BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Timbal adalah jenis logam lunak berwarna coklat kehitaman dan mudah dimurnikan. Kebanyakan logam toksik seperti logam Pb lebih tersebar luas dibanding kebanyakan logam toksik lainnya. Peningkatan kadar Pb di lingkungan disebabkan meningkatnya penggunaan logam ini di dalam pertambangan, logam ini berbentuk sulfida logam (PbS) yang sering disebut galena. Secara luas logam Pb banyak digunakan dalam industri misalnya sebagai zat tambahan bahan bakar, pigmen timbal dalam cat [1]. Timbal dapat menyebabkan kerusakan parah pada sistem saraf, ginjal, otak dan sistem reproduksi bahkan pada tingkat mg/l. Ion logam timbal yang ada di air limbah dari berbagai industri seperti penyimpanan asam baterai, solder, lukisan, pigmen, pestisida, peleburan, pelapisan logam, pertambangan, dan pertanian. Oleh karena itu, pengembangan metode yang dapat diandalkan untuk menghilangkan Pb (II) dalam limbah air menjadi penting supaya bahaya besar untuk lingkungan dan organisme dapat dihindari [2]. Saat ini telah banyak metode yang berkembang untuk menurunkan kadar ion logam berat dari perairan atau badan tanah, misalnya metoda pengendapan, evaporasi, elektrokimia dan penyerapan menggunakan adsorben baik berupa resin sintetik maupun karbon aktif. Namun metode tersebut dianggap kurang efektif sebab memerlukan biaya yang tinggi. Maka untuk itu perlu dicari metode penyerapan dengan menggunakan bahan yang relatif murah dan mudah didapat serta memiliki daya serap tinggi [3]. Penggunaan bahan-bahan alami bahan lignoselulosa sebagai adsorben sangat baik untuk mengikat logam berat dari dalam larutan melalui langkahlangkah metabolisme atau kimia-fisika [4], dan termasuk penghilangan racun dari bahan-bahan yang berbahaya [5]. Cangkang buah karet adalah produk sampingan pertanian pohon karet. Selama ini pemanfaatan dari pohon karet sebagian besar berfokus pada lateks karet dengan sedikit perhatian terhadap potensi produk sampingnya. Sementara kemajuan yang signifikan telah dibuat dalam 42

2 pengembangan dan pemanfaatan memodifikasi produk pertanian dalam pengolahan air limbah [6]. Saat ini, cangkang buah karet tidak termanfaatkan dan tidak bernilai ekonomis. Limbah tanaman karet berupa cangkang buah memiliki potensi untuk dijadikan bahan yang lebih bermanfaat karena tanaman karet menghasilkan cangkang buah yaitu sebesar 500 kg/ha/tahun [7]. Perkebunan karet Indonesia merupakan yang terluas di dunia, pada tahun 2012, luasnya mencapai 3,4 juta Ha, atau 15 % dari luas total perkebunan di Indonesia [8]. Penelitian terdahulu yang telah dilakukan dalam pembuatan karbon aktif dari tanaman karet diantaranya Vinsiah, dkk., (2015) mempelajari pembuatan karbon aktif dari cangkang buah buah karet (Hevea brasilliensis) dengan aktivator H 3 PO 4 7% dan ukuran 100 mesh serta rasio impregnasi 1:4 pada temperatur 300 o C, 400 o C, 500 o C, dan 600 o C selama ±1 jam didapatkan hasil karbon aktif terbaik dicapai oleh karbon aktif dengan suhu furnace 600 o C [9]. Juga pada penelitian Srinivasakannan dkk., (2004) mempelajari Production of activated carbon from rubber wood sawdust, dimana digunakan H 3 PO 4 60 % sebagai agen aktivasi dengan rasio perbandingan 1; 1,5 dan 2 pada temperatur aktivasi 400 o C dan 500 o C didapat karbon aktif terbaik yaitu pada Semi-karbonisasi pada 200 o C 15 menit diikuti aktivasi pada 500 o C 45 menit dengan rasio impregnasi 1,5 menghasilkan produk dengan bilangan iodin 1096, luas permukaan of 1496 m 2 /g dengan yield 35% [10]. Sedangkan pada penelitian Borhan dan kamil (2012) mempelajari Preparation and Characterization of Activated Carbon from Rubberseed Shell by Chemical Activstion, dimana digunakan KOH sebagai agen aktivasi dengan rasio impregnasi 1:1 pada temperatur aktivasi 500 o C dan 600 o C dan waktu aktu aktivasi menit didapat hasil pada tempertaur 500 o C dan waktu aktivasi 180 menit adalah yang terbaik [11]. Penelitian mengenai adsorpsi logam berat dan senyawa organik dari larutan cangkang buah karet telah dilakukan oleh Okieiman, dkk., (2005) yaitu pengaruh penentuan ph, penentuan bulk density, adsorpsi ion seng dan organik. Penelitian ini menggunakan nilai koefisien partisi dari Zn(II) ion antara karbon aktif dan fase berair terus menerus berada di kisaran 0,786-0,190 L/g untuk rentang konsentrasi ion logam awal (0,5-2,5 mmoll -1 ). Kesimpulan dari hasil penelitian tersebut bahwa karbon aktif dari cangkang buah karet dan amonium klorida sebagai zat 43

