Penyerapan Zat Warna Tekstil BR Red HE 7B Oleh Jerami Padi +) Saepudin Suwarsa Jurusan Kimia FMIPA - ITB Jl. Ganesa 10 Bandung, 40132

Transkripsi

1 JMS Vol. 3 No. 1, hal , April 1998 Penyerapan Zat Warna Tekstil BR Red HE 7B Oleh Jerami Padi +) Saepudin Suwarsa Jurusan Kimia FMIPA - ITB Jl. Ganesa 10 Bandung, Diterima tanggal 20 Desember 1997, disetujui untuk dipublikasikan 8 Januari 1998 Abstrak Jerami padi merupakan limbah pertanian yang cukup besar jumlahnya dan belum banyak dimanfaatkan. Sebagian besar jerami padi di Indonesia dibakar saja menjadi abu, sebagiannya lagi untuk makanan ternak. Di lain pihak pada saat ini di negara kita telah berkembang industri tekstil. Air, zat warna tekstil dan bahan lainnya banyak dipakai dalam proses industri tekstil tersebut, yang sebahagiannya akan merupakan bahan sisa pengolahan yang dibuang sebagai air limbah industri tekstil khususnya dari proses pencelupan, merupakan sumber pencemar berat terutama karena mengandung zat warna tekstil. Telah diteliti kemungkinan penggunaan jerami padi untuk menyerap zat warna tekstil. Dalam penelitian ini, jerami padi diolah terlebih dahulu dengan cara dipanaskan dengan larutan NaOH 2%, kemudian dicuci sampai netral. Kondisi penyerapan optimal zat warna tekstil jenis BR. Red HE 7B oleh jerami padi telah ditentukan. Pada kondisi asam Hl 0,1 M kapasitas penyerapan zat warna tekstil oleh jerami padi adalah 9,8 mg/g. Abstract The straw in a agricultural wastes which is accumulated in a large quantity but still not much utilized, a part of it was burned and the other is used in a small part as an animals feed. At present, in Indonesia textile industries are so developed such that dyestuff and other colouring substances were very much used in the process especially in the dying process. Part of them was discarded as a waste and becomes a pollutant, when it is discharged to the river in the environment. The straw have been investigated in a way that it can adsorb the dyestuff. Straw was first heated in 2% sodium hydroxide solution prior to usage followed by washing with water to neutral. The optimum adsorption was then determined. In the 0,1 M hydrochloric acid condition 1 gram of the straw adsorbed 9,8 mg of BR Red HE 7B dyes. 1. Pendahuluan Perkembangan industri tekstil di Indonesia telah maju dengan pesat, dampak negatif dari pembangunan industri tekstil tersebut terutama dari proses pencelupan adalah pencemaran lingkungan apabila air limbahnya dibuang ke selokan atau sungai tanpa diolah terlebih dahulu. +) Dipresentasikan pada Seminar Nasional Kimia, Bandung Nopember

