SINTESIS HIDROKSIAPATIT DARI KULIT TELUR AYAM DAN PENGGUNAANNYA SEBAGAI ADSORBEN LARUTAN ZAT WARNA METILEN BIRU

Transkripsi

1 SINTESIS HIDROKSIAPATIT DARI KULIT TELUR AYAM DAN PENGGUNAANNYA SEBAGAI ADSORBEN LARUTAN ZAT WARNA METILEN BIRU Arenst Andreas* ), Michelle Ardine Lukito, Michelle Wijayanty Setiawan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan Jl. Ciumbuleuit 94, Bandung 40141, Indonesia, Telp: (022) * ) Penulis korespondensi: arenst@yahoo.com Abstract Chicken eggshells were chemically treated by the addition of nitric acid and phosphoric acid in solution of ammonium hydroxide to produce hydroxyapatite. The synthesized hydroxyapatite was then used as adsorbents in methylene blue dye solution. Physically and morphology characterization of hydroxyapatite were studied by XRD, BET, and SEM analysis. Adsorption was done by observing some variables such as the initial concentration of the adsorption process and the ph of methylene blue dye solution were performed at room temperature and constant stirring speed. Analysis conducted by spectrophotometric method. From the experimental results, it can be concluded that the crystallization of hydroxyapatite carried out at temperature of 600 o C for 3 hours produced the most dominant of crystalline phase, the largest average size of crystal, a porous structure, and the largest surface area, of approximately m 2 /g. Furthermore, It was found that the adsorption followed the Dubinin-Radushkevich isotherm models and the pseudo second-order reaction kinetics. Adsorption capacity will increase at alkaline ph. Keywords: adsorption, Dubinin-Radushkevich isotherm model, eggshell waste, hydroxyapatite. Abstrak Kulit telur ayam diperlakukan kimia dengan penambahan asam nitrat dan asam fosfat dalam larutan amonium hidroksida untuk menghasilkan hidroksiapatit. Hidroksiapatit yang diperoleh dari kulit telur ayam dapat digunakan sebagai adsorben dalam larutan zat warna metilen biru. Karakterisasi fisik dan morfologi hidroksiapatit menggunakan analisis XRD, BET, dan SEM. Adsorpsi dilakukan dengan mengamati beberapa variabel seperti konsentrasi awal proses adsorpsi dan ph larutan zat warna metilen biru yang dilakukan pada suhu dan kecepatan pengadukan tertentu dengan penggunaan adsorben hidroksiapatit dalam jumlah tetap. Analisis dilakukan dengan metode spektrofotometri. Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa hidroksiapatit pada temperatur kristalisasi 600 o C selama 3 jam menghasilkan fase kristal yang paling dominan dan ukuran rata-rata kristal terbesar, menghasilkan permukaan yang berpori, dan luas permukaan terbesar, yaitu m 2 /g. Proses adsorpsi yang terjadi mengikuti adsorpsi model isoterm Dubinin-Radushkevich dan kinetika reaksi pseodo orde dua. Kapasitas adsorpsi akan meningkat pada ph basa. Kata kunci: adsorpsi, hidroksiapatit, limbah kulit telur, model isoterm Dubinin-Radushkevich. PENDAHULUAN Di Indonesia, telur merupakan lauk yang banyak dikonsumsi karena memiliki gizi yang tinggi dan harga yang terjangkau. Menurut data Badan Pusat Statistik, produksi telur pada tahun 2009 mencapai ton per tahun dan diasumsikan sebesar 10% dari produksi telur tersebut merupakan kulit telur, maka di Indonesia dihasilkan ton kulit telur (Sulistyowati 2012). Limbah kulit telur banyak dihasilkan dari toko roti, restoran, dan rumah (Meski 2010). Oleh karena itu kulit telur memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan. Sekarang ini, kulit telur umumnya dimanfaatkan sebagai hiasan dan pakan ternak. Pada sebutir kulit telur ayam memiliki kurang lebih hingga pori-pori

