel pada permukaan suatu padatan. Berdasarkan prosesnya adsorpsi dibagi menjadi adsorpsi kimia (kemisorpsi) dan fisika (fisisorpsi) (Atkins, 1990; Sukardjo, 1985).

Asorben organik:Kelebihan- Melimpah- Murah- Teknisnya

mudahKekurangan- Kapasitas

adsorpsi rendah

- Afinitas kurang spesifik

Xanthate

Xanthasi adalah proses

pelarutan alkali selulosa

menggunakan karbon

bisulfida. Proses ini

menghasilkan degenerasi dari selulosa yaitu

Natrium selulosa

xanthate.Bahan baku pembuatan

senyawa xanthate

adalah bahan yang kaya akan

gugus hidroksil.

Adsorben terxantasi merupakan:- Senyawa yang tidak larut- Mudah dibuat - Kestabilan saat

membentuk kompleks dengan logam tinggi

- Dapat meningkatkan performa dari adsorben

Padi

Keberadaan padi di Indonesia cukup melimpah karena konsumsi beras (produk olahan dari padi) di Indonesia merupakan yang tertinggi di dunia. Oleh karena itu produksi padi di Indonesia tiap tahunnya mengalami peningkatan, hal tersebut juga diiringi dengan peningkatan limbah jerami padi yang dihasilkannya.

Jerami padi kaya akan gugus hidroksil karena mengandung selulosa, hemiselulosa dan lignin yang cukup tinggi, yakni 28-36%, 23-28% dan 12-16% (Mierly, 1981 dalam Jalaluddin dan Rizal, 2005).

Pembuatan adsorben xanthate

Metode Penelitian

Adsorben JP xanthate

ditambahkan dalam 100 ml

larutan Pb yang

konsentrasinya 75 ppm

Diaduk menggunak

an magnetik

stirer

Saring residu

menggunakan kertas saring

Filtrat dianalisa

menggunakan AAS

• Studi Kondisi Optimum

Variasi pH: 2, 4, 6, 8

Variasi bobot adsorben: 0,5, 0,7, 0,9, 1 g

Variasi waktu: 0,5, 1, 1,5, 2 jam

Jerami Padi (300 g)

Jerami Padi Delignifikasi (171,9 g)

Jerami Padi Xanthate (63 g)

Hasil dan Pembahasan

Pengaruh pH

1 2 3 4 5 6 7 8 914.300

14.400

14.500

14.600

14.700

14.800

14.900

15.000

15.100

Series1; 14.592

14.692

15.020 15.010

pH

Q (

mg

/g)

pH rendah Situs positif pada permukaan adsorben cenderung tinggi. Pada pH rendah terjadi kompetisi antara ion Pb2+ dengan H3O+ untuk berikatan dengan lokasi negatif pada permukaan adsorben. Sehingga adsorpsi ion Pb intensif berkurang.

pH tinggiTerjadi reaksi antara Pb2+ dengan OH-, sehingga membentuk endapan Pb(OH)2. Endapan ini tidak ikut terjerap sehingga kapasitas adsorpsi dan presentasi penjerapan logam Pb menurun.

pH larutan mendekati netralGaya tolak elektrostatik menurun sehingga kepadatan muatan positif pada permukaan adsorben berkurang dan penjerapan logam meningkat.

Pada penelitian Safriyanti dkk. (2012) untuk adsorpsi logam Pb dengan adsorben jerami padi tanpa modifikasi diperoleh kondisi optimum pada pH 4, dengan kapasitas adsorpsi sebesar 3,1 mg/g.

Pengaruh Bobot Adsorben thp Kapasitas Adsorpsi

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000 Series1; 14.853

10.6238.306

7.505

Bobot (g)

Q (

mg

/g)

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.198.20

98.40

98.60

98.80

99.00

99.20

99.40

99.60

99.80

100.00

Series1; 98.86

98.99

99.52

99.91

Bobot (g)

% E

• Pengaruh Bobot Adsorben thp Presentase Penjerapan

Baros (2003) menyatakan bahwa pada saat ada peningkatan bobot biosorben, maka akan terjadi peningkatan presentasi penjerapan dan penurunan kapasitas adsorpsi.

Besarnya bobot adsorben mengakibatkan peningkatan jumlah tapak aktif, sehingga logam yang terjerap semakin banyak. Selain itu penyebaran adsorbat menjadi meningkat dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kesetimbangan menjadi lebih lama. Oleh karena itu, kapasitas adsorpsinya semakin kecil (Demirbas dkk, 2004).

Pengaruh Waktu Kontak

20 40 60 80 100 120 14014.000

14.200

14.400

14.600

14.800

15.000

Series1; 14.581

14.689

14.942

14.834

Waktu (menit)

Q (

mg

/g)

Waktu optimum terjadi pada menit ke-90, pada waktu ini kontak antara biosorben jerami padi xanthate dengan adsorbat Pb telah terjadi kesetimbangan.

Semakin lama waktu adsorpsi kapasitas adsorpsinya menjadi semakin besar. Hal ini terjadi karena semakin lama proses adsorpsi mengakibatkan logam Pb yang terjerap semakin banyak.

Ketika waktu putaran stirer atau proses adsorpsi lebih lama, kapasitas adsorpsi dan presentase penjerapan mengalami penurunan karena dimungkinkan terjadi desorpsi logam Pb yang telah terjerap ke dalam larutan.

Kapasitas adsorpsi logam Pb menggunakan jerami padi xanthate pada pH rendah dan pH tinggi cenderung rendah. Adsorpsi optimum logam Pb dicapai pada pH 6 dengan kapasitas adsorpsi 15,020 mg/g.

Semakin besar bobot adsorben, kapasitas adsorpsinya akan semakin kecil. Adsorpsi maksimum logam Pb terjadi pada saat bobot adsorben 0,5 g dengan kapasitas adsorpsi sebesar 14,853 mg/g.

Semakin lama waktu kontak biosorben dengan absorbat, kapasitas adsorpsi akan semakin besar. Namun setelah melewati waktu optimum kapasitas adsorpsinya menurun. Waktu optimum adsorpsi logam Pb terjadi pada menit ke-90 dengan kapasitas adsorpsi 14,942 mg/g.

Kesimpulan

Pretreatment bahan baku

Proses delignifikasi Proses xanthasi

Filtrasi Pengeringan

Sampel

Kondisi Optimum

TERIMAKASIH