ADSORPSI KHROM (VI) DARI LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM DENGAN ARANG ECENG GONDOK (Eichornia crossipes)

Transkripsi

1 ADSORPSI KHROM (VI DARI LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM DENGAN ARANG ECENG GONDOK (Eichornia crossips Dwi Erina Sawiri (LC00407 dan Tri Surisno (LC00479 Jurusan Tknik Kimia, Fakulas Tknik, Univrsias Dipongoro Jl. Prof Sodharo, SH Smarang, Tlp./Fax Pmbimbing : Andri Cahyo Kumoro, ST, MT, PhD Absrak Ecng gondok (Eichornia crossips adalah gulma yang rmasuk dalam klas Liliopsida dan mrupakan umbuhan air yang umbuh di rawa-rawa, danau, waduk aau sungai yang aliran airnya nang. Tanaman cng gondok mmpunyai bnuk dan ukuran yang branka ragam rganung pada kadaan gografi ara mpa umbuhnya. Tanaman ini mmpunyai kmampuan mnyrap logam bra dan snyawa sulfid. Slain iu, anaman ini juga mngandung proin, slulosa yang lbih banyak daripada non slulosanya sbagai lignin, abu, lmak dan bahan-bahan lain. Pnliian ini brujuan unuk mnjajaki kmungkinan pnggunaan cng gondok unuk mnurunkan kadar Khrom dalam limbah cair indusri plapisan logam dan mmplajari kinika adsorpsi logam Khrom pada parikl arang cng gondok. Kaa kunci : adsorpsi, arang, cng gondok, khrom, kinika Absrac War hyacinh (Eichornia crossips is a yp of wd in h Liliopsida class, which grows in swamp, lak, dam or rivr having slow war sram. War hyacinh has various shap and siz, dpnding on is gographical grow ara. War hyacinh has a good adsorpion propry, which is abl o adsorb havy mals and sulfids. Bsids, i conains proin, cllulos a highr conn han non cllulosic marial in h form of lignin, ash, lipids, and ohrs. This rsarch was purposd o invsiga h possibiliy of war hyacinh char o rduc Chrom (VI conn in lcroplaing indusris was war and o sudy h adsorpion kinics of Chrom (VI ions on h war hyacinh char paricls. Ky words : adsorpion, char, chrom, kinics, war hyacinh,. Pndahuluan Ecng gondok (Eichornia crossips prama kali dimukan scara idak sngaja olh Carl Fridrich Philipp von Marius, sorang boanis brkbangsaan Jrman pada ahun 84 kika sdang mlakukan kspdisi di Sungai Amazon, Brasilia. Ecng gondok mmiliki kcpaan umbuh yang inggi. Ecng gondok dngan mudah mnybar mlalui saluran air k badan air lainnya, shingga umbuhan ini dianggap sbagai gulma karna dapa mrusak lingkungan prairan. Tanaman cng gondok mngandung 7,% proin kasar, 5-8% sra dan 6-0% abu, yang rdiri dari bbrapa komponn, spri; hidrogn, kalium, kalsium, karbon, blrang, mangan dan lainlain. Komponn kimia yang rkandung dalam anaman cng gondok rganung pada kandungan unsur hara mpa umbuh dan sifa daya srap anaman rsbu. Ecng gondok dapa mnyrap logam-logam bra dan snyawa sulfid. Slain iu, cng gondok mngandung proin lbih dari,5% aas dasar bra kring dan mngandung slulosa yang lbih inggi daripada non slulosanya, spri; lignin, abu, lmak dan za-za lain. Khrom mrupakan bahan brbahaya yang banyak dijumpai dalam bnuk oksida Cr (III dan Cr (VI. Di dalam bahan alam, khromium slalu brada dalam bnuk snyawa brvalnsi iga, sdangkan Khromium brvalnsi nam sukar dijumpai di alam karna mrupakan oksidaor yang sanga kua. Khromium valnsi iga mmiliki sifa racun yang lbih rndah dibanding valnsi nam. Logam khrom mmiliki oksisias yang inggi dan brsifa karsinognik dalam badan air, shingga mmbahayakan lingkungan prairan (Shankra al, (005. Salah sau sumbr pncmaran logam khrom adalah limbah cair dari indusri plapisan logam. Plapisan logam mrupakan suau usaha unuk mlapisi prmukaan suau logam dngan plapisan logam lain, dngan cara lkrolisis (lkrokimia aau galvanisasi, yang brujuan unuk mmprbaiki knampakan, kkrasan, maupun kahanan rhadap krusakan dan korosi.