2 dan terdiri dari 95% kalsium karbonat sehingga dapat diolah menjadi serbuk hidroksiapatit (Nitayapat 2006; Sulistyowati 2012). Hidroksiapatit (HA) merupakan senyawa yang tersusun dari kalsium, fosfat, oksigen, dan hidrogen. HA dapat dibuat dari berbagai bahan baku seperti coral, dan tulang binatang. HA yang terbuat dari bahan kulit telur ayam dapat menghasilkan adsorben dengan efisiensi yang cukup tinggi, kelarutan dengan air rendah, murah, dan stabil pada kondisi oksidasi dan reduksi (Meski 2010). HA merupakan salah satu adsorben yang banyak digunakan (Meski 2010). Selain digunakan sebagai adsorben, HA juga banyak digunakan dalam dunia medis seperti pada kerusakan tulang yang penanganannya memerlukan pembedahan dan grafting (pencangkokan). Selain itu, HA dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan tulang buatan dan gigi manusia (Sulistyowati 2012). Metode adsorpsi merupakan metode yang mudah dilakukan, sederhana, murah, efisiensi tinggi, dan mampu memisahkan berbagai senyawa kimia salah satunya adalah zat warna pada larutan (Arami 2008). Adsorben yang biasanya digunakan dalam proses adsorpsi, yaitu karbon aktif, silika gel, zeolit, dan alumina aktif. Adsorben-adsorben tersebut memiliki kapasitas adsorpsi yang cukup besar sehingga efektif untuk digunakan. Akan tetapi, harga adsorben tersebut relatif mahal. Pada masa kini, berbagai jenis adsorben telah diteliti. Salah satu jenis adsorben yang memiliki prospek yang baik untuk dikembangkan adalah adalah bioadsorben. Bioadsorben merupakan adsorben yang terbuat dari bahan alami seperti gambut, kulit pisang, kulit jeruk, sekam padi, kulir kayu putih, dan ampas tebu (Arami 2008). Kulit telur adalah salah satu bahan baku yang dapat digunakan untuk pembuatan bioadsorben karena memiliki porositas yang tinggi dan mengandung kadar kalsium karbonat yang tinggi (Meski 2010). METODOLOGI Kulit telur ayam yang diperoleh dari restoran ataupun sampah rumah tangga dicuci bersih dengan air. Membran kulit telur dipisahkan dari kulit telur agar lebih mudah untuk diolah. Setelah itu kulit telur dibilas dengan air keran berulang kali, kemudian dibilas terakhir menggunakan air distilasi. Kulit telur yang bersih kemudian dikeringkan menggunakan oven pada temperatur 80 o C hingga beratnya konstan (Sulistyowati 2012). Setelah dikeringkan, kulit telur ditumbuk hingga halus kemudian diayak pada nomor mesh - 100/+200. Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit Pada tahap pertama, bubuk kulit telur yang telah dibuat ditambahkan ke dalam larutan HNO 3, kemudian diaduk selama 1 jam pada temperatur ruang. Setelah itu dilanjutkan pada tahap kedua, larutan H 3 PO 4 yang telah diencerkan dengan air distilasi ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam larutan tersebut. Sepanjang operasi, larutan diatur pada ph 10 menggunakan larutan NH 4 OH, dijaga pada temperatur didihnya selama 1 jam, dan pada temperatur kamar selama 24 jam (Meski 2010). Kemudian larutan disaring dan dikeringkan menjadi bubuk. Bubuk tersebut ditumbuk dan diayak dengan ukuran - 100/+200 mesh. Bubuk tersebut dipanaskan menggunakan furnace dengan variasi temperatur (400 o C, 600 o C, dan 800 o C) selama 3 jam. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD, BET, dan SEM. Hasil yang menunjukkan analisis karakterisasi terbaik akan dilanjutkan pada variasi waktu kristalisasi HA (1 jam, 2

