BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id Pembuatan Kitosan dari Cangkang Keong Mas untuk Adsorben Fe pada Air BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka A.1. Keong mas Keong mas adalah siput sawah yang merupakan salah satu hama tanaman padi. Keong mas hidup di kolam, sawah yang beririgasi. Keong mas membenamkan diri pada tanah lembab selama musim kering. Keong mas dapat bertahan hidup hingga 6 bulan dengan membenamkan diri dalam tanah. Keong mas menjadi aktif kembali ketika tanah tempat hidupnya tergenang air. Klasifikasi keong mas: Filum : Molluska Kelas : Gastropoda Subkelas : Prosobranchiata Ordo : Mesogastropoda Famili : Ampullaridae Genus : Pomacea Spesies : Pomacea canaliculata Lamarck Keong mas memiliki cangkang berwarna coklat sampai kuning muda. Ukuran diameter cangkang keong mas biasanya 2,5 cm, untuk keong mas dewasa dapat mencapai diameter 4 cm dengan berat gram. Cangkang keong mas berbentuk bundar dan menara pendek, tebal lima sampai enam putaran di dekat menara. Berdasarkan penelitian cangkang keong mas ini mengandung kadar air 5,8%; protein 2,19%; dan mineral 15,20%. Cangkang hewan dari golongan crustacean, anthropoda, dan gastropoda seperti keong mas ini mengandung senyawa kitin yang dapat dijadikan kitosan yang memiliki banyak manfaat, antara lain untuk pengawet alami, obat-obatan, antioksidan, penyerap zat warna, dan adsorben logam (Wiyarsi,2008). 4

2 digilib.uns.ac.id 5 A.2. Kitin Kitin adalah polimer kedua terbanyak di alam setelah selulosa. Kitin memiliki struktur yang mirip dengan selulosa. Perbedaannya adalah selulosa tersusun atas monomer glukosa, sedangkan kitin tersusun dari monomer N- asetilglukosamin (Hastuti B dan Masykur A, 2010). Struktur selulosa dan kitin diperlihatkan pada gambar II.1 Gambar II.1 Struktur Selulosa dan Kitin Kitin berbentuk Kristal, mudah terdegradasi secara biologis, tidak larut dalam air, larutan basa encer dan pekat, larutan asam-asam organic dan anorganik encer, akan tetapi larut dalam larutan asam-asam pekat seperti HCl, H 2 SO 4, HNO 3, dan HCOOH anhidrat (Arief Usman, 2003). Kitin diperoleh dengan melakukan sejumlah proses pemurnian. Proses isolasi kitin terdiri dari dua tahap utama, yaitu deproteinasi dan demineralisasi. Deproteinasi bertujuan untuk menghilangkan protein yang terdapat dalam cangkang, tahap ini dilakukan dengan menambahkan NaOH pada konsentrasi rendah, dengan reaksi sebagai berikut:

3 digilib.uns.ac.id 6 Gambar II.2 Reaksi Deproteinasi Tahap demineralisasi dilakukan untuk memurnikan kitin dari mineralmineral yang terkandung dalam cangkang. Tahap ini dilakukan dengan menambahkan HCl encer, dengan reaksi sebagai berikut: Gambar II.3 Reaksi Demineralisasi A.3. Kitosan Kitosan adalah kitin yang telah dihilangkan gugus asetilnya, melalui proses deasetilasi dengan penambahan NaOH dengan konsentrasi tinggi. Kitosan merupakan suatu senyawa polimer dari glukosamina pada ikatan beta-1,4 atau polimer dari 2-amino-2-deoksi-D-glukosa. Struktur kitosan dapat dilihat pada gambar II.2