2 Adsorpsi mrupakan fnomna di mana molkul-molkul fluida (gas, uap, maupun cairan scara slkif mngalami pross prpindahan massa mnuju prmukaan padaan pnyrap. Adsorbsi rjadi karna adanya prbdaan ponsial anara molkul-molkul adsorba dngan prmukaan akif pada pori-pori adsorbn. Gaya rsbu yang mnybabkan molkul-molkul adsorba scara difusional rjrap k dalam pori-pori adsorbn, dan rika unuk waku rnu. Fakor-fakor yang mmpngaruhi adsorpsi adalah jnis adsorbn, jnis adsorba, konsnrasi adsorba, luas prmukaan akif adsorbn, daya laru adsorbn, dan kmungkinan rjadinya koadsorbsi pabila rdapa lbih dari sau jnis adsorba. Pnliian ini brujuan unuk mnjajaki kmungkinan pnggunaan cng gondok unuk mnurunkan kadar Khrom dalam limbah cair indusri plapisan logam dan mmplajari kinika adsorpsi logam Khrom pada parikl arang cng gondok.. Bahan dan Mod Pnliian Pnliian ini mlipui iga ahap kgiaan, yaiu; analisis kadar khrom awal, prlakuan awal cng gondok (Eichornia crossips, dan pross adsorpsi. Bahan-bahan pnliian yang digunakan anara lain; arang cng gondok yang di prolh dari Rawa Pning (Ambarawa sbagai adsorbn, limbah cair indusri plapisan logam yang diprolh dari Lingkungan Indusri Kcil, Smarang dan akuads yang diproduksi di Laboraorium Pross Kimia, Jurusan Tknik Kimia, FT-UNDIP. Pralaan yang digunakan dalam pnliian mlipui; glas piala, pngaduk brmagn, corong, glas pngaduk, glas ukur, imbangan, kras saring dan spkrofoomr srapan aom (AAS. Prosdur prcobaan dalam pnliian ini adalah sbagai briku:. Analisis kadar Cr awal limbah Laruan Cr sandar dibua dngan konsnrasi,, 3, dan 4 ppm. Panjang glombang pada AAS diaur pada 357,9 nm. Sbanyak 0 ml laruan sandar diukur absorbansinya mnggunakan AAS dan dibua kurva sandar yang mnyaakan hubungan konsnrasi ion Cr (VI dngan absorbansinya. Sbanyak 0 ml conoh air limbah diukur adsorbansinya dan hiung konsnrasi ion Cr (VInya brdasarkan kurva sandar yang dibua sblumnya.. Prlakuan awal Ecng gondok Tanaman cng gondok dilakkan di mpa yang brsih dan rbuka dan dikringkan dibawah rik sinar maahari. Slah bnar-bnar kring cng gondok dihancurkan dngan mnggunakan blndr sampai mnjadi srbuk. Sbagian cng gondok kring dibakar dan diambil arangnya unuk digunakan sbagai adsorbn..3 Pross adsorpsi Sbanyak 50 ml air limbah indusri plapisan logam dimasukkan k dalam glas piala, kmudian diambahkan adsorbn sbanyak 5 gram k dalamnya. Sism ini diaduk scara rus mnrus agar slalu homogn. Siap jam, sbanyak 0 mlsampl diambil unuk dianalisis kadar khromnya dngan mnggunakan Spkrofoomri Srapan Aom (AAS..4 Kinika Adsorpsi Hubungan anara prosn khrom yang radsorpsi dngan waku konak digunakan unuk mncari konsana kinika adsorpsi pada Eichornia crossips (Mohany al, 005: b R = a ( ( prsamaan rsbu jika dilinirisasikan mnjadi : Log ( R = Log( a + b. Log( ( Modl kinika digunakan unuk mngahui kcpaan pross adsorpsi dan ahapan yang mngonrol pada pross adsorpsi. Daa kinika yang didapa yang brupa kapasias adsorpsi, yang dapa diprolh mlalui pmodlan dngan mnggunakan modl ord sau smu dan ord dua smu. Modl ord sau smu prama kali diprknalkan olh Lagrgrn (898, shingga prsamaan ini juga disbu sbagai prsamaan Lagrgrn dan dirumuskan sbagai: d = k.