3 jam, dan 3 jam) pada temperatur tersebut. Kemudian dilakukan karakterisasi menggunakan XRD, BET, dan SEM. Hasil yang menunjukkan analisis karakterisasi terbaik beserta seluruh HA yang telah diperoleh akan dilanjutkan pada proses adsorpsi. Proses Adsorpsi Adsorpsi dilakukan pada temperatur 25 o C selama waktu kesetimbangan (hingga konsentrasi relatif konstan) menggunakan shaking water bath dengan kecepatan pengadukan diatur pada skala 10. Larutan zat warna metilen biru sebanyak 250 ml dan 0,5 gram adsorben HA digunakan pada proses adsorpsi. Sampel yang diambil terlebih dahulu disentrifugasi selama 10 menit dengan kecepatan 6000 rpm sebelum dianalisis. Supernatan hasil sentrifugasi diambil untuk dianalisis menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang maksimum (Angelina 2012). Proses adsorpsi tahap pertama merupakan proses adsorpsi dengan variasi temperatur kristalisasi adsorben HA. Larutan zat warna metilen biru dengan konsentrasi 10 ppm disiapkan, lalu ditambahkan 0,5 gram adsorben HA. Percobaan dilakukan selama 3 x 24 jam untuk mengetahui waktu kesetimbangan proses adsorpsi. Adsorben HA yang menghasilkan karakterisasi terbaik dan % removal tertinggi yang akan digunakan pada proses adsorpsi tahap kedua. Proses adsorpsi tahap kedua merupakan proses adsorpsi dengan variasi konsentrasi dan ph larutan zat warna metilen biru. Pada variasi konsentrasi, 250 ml larutan zat warna metilen biru disiapkan dalam konsentrasi 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, 10 ppm, dan 12 ppm. Pada variasi ph, 250 ml larutan zat warna metilen biru disiapkan dalam konsentrasi 10 dan diatur ph nya sebesar 2, 4, 6, 8, dan 10. Penyesuaian ph larutan tersebut dapat dicapai dengan menggunakan larutan HCl 1 M ataupun NaOH 1 M dan dideteksi menggunakan ph-meter. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan analisis pada tahap awal, diketahui bahwa sampel HA yang memberikan fasa kristal yang dominan dan luas permukan terbesar adalah HA dengan waktu kristalisasi 600 o C serta pada temperatur kristalisasi 800 o C tidak diperoleh HA melainkan CaCO 3. Tahap selanjutnya dilakukan sintesis HA pada temperatur kristalisasi 600 o C dengan variasi waktu kristalisasi yaitu 1 jam, 2 jam, dan 3 jam. Di bawah ini akan diuraikan hasil analisis dengan menggunakan masing-masing instrumen XRD, BET, dan SEM. Karakterisasi Sampel HA Analisis X-ray Diffraction (XRD) Secara kualitatif, dapat dilihat pada Gambar 1 bahwa tinggi peak yang dominan pada waktu kristalisasi 3 jam lebih tinggi daripada tinggi peak yang dominan pada waktu kristalisasi 1 jam maupun 2 jam. Maka dapat disimpulkan bahwa, fraksi fasa kristal pada waktu kristalisasi 3 jam lebih banyak dibandingkan pada waktu kristalisasi 1 jam maupun 2 jam. Dari hasil analisis XRD pada sampel yang diperoleh pada temperatur kristalisasi 600 o C selama 3 jam, dapat diperlihatkan bahwa produk berupa HA dengan pengotor berupa Ca 3 (PO 4 ) 2. Hasil pengamatan lain yang diperoleh adalah produk HA berupa polykristal dimana terdapat bentuk kristal dan amorf.

4 a HAP b HAP c HAP Ca3(PO4)2 Gambar 1 Hasil analisis XRD sampel HA yang diperoleh pada T = 600 o C dengan waktu (a) 1 jam; (b) 2 jam; dan (c) 3 jam Analisis Brunnaeur Emmett Teller (BET) Berdasarkan hasil analisis dengan metode BET, variasi temperatur kristalisasi memberikan efek yang cukup signifikan pada penambahan luas permukaan HA. Pada temperatur 800 o C