3 pengaktivasi digunakan dalam menghilangkan ion Zn(II) dari larutan air, dan itu menunjukkan bahwa karbon aktif dari cangkang buah karet adalah penjerap efektif bagi ion logam dan senyawa organik [12]. Sulaiman, Siti Zaharah Binti (2012) melakukan penelitian menjerap Pb(II), Zn(II) dan Fe(II) ion-ion logam berat dengan menggunakan variasi larutan ph, masa dan kepekatan awal. Adsorbat disediakan dengan melarutkan 100 mg/l logam berat yang akan digunakan untuk menguji penjerapan ion-ion logam berat. Penjerapan logam Pb(II), Zn(II) dan Fe(II) diterangkan oleh model Langmuir dan Freundlich Hasil yang diperoleh dimana kapasitas penjerapan maksimum karbon aktif cangkang buah karet adalah Pb(II) dengan 14.41mg/g. Hasil penjerapan logam Pb(II), Zn(II) dan Fe(II) dengan nilai R² secara berurut yaitu , dan [13]. Berdasar potensi dari cangkang buah karet sebagai karbon aktif yang cukup besar, maka dirasa perlu bagi penulis untuk memanfaatkan cangkang buah karet yang memiliki potensi untuk dijadikan karbon aktif dengan menggunakan aktivasi kimia yang diaplikasikan untuk menjerap ion logam berat terutama logam timbal. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Sejauh mana limbah cangkang buah karet dapat dimanfaatkan sebagai karbon aktif. 2. Seberapa efektif pemanfaatan cangkang buah karet sebagai karbon aktif dalam menjerap logam timbal. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui karakteristik dari karbon aktif yang dibuat dari cangkang buah karet 2. Untuk mengetahui kemampuan karbon aktif yang telah diaktivasi asam fosfat dalam menjerap Pb(II). 3. Untuk mengetahui isoterm Langmuir dan Freundlich dari karbon aktif [13]. 44

4 1.4 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat yang didapat dalam penelitian ini adalah: 1. Memberikan informasi mengenai pemanfaatan cangkang buah karet menjadi alternatif dalam penjerapan logam timbal. 2. Meningkatkan nilai ekonomis limbah cangkang buah karet yang selama ini hanya dibuang sehingga menjadi karbon aktif yang bermanfaat. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Penelitian Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,, Medan. Proses utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah aktivasi dan karbonisasi. Penelitian ini memiliki ruang lingkup dan batasan sebagai berikut: Variabel yang digunakan adalah : Pembuatan Adsorben Cangkang Buah Karet : a. Variabel tetap : 1. Ukuran karbon aktif = 100 mesh 2. Suhu pemanasan oven dan karbonisasi = 110 o C [9] dan 500 o C [10]; [11] 3. Waktu pemanasan oven dan karbonisasi = 2 jam dan 1 jam [14] 4. Rasio cangkang buah karet : H 3 PO 4 = 1 : 2 [14] 5. Waktu impregnasi = 1 jam [15] b. Variabel berubah : Konsentrasi Aktivator = 20, 40, 60 % Penjerapan Logam : a. Variabel tetap : b. Konsentrasi larutan timbal yang digunakan100 ppm. c. Waktu Penjerapan= 180 menit d. Variabel berubah : 1. Jumlah adsorben 1, 2, 3, dan 4 gram / 100 ml larutan Pb(II). 2. Konsentrasi aktivator asam fosfat 20, 40, 60 % Parameter yang dianalisis adalah : 45

5 a. Analisis pada karbon aktif : 1. Kadar yield 2. Kadar air. 3. Kadar abu. 4. Kadar zat menguap 5. Karakteristik luas permukaan karbon aktif dengan BET. b. Analisis konsentrasi larutan Pb (II) dengan dengan Atomic Adsorption Spektrofotometer (AAS). 46