( (3 d slah diingralkan dngan mnggunakan kadaan baas = 0 sampai = dan = 0 sampai =, diprolh prsamaan: k Log ( = Log (.( (4.303 Adsorpsi yang diawali olh difusi mlwai bidang baas anar fas fluida-padaan, biasanya mngikui prsamaan ord sau smu. Prsamaan ord dua smu diusulkan olh Ho dan McKay (998, spri briku: d = k.( (5 d

3 dngan kadaan baas = 0 sampai = dan = 0 sampai =. Hasil ingrasi prsamaan diaas mnjadi : = + k. (6 ( Prsamaan (6 dapa disusun kmbali dalam bnuk linir mnjadi : = +. (7 k. Mohany al (005 mngusulkan bnuk modl kinika adsorpsi ord dua smu yang dirumuskan sbagai: =. K '. +. (8 Modl ord dua smu mmprimbangkan langkah pngonrol dalam bnuk ikaan kimia yang saling brbagi aau brukar lkron anara adsorba dan adsorbn yang digunakan. (Ho dan McKay, Isohrm Adsorpsi Kapasias ion logam yang radsorpsi pada saa ksimbangan yang dihiung brdasarkan pada nraca massa dari ion logam dapa dirumuskan sbagai briku (Mohany al., 005: V.( C o C = (9 M Hubungan bra logam yang radsopsi dngan konsnrasi ion logam pada saa ksimbangan dapa digambarkan mlalui linirisasi dari hukum frundlich : x ln = ln k + n. ln C (0 m 3. Hasil dan Pmbahasan 3. Kinika adsorpsi Pngaruh prbandingan jnis adsorbn rhadap prosnas khrom yang radsorpsi Profil jumlah khrom yang radsorpi pada adsorbn parikl srbuk cng gondok dan arang cng gondok spri rsaji pada Gambar di bawah ini. 3 Gambar. Hubungan anara waku dan jumlah khrom yang rjrap pada srbuk ncng gondok dan arang ncng gondok Pada Gambar dapa diliha bahwa adsorbn arang cng gondok dapa mngadsorpsi khrom daripada adsorbn srbuk cng gondok dalam jumlah yang lbih banyak. Hal ini disbabkan karna arang cng gondok mrupakan parikl srbuk cng gondok yang lah mlalui pross karbonisasi dan rbnuk pori-pori baru, shingga mmiliki ukuran parikl yang lbih kcil dan luas prmukaan akif yang lbih bsar daripada parikl srbu kcng gondok kring biasa. Ini mnunjukkan bahwa arang cng gondok mmiliki pori yang lbih banyak. Pngaruh pnggunaan mass adsorbn yang brbda rhadap prosnas khrom yang radsorpsi. Jumlah khrom yang radsorpsi sbagai fungsi waku pada brbagai massa umpan adsorbn rsaji pada Gambar. Dari gambar dapa dikahui bahwa pada pnggunaan massa adsorbn yang smakin bsar mngakibakan jumlah khrom yang radsorpsi juga smakin banyak. Hal ini disbabkan olh rsdiaannya luas prmukaan yang lbih bsar unuk mngadsorpsi khrom pada pnggunaan adsorbn yang lbih banyak.