5 diperoleh luas permukaan yang paling besar, namun menurut hasil analisis XRD tidak diperoleh HA sehingga sampel ini tidak digunakan lebih lanjut. Hasil analisis dengan metode BET pada sampel HA dengan variasi waktu kristalisasi 1 jam, 2 jam, dan 3 jam pada temperatur kristalisasi 600 o C disajikan pada Tabel 1. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa pada waktu kristalisasi 3 jam dihasilkan luas permukaan yang lebih besar, daripada waktu kristalisasi 1 jam maupun 2 jam. Dapat disimpulkan bahwa efek waktu kristalisasi tidak terlalu signifikan terhadap penambahan luas permukaan. Tabel 1 Hasil analisis BET sampel HA untuk variasi waktu kristalisasi Waktu Kristalisasi BET Surface Area (jam) (m 2 /g) 1 129, , ,40 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) Hasil analisis SEM menunjukkan hasil bahwa seluruh bentuk yang dihasilkan sama. Partikel-partikel yang dihasilkan berbentuk tidak beraturan seperti spherical dan oval. Pada perbesaran 150 kali, dapat dilihat bahwa HA yang diperoleh memiliki permukaan yang berpori sehingga cocok untuk dijadikan adsorben. Hasil analisis SEM pada sampel HA dengan temperatur kristalisasi 400 o C serta 600 o C selama 1 jam dan 2 jam menghasilkan hasil yang tidak jauh berbeda dengan hasil analisis pada waktu kristalisasi 3 jam pada temperatur 600 o C yang ditunjukkan pada Gambar 2. a b Gambar 2 (a) Hasil analisis SEM sampel HA yang diperoleh pada T = 600 o C selama 3 jam dengan (a) perbesaran 150 kali; (b) perbesaran kali. Adsorpsi Tahap Pertama dan Kedua Pada percobaan pendahuluan, telah dilakukan proses adsorpsi pada larutan zat warna metilen biru dengan konsentrasi 10 ppm dalam 250 ml menggunakan water shaker bath pada skala pengadukan 10. Percobaan dilakukan pada temperatur 25 o C selama 3 x 24 jam menggunakan 0,5 gram adsorben yang berupa serbuk kulit telur dan HA tanpa kristalisasi. % removal yang dihasilkan relatif rendah, yaitu 7,152% untuk adsorben yang berupa serbuk kulit telur dan 9,289% untuk adsorben yang berupa HA tanpa kristalisasi, sehingga dilakukan variasi untuk meningkatkan % removal tersebut. Variasi percobaan tahap pertama yang dilakukan pada tahap sintesis HA adalah variasi temperatur kristalisasi HA, yaitu 400 o C, 600 o C, dan 800 o C. Menurut analisis XRD, pada tahap sintesis HA dengan variasi temperatur kristalisasi HA 800 o C tidak diperoleh HA