2 JMS Vol. 3 No 1, April Air selokan menjadi berwarna dan merubah kualitas air selokan atau air sungai sehingga tidak sesuai peruntukannya. ara yang umum dilakukan untuk pengolahan limbah tekstil ini adalah cara koagulasi dan filtrasi. Dalam penelitian ini, diteliti kemungkinan penggunaan jerami padi untuk menyerap zat warna tekstil. Jerami padi merupakan limbah pertanian yang jumlahnya banyak dan belum banyak dimanfaatkan 1). Komponen utama pada jerami padi adalah selulosa. Dari hasil penelitian pendahuluan 2), serbuk gergaji yang mengandung selulosa ternyata dapat menyerap zat warna tekstil. Dengan demikian maka dapat diharapkan jerami padi juga akan dapat menerap zat warna tekstil. Dalam penelitian ini diteliti dan ditentukan kapasitas penyerapan zat warna tekstil oleh jerami padi tersebut. Jerami padi direndam terlebih dahulu dalam larutan NaOH 2%, kemudian dicuci dengan air sampai netral. Jerami padi yang telah diolah ini digunakan untuk menyerap zat warna tekstil. Ada bermacam-macam jenis zat warna tekstil digunakan dalam proses pencelupan 3). Dalam penelitian ini digunakan zat warna tekstil BR Red HE 7B yang termasuk jenis zat warna reaktif berwarna merah yang banyak digunakan dalam pencelupan tekstil. Mekanisme Penyerapan Zat warna Tekstil Oleh Jerami Padi. Jerami padi mengandung selulosa yang di dalam struktur molekulnya mengandung gugus hidroksil atau gugus OH. Zat warna tekstil mengandung gugus-gugus yang dapat bereaksi dengan gugus OH dari selulosa sehingga zat warna tersebut dapat terikat pada jerami padi. Zat warna reaktif dapat mewarnai serat selulosa dalam kondisi tertentu dan membentuk senyawa dengan ikatan kovalen atau ikatan hidrogen dengan selulosa 4). Mekanisme penyerapan zat warna tekstil oleh selulosa dalam jerami padi dapat diterangkan sebagai berikut : (1) Gugus aktif dalam zat warna bereaksi dengan gugus OH dari selulosa dalam jerami padi. Zat warna reaktif mengandung gugus khlorida yang reaktif, yang dapat bereaksi dengan gugus OH dari selulosa sehingga terjadi reaksi pertukaran antara gugus OH dengan gugus reaktif dari zat warna tersebut.

3 34 JMS Vol. 3 No. 1, April 1998 l O - Selulosa N - N - ZW - NH - N + 2 HO - Selulosa ZW - NH - N + 2 Hl N = N = l O - Selulosa (2) Terjadinya ikatan hidrogen antara atom Nitrogen didalam zat warna tekstil dengan atom Hidrogen dari gugus OH dalam selulosa. l l.. Zat warna N + HO Selulosa N ---HO Selulosa l l (3) Dalam suasana asam : Selulosa OH + H + Selulosa OH + 2 Zat Warna l N: + H 2 O + Selulosa Zat Warna l N l l Selulosa + H 2 O (4) Dalam suasana asam : Zat Warna N l + H + Zat Warna N + H l Zat W arna l.. Zat W arna + N... N H + HO Selulosa O H Selulosa + + H l Keempat mekanisme reaksi diatas memungkinkan terserapnya zat warna tekstil oleh jerami padi.

4 JMS Vol. 3 No 1, April Percobaan dan hasil 2.1 Pengolahan jerami padi 1 kg jerami padi di cuci dengan air, kemudian dipotong-potong. Sebagian dari jerami padi ini digiling dengan alat blender hingga diperoleh serat-serat jerami padi atau bubuk jerami. Sebagian dari bubuk jerami direndam dalam larutan NaOH 2% dan dididihkan selama 30 menit, lalu di cuci hingga air cucian terakhir jernih dan netral, kemudian dikeringkan di udara terbuka. 2.2 Pembuatan spektrum absorpsi dan kurva kalibrasi zat warna tekstil BR Red HE 7B Spektrum absorpsi zat warna Dibuat larutan zat warna tekstil BR Red HE 7B 5 ppm sebanyak 100 ml, kemudian diukur absorbansinya pada berbagai panjang gelombang antara 400 nm sampai dengan 560 nm. Hasilnya tercantum pada gambar 1. Dari percobaan ini diperoleh panjang gelombang maksimum 525 nm Pembuatan kurva kalibrasi Dibuat serangkaian larutan zat warna tekstil dengan konsentrasi-konsentrasi 5 ppm; 10; 15; 20; 25; 30; 35 dan 40 ppm, masing-masing volumenya 100 ml. Kemudian masing-masing larutan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 525 nm. Hasil percobaan ini tercantum pada gambar 2. Dari percobaan ini dihasilkan : 1. Persamaan garis kurva kalibrasi : A = 0, Kepekaan analisis : 0,19 ppm 3. Daerah konsentrasi : 8,54 ppm s/d 34,19 ppm