4 digilib.uns.ac.id 7 Gambar II.4 Struktur Kitosan Pada gambar II.1 dan gambar II.2 terlihat perbedaan antara kitin dan kitosan terletak pada kumpulan-kumpulan asetamida (NH-COCH 3 ) sedangkan kitosan mengandung gugus amino (NH 2 ). Berdasarkan penelitian yang dilakukan didapatkan kandungan air 1,2%; kandungan mineral 11,18%; dan kandungan protein 2,19%. Penelitian kitosan sebagai adsorben telah banyak dilakukan dan kesemuanya menunujukan karakteristik sifat pada : (1) kemampuannya yang cukup tinggi dalam mengikat ion logam, (2) kemungkinan pengambilan kembali yang relative mudah terhadap ion logam yang terikat pada kitosan dengan menggunakan pelarut tetentu. Keunggulan adsorben kitosan adalah dapat digunakan untuk penanganan limbah secara berulang-ulang (Rakhmawati, 2007) A.4. Adsorpsi Adsorpsi adalah suatu peristiwa fisik yang terjadi pada permukaan suatu padatan. Adsorpsi terjadi jika gaya tarik menarik antara zat terlarut dengan permukaan penyerap dapat mengatasi gaya tarik menarik antara pelarut dengan permukaan penyerap. Zat yang terserap disebut adsorbat sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Berdasarkan besarnya interaksi anatara adsorben dan adsorbat, adsorpsi dibedakan menjadi dua macam yaitu adsorpsi fisika (fisisorption) dan adsorpsi kimia (kemisorption). Adsorpsi fisika terjadi jika interaksi antara adsorben dan adsorbat melibatkan gaya van der walls yang menyebabkan adsorbat terikat atau tertarik pada molekul adsorben. penjerapan ini bersifat reversible, atom-atom atau ion-ion yang sudah terikat dapat dilepaskan kembali dengan bantuan pelarut

5 digilib.uns.ac.id 8 tertentu yang memiliki sifat sama dengan atom yang diikat. Sedangkan pada adsorpsi kimia molekul-molekul yang teradsorpsi pada permukaan bereaksi secara kimia. Adsorpsi kimia bersifat irreversible karena ikatan yang tejadi cukup kuat, sehingga dibutuhkan energi yang cukup besar untuk melepaskan kembali adsorbat. Adsorpsi oleh zat padat ditandai oleh kenyataan-kenyataan sebagai berikut (Wiyarsi, 2008) : a. adsorpsi bersifat selektif, artinya suatu adsorben dapat menyerap banyak sekali suatu zat, tetapi tidak menyerap zat-zat tertentu. b. kecepatan adsorpsi berkurang dengan semakin banyaknya zat yang diserap. c. Jumlah zat yang diserap tergantung temperatur, semakin jauh jarak antara temperature penyerapan dari temperatur kritis, maka semakin sedikit jumlah zat yang diserap. A.5. Air Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air yang dibutuhkan adalah air bersih dan hygiene serta memenuhi syarat kesehatan yaitu air yang jernih, tidak berwarna, tawar, dan tidak berbau. Salah satu sumber air bersih yang dimanfaatkan oleh manusia adalah air tanah. Air tanah merupakan sebagian air hujan yang mencapai permukaan bumi dan meresap ke dalam lapisan tanah dan menjadi air tanah. A.6. Logam Besi (Fe) Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26. Fe menempati urutan sepuluh besar sebagai unsur di bumi. Fe menyusun 5-5,6% dari kerak bumi dan menyusun 35% dari massa bumi. Konsentrasi tertinggi terdapat

6 digilib.uns.ac.id 9 pada lapisan dalam dari inti bumi dan sejumlah kecil terdapat di lapisan kerak bumi. Besi adalah salah satu mineral penting bagi manusia dan berperan sebagai fasilitator transport O 2 dalam hemoglobin. Manusia mendapat mineral besi baik dari makanan seperti sayuran hijau maupun air minum (air murni atau telah diolah). Dalam tubuh manusia besi berlebih akan merusak sel alat pencernaan secara langsung, lalu besi akan mengikuti peredaran darah. Kerusakan sel juga meluas pada hati, jantung, dan organ lain, bahkan bisa berakhir pada kematian. (Widowati, dkk., 2008). Konsentrasi besi di dalam air juga akan memberi dampak lain seperti rasa air menjadi metalik, dan dapat menyebabkan noda pada pakaian dan bak-bak kamar mandi. Kadar besi maksimal yang diperbolehkan dalam air adalah 0,3 mg/liter. (PERMENKES: 492/Menkes/Per/IV/2010)

7 digilib.uns.ac.id 10 B. Kerangka Pemikiran Cangkang keong mas Dicuci dan dipisahkan dari dagingnya Deproteinasi: Menambahkan 750 gram NaOH dan Air 20 liter Dipanaskan sampai 1 jam Ditiriskan, cuci cangkang dengan menggunakan air sebanyak 5 kali cuci Demineralisasi: Menambahkan 1 liter HCl dan air 20 liter Dipanaskan sampai 15 menit Ditiriskan, cuci cangkang dengan menggunakan air sebanyak 2 kali cuci Deasetilasi: Menambahkan 2,5 kg NaOH dan air 20 liter Dipanaskan sampai 1 jam Ditiriskan, cuci cangkang dengan menggunakan air sebanyak 10 kali cuci Kitosan