6 sehingga proses adsorpsi tidak dilakukan dan HA dengan temperatur kristalisasi 600 o C yang menghasilkan karakterisasi terbaik. Tabel 2 Hasil % removal pada percobaan adsorpsi metilen biru menggunakan adsorben HA dengan variasi temperatur kristalisasi 400 o C dan 600 o C % % C awal C hari-1 C hari-2 C hari-3 removal removal (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) hari-1 hari-2 Variasi ( o C) % removal hari o C 10,7249 9, ,275 9, ,833 8, , o C 10, , ,96 5, ,390 5,935 40,818 Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa peningkatan temperatur kristalisasi memberikan efek yang cukup signifikan terhadap % removal proses adsorpsi. Hal ini sesuai dengan hasil analisis karakterisasi yang menunjukkan bahwa HA dengan temperatur kristalisasi 600 o C lebih baik daripada HA dengan temperatur kristalisasi 400 o C sehingga dapat menghasilkan % removal tertinggi pada proses adsorpsi. Selain itu, dapat dilihat bahwa proses adsorpsi yang dilakukan hingga hari ke-2 dan hari-3 tidak efisien dikarenakan karena kenaikan % removal yang tidak signifikan dan waktu yang terlalu lama. Oleh karena itu, waktu kesetimbangan untuk proses adsorpsi selanjutnya adalah 1 hari (24 jam). Kemudian, variasi percobaan tahap kedua yang dilakukan pada tahap sintesis HA adalah variasi waktu kristalisasi HA, yaitu selama 1 jam, 2 jam, dan 3 jam. Variasi waktu kristalisasi HA dilakukan pada temperatur 600 o C karena menghasilkan karakterisasi terbaik. Menurut hasil analisis, HA dengan temperatur kristalisasi 600 o C dengan waktu kristalisasi 3 jam yang menghasilkan karakterisasi terbaik. Tabel 3 Hasil % removal pada percobaan adsorpsi metilen biru menggunakan adsorben HA 600 o C dengan variasi waktu kristalisasi Variasi (jam) C awal (ppm) C akhir (ppm) % removal 1 jam 10, , , jam 10, , , jam 10, , ,96 Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa lama waktu kristalisasi HA memberikan efek yang signifikan terhadap % removal proses adsorpsi. Seperti yang diketahui sebelumnya, % removal HA dengan variasi waktu kristalisasi 3 jam pada temperatur 600 o C lebih tinggi daripada HA dengan temperatur kristalisasi 400 o C 3 jam. Oleh karena itu, HA dengan waktu kristalisasi 3 jam pada temperatur kristalisasi 600 o C yang akan digunakan pada proses adsorpsi dengan variasi konsentrasi dan ph larutan zat warna metilen biru. Adsorpsi dengan Variasi ph Awal Larutan Metilen Biru Proses adsorpsi ke permukaan adsorben dipengaruhi terutama oleh muatan permukaan adsorben. Muatan pada permukaan adsorben dipengaruhi oleh ph pada larutan. Molekul adsorben dan molekul adsorbat memiliki gugus fungsi yang dipengaruhi konsentrasi ion H + dalam larutan. Semakin tinggi ph (semakin basa) seharusnya semakin tinggi pula kapasitas adsorpsi. Karena pada ph rendah, terjadi persaingan antar ion H + dalam larutan sedangkan pada ph basa ion H + semakin berkurang dan ion OH - semakin banyak sehingga penyerapan zat warna akan semakin banyak (Saha 2010; Saha 2011). Kurva % removal terhadap ph dapat dilihat pada Gambar 3.

7 Pada Gambar 3, dapat dilihat bahwa semakin tinggi ph maka penyerapan zat warna yang terjadi semakin meningkat yang ditandai dengan kenaikan % removal. Hasil menunjukkan bahwa zat warna digunakan yaitu metilen biru bersifat kationik dan memiliki banyak ion H + sehingga cenderung diserap oleh adsorben yang permukaannya bermuatan negatif. Gaya tarik menarik ini semakin kuat dengan penambahan ion OH - pada proses adsorpsi yang menyebabkan semakin banyaknya ion OH - pada permukaan adsorben sehingga semakin banyak zat warna metilen biru yang teradsorp. Hal ini menunjukkan bahwa proses adsorpsi zat warna metilen biru bekerja optimal pada kondisi basa. Gambar 3 Kurva profil % removal terhadap variasi ph awal larutan zat warna Penentuan Model Adsorpsi Isotermal Pada proses adsorpsi dengan variasi konsentrasi larutan zat warna metilen biru yaitu 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, 10 ppm, dan 12 ppm dalam 250 ml akan dilakukan penentuan model adsorpsi isotermal. Adsorben HA yang digunakan masing-masing sebanyak 0,5 gram. Proses adsorpsi menggunakan water shaker bath pada skala 10 dengan temperatur 25 o C.. Gambar 4 Kurva qe terhadap C awal larutan Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa semakin besar kosentrasi larutan zat warna metilen biru, maka nilai qe yang diperoleh semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi konsentrasi maka zat terlarut dalam larutan juga semakin banyak, sehingga driving force proses adsorpsi pun semakin besar. Pada kasus dimana konsentrasi awal zat warna yang lebih besar, maka driving force lebih besar sehingga dapat mengatasi tahanan pada perpindahan massa yang terjadi di interface antara fasa padatan dengan fasa larutan, dan akan menghasilkan kapasitas adsorpsi yang lebih besar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Pada konsentrasi larutan zat warna metilen biru yang tinggi, yaitu 10 dan 12 ppm, nilai q pada saat kesetimbangan tidak terlalu berbeda jauh jika dibandingkan dengan konsentrasi