4 4 Gambar. Hubungan anara prsnasi Khrom yang radsorbsi rhadap waku pada brbagai bra adsorbn yang brbda Prbandingan modl kinika pada pross adsorpsi khrom pada variabl bra adsorbn / / = / = / = / = / = gr 4 gr 6 gr 8 gr 0 gr (mni Gambar 3. Grafik Hubungan / vs Waku pada Brbagai Massa Adsorbn Modl yang dipakai dalam mmplajari kinika adsorpsi adalah modl ord sau smu dan modl ord dua smu. Unuk mngahui modl kinika yang ssuai unuk sism adsorpsi ion logam khrom pada prmukaan akif arang cng gondok, maka prlu dilukiskan hubungan anara prosnas khrom yang radsorpsi (% rhadap waku, spri pada prsaman (4 dan hubungan anara kapasias adsorpsi (% rhadap waku, spri pada prsamaan (7. Dapa dikahui mskipun modl kinika adsorpsi ord sau smu cocok unuk bbrapa daa, api modl ini idak dirima olh ksluruhan daa yang diprolh dari pnliian ini. Sdangkan modl kinika adsorpsi ord dua smu cocok unuk smua daa prcobaan, dan hasilnya dapa diliha pada Gambar 3. Nilai kapasias adsorpsi pada saa uilibrium ( dan konsana kcpaan adsorpsi (k dapa diliha pada Tabl. Hal ini dapa diliha dari hubungan / vs waku yang linir. Modl kinika adsorpsi ord dua smu dapa dirima apabila hubungan / vs waku mnghasilkan grafik yang linir. Tabl Nilai Hasil Prhiungan, Konsana Kcpaan Adsorpsi Ord Dua Smu dan Prcobaan Bra adsorbn (gr,cal k,xp gr 5,7837 0,0449 4,775 4 gr 3,549 0,0877, gr,337 0,033706, gr,785 0,040945, gr,4646 0,046586,86 3. Isohrm Adsorpsi Isohrm adsorpsi khrom diuji dngan modl Frundlich, spri dapa diliha pada Gambar 4. Pada gambar rsbu dapa diliha bahwa modl Frundlich ssuai unuk mwakili sism ksimbangan adsorpsi ion logam khrom pada prmukaan akif arang cng gondok.

5 5 5 ln (x/m 4 3 ln(x/m = 0,636 ln C +, ,5,5, 5 ln C Gambar 4. Profil Isohrm Frundlich 4. Ksimpulan. Arang cng gondok mrupakan adsorbn ion Cr (VI yang lbih baik daripada srbuk cng gondok.. Smakin bsar rasio massa adsorbn rhadap air limbah yang digunakan smakin banyak jumlah khrom yang radsorpsi. 3. Modl ord dua smu mrupakan modl yang paling ssuai unuk mwakili modl kinika pross adsorpsi khrom mnggunakan arang cng gondok. Ucapan Trima Kasih Pnyusun mngucapkan rimakasih kpada Bapak Andri Cahyo Kumoro, ST, MT, PhD slaku dosn Pmbimbing dan smua pihak yang lah mmbanu hingga pnliian dapa rslsaikan sampai dngan rsusunnya laporan pnliian ini Dafar Noasi a dan b = konsana kinika adsorpsi (- C o = konsnrasi solu awal (mg/l C = konsnrasi solu pada waku ( mg/l k = konsana linar frundlich (- k = konsana kcpaan ord sau smu (/min k = konsana kcpaan ord dua smu (g/mg.min m = bra adsorbn (g M = massa adsorbn (g n = konsana ksponnsial frundlich (- =kapasias adsorpsi pada saa uilibrium (mg/g = kapasias adsorpsi pada waku (mg/g R = prosnas khrom yang radsorpsi (% = waku konak (mni V = volum laruan (L x = bra radsorbsi (g Dafar Pusaka Shankra al, (005, Chromium oxiciy in plans. Environmn Inrnaional, 3, Hal Ho, Y.S. and McKay, G., (998, Psudo-scond ordr modl for sorpion procsss, Procss Biochmisry 34, Hal Ho,Y.S. (006, Rviw of scond-ordr modls for adsorpion sysms, Journal of Hazardous Marials B36, Hal Mohany, K., Mousam Jha, B.C. Mikap, M.N. Biswas, (006, Biosorpion of Cr(VI from auous soluions by Eichhornia crassip. Chmical Enginring Journal 7, Hal. 7 77