8 lainnya. Hal ini dikarenakan kapasitas adsorpsi adsorben yang hampir maksimal pada nilai q tersebut, sehingga nilai q yang diperoleh tidak terlalu jauh walaupun konsentrasi larutan dinaikkan lagi. Proses adsorpsi dilakukan hingga mencapai kesetimbangan setelah waktu tertentu yang ditandai dengan perolehan %T yang konstan, yaitu selama 24 jam. Adsorpsi isotermal menggambarkan hubungan kesetimbangan antara konsentrasi adsorbat (zat warna metilen biru) dalam fasa cair dengan keadaan pada permukaan adsorben (HA). Model adsorpsi isotermal yang digunakan dalam perhitungan adalah isoterm Langmuir, Freundlich, Tempkin, dan Dubinin-Radushkevich. Data perhitungan model isoterm Langmuir, Tempkin, dan Freundlich disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 Data perhitungan model isoterm Langmuir, Tempkin, Freundlich, dan Dubinin- Radushkevich Langmuir Freundlich Variasi qm Ka R 2 K f 1/n R 2 Konsentrasi -15,924-0,0155 0,0283 0,222 1,1378 0,8654 Tempkin Dubinin-Radushkevich Variasi λ β R 2 K qm R 2 Konsentrasi 0, ,2794 0,9467 0, ,598 0,9949 Pada model isoterm Freundlich, K f merupakan konstanta Freundlich yang merupakan fungsi dari energi adsorpsi dan temperatur. Konstanta Freundlich menunjukkan koefisien distribusi yang mewakili kapasitas dari adsorpsi. Selain itu, 1/n menunjukkan intensitas dari adsorpsi yang mengindikasi distribusi relatif dari energi bergantung pada sifat dan kekuatan dari proses adsorpsi. Menurut literatur, jika 1 < n < 10 maka menunjukkan adsorpsi tersebut favourable. Nilai n yang diperoleh adalah 0,8789 (<1). Hal ini menunjukkan bahwa adsorpsi tersebut unfavourable (Cai-yun Tan 2010; Saha 2010). Pada model isoterm Dubinin-Radushkevich, konstanta qm menunjukkan kapasitas maksimum adsorpsi dan K menunjukkan koefisien yang berkaitan dengan energi rata-rata dari proses adsorpsi (Cai-yun Tan 2010). Selain itu, terdapat parameter lain yaitu E, yang menunjukkan energi rata-rata proses adsorpsi. Menurut literatur, jika E < 8 KJ/mol maka menunjukkan mekanisme mengikuti adsorpsi fisika, sedangkan 8 < E < 16 KJ/mol maka menunjukkan mekanisme mengikuti adsorpsi kimia. Pada percobaan ini dihasilkan nilai E = 0,5 KJ/mol (E < 8 KJ/mol), hal ini menunjukkan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi merupakan adsorpsi fisika (Saha 2010). Pada model isoterm Langmuir, R square (R 2 ) yang dihasilkan tidak sebaik isoterm yang lain. Asumsi yang digunakan pada model isoterm adsorpsi Langmuir adalah proses adsorpsi yang terjadi sebatas hanya pada lapisan monolayer. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa proses adsorpsi yang terjadi adalah multilayer. Perbandingan Kurva qe terhadap Ce untuk percobaan, isoterm Langmuir, isoterm Freundlich, isoterm Tempkin, dan isoterm Dubinin-Radushkevich ditunjukkan pada Gambar 5.

9 Gambar 5 Perbandingan Kurva qe terhadap Ce untuk percobaan, isoterm Langmuir, isoterm Freundlich, isoterm Tempkin, dan isoterm Dubinin-Radushkevich Berdasarkan Gambar 5, kecenderungan data yang mendekati hasil percobaan adalah model isoterm Dubinin-Radushkevich. Hal ini pun didukung oleh nilai R 2 dari model isoterm Dubinin-Radushkevich yang lebih baik daripada isoterm Langmuir, Freundlich, dan Tempkin. Dapat disimpulkan bahwa model isotermal adsorpsi yang sesuai pada percobaan ini adalah Dubinin-Raduchkevich. Penentuan Model Kinetika Adsorpsi Kinetika adsorpsi perlu dicari untuk mengetahui profil konsentrasi larutan zat warna selama proses adsorpsi berlangsung sebelum mencapai tahap kesetimbangan. Pada perhitungan kinetika adsorpsi, digunakan empat metode yaitu pseudo orde satu,pseudo orde dua, elovich, dan model intraparticle diffusion untuk menentukan kinetika yang paling sesuai dengan adsorpsi menggunakan adsorben HA. Tabel 5 Data hasil perhitungan model kinetika adsorpsi Pseudo First Order Pseudo Second Order qe k1 R 2 qe k2 R 2 1, , ,933 1, , ,9767 Elovich Model Intraparticle Diffusion A E B E R 2 Kdif C R 2 4, , ,9258 0,0329 0,3716 0,9503 Pada model intraparticle diffusion, semakin besar nilai C maka semakin kecil efek dari intraparticle diffusion (Cai-yun Tan 2010). Nilai C yang diperoleh pada percobaan ini adalah 0,3716 dan tidak dapat memastikan efek dari intraparticle diffusion pada proses adsorpsi. Namun jika dilihat pada Gambar 6, grafik tidak melewati koordinat (0,0) sehingga dapat disimpulkan bahwa model intraparticle diffusion bukanlah satu-satunya faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi tersebut (Islam 2010).

10 Gambar 6 Grafik kinetika adsorpsi model Intraparticle Diffusion Dari data pada Tabel 5, nilai R 2 pada pseudo orde dua lebih baik daripada pseudo orde satu, Elovich, dan model Intraparticle Diffusion, sehingga menandakan bahwa proses adsorpsi berlangsung mengikuti kinetika adsorpsi pseudo orde dua. Nilai R 2 yang diperoleh adalah 0,9767. Dari parameter kinetika pseudo orde dua, diperoleh laju awal adsorpsi (h) yaitu 0, mg.g -1.min -1. KESIMPULAN Kulit telur ayam dapat disintesis menjadi HA dan digunakan untuk mengadsorp zat warna metilen biru. Dari penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa HA dengan temperatur pengkristalan 600 o C dan waktu pengkristalan 3 jam menghasilkan fasa kristal terbanyak dan ukuran rata-rata kristal terbesar, menghasilkan permukaan yang berpori, dan luas permukaan terbesar, yaitu 130,40 m 2 /g. Proses adsorpsi yang terjadi mengikuti model isotermal adsorpsi Dubinin-Radushkevich dan mengikuti kinetika reaksi pseudo orde dua serta pada ph basa kapasitas adsorpsi akan semakin meningkat. DAFTAR PUSTAKA Angelina, S. dan Riviani, (2012), Studi Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru Menggunakan Adsorben dari Kulit Telur Ayam dengan Perlakuan Basa, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Katolik Parahyangan. Arami, M., et al, (2008), Evaluation of the adsorption kinetics and equilibrium for the potential removal of acid dyes using a biosorbent, Chemical Engineering Journal, 139, pp Cai-yun Tan, M.L., et al, (2010), Biosorption of Basic Orange from aqueous solution onto dried A. filiculoides biomass: Equilibrium, kinetic and FTIR studies, Desalination, 266, pp Islam, M., et al, (2010), Physicochemical characterization of hydroxyapatite and its application towards removal of nitrate from water, Journal of Environmental Management, 91, pp Meski, S., et al, (2010), Removal of Lead Ions by Hydroxyapatite Prepared from The Egg Shell, J. Chem. Eng. Data, 55, pp Nitayapat, N. and Pramanpol, N., (2006), Adsorption of Reactive Dye by Eggshell and Its Membrane, Kasetsart J. (Nat. Sci.), 40(Suppl.), pp

11 Saha, P., et al, (2010), Insight into adsorption equilibrium, kinetics and thermodynamics of Malachite Green onto clayey soil of Indian origin, Chemical Engineering Journal, 165, pp Saha, P. and Chowdhury, S., (2011), Adsorption Thermodynamics and Kinetics of Malachite Green onto Ca OH 2-Treated Fly Ash, Journal of Environmental Engineering, pp Sulistyowati, E. dan Mahreni, et al, (2012), Pembuatan Hidroksi Apatit dari Kulit Telur. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia "Kejuangan", C07, pp. 1-5.

12