5 36 JMS Vol. 3 No. 1, April Penyerapan zat warna tekstil BR.Red HE 7B oleh jerami padi yang diolah Penentuan kondisi penyerapan optimum. ara Kerja : 1 gram jerami padi direndam dalam 100 ml larutan zat warna 20 ppm, masingmasing dalam kondisi asam Hl : 0,001 M; 0,01 M; 0,1 M; 0,2 M; 0,3 M; 0,4 M, kemudian diukur absorbansinya dengan waktu perendaman 1 jam; 2; 3; 4; 5; 6; 7 dan 8 jam. Hasil percobaan ini tercantum pada tabel 1 dan 1a. Dari percobaan ini dapat di tarik kesimpulan bahwa : 1. Kondisi penyerapan optimum adalah pada konsentrasi Hl 0,1 M 2. Waktu penyerapan optimum : 7 jam Penentuan serapan optimum zat warna oleh jerami padi yang diolah. ara Kerja : 1 gram jerami padi bubuk direndam dalam 100 ml larutan zat warna BR.Red HE 7B yang konsentrasinya bervariasi antara 10 sampai 100 ppm dengan kondisi penyerapan yang optimum. Hasil percobaan ini tercantum pada tabel 2. Dari percobaan ini dapat di tarik kesimpulan : 1. Makin tinggi konsentrasi zat warna tekstil yang diserap oleh jerami padi, maka makin besar kapasitas penyerapannya. 2. Kapasitas penyerapan maksimum yang diperoleh dalam penelitian ini adalah 9,8 mg zat warna per gram jerami padi. 3. Kesimpulan Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Kondisi optimum untuk penyerapan zat warna tekstil BR.Red HE 7B oleh jerami padi yang diolah adalah pada keasaman Hl 0,1 M dengan waktu perendaman (cara bath) selama 7 jam. 2. Kapasitas penyerapan maksimum zat warna BR.Red HE 7B oleh jerami padi adalah 9,8 mg/g, pada konsentrasi awal zat warna 100 ppm dan suhu kamar 27. Dari hasil penelitian ini ternyata bahwa penggunaan jerami padi untuk menyerap zat warna tekstil dalam larutan air, lebih efektif jika konsentrasi zat warnanya tinggi, karena makin

6 JMS Vol. 3 No 1, April tinggi konsentrasi zat warna yang diserapkan, kapasitas penyerapannya makin besar. Dengan demikian mengolah zat warna tekstil dan bak larutan pencelupan lebih efektif dari pada mengolah zat warna yang ada dalam bak penampang yang telah mengalami pencemaran. 4. Ucapan terima kasih Kepada pimpinan jurusan Kimia-FMIPA-Institut Teknologi Bandung kami ucapkan terima kasih atas penggunaan segala fasilitas yang memungkinkan penelitian ini dilaksanakan. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada saudara Nurhadi Ndaru Prijono yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini, staf Pengelola Laboratorium Tekstil di Universitas Bandung Raya atas bantuan zat warna tekstil dan kepada Dr. Buchari dan Dr. Sadijah Achmad atas diskusinya dalam menyempurnakan makalah ini. Referensi 1. Tangendjaya dan Budi, "Pemanfaatan limbah padi untuk industri", Padi buku 3, Pusat Penelitian dan Pengembangan tanaman Pangan, Bogor Saepudin Suwarsa, "Studi Pendahuluan Penggunaan Serbuk Gergaji untuk menghilangkan zat warna tekstil dalam air buangan", ITB-Bandung Isminingsih, L. Djufri dan Rassid, Pengantar Kimia Zat Warna, Institut Teknologi Tekstil, Bandung Peters R.H. Textile hemistry Vol. III, the physical chemistry of dying, Elsevier Scientific Publishing ompany, New York 1975.

7 38 JMS Vol. 3 No. 1, April A panjang gelombang (nm) Gambar 1. Spektrum absorpsi zat warna tekstil BR RED HE7B y = x Absorban Konsentrasi zat warna (ppm) Gambar 2. Kurva kalibrasi zat warna BR.Red HE 7B pada panjang gelombang 525 nm. Persamaan garis kurva kalibrasi : A = 0,0234

8 JMS Vol. 3 No 1, April Tabel 1. Penyerapan 100 ml zat warna BR.Red HE 7B 20 ppm oleh 1 g jerami padi yang diolah pada berbagai waktu (t) dan konsentrasi Hl ABSORBANS t Berat jerami (g) : 1,0008 1,0013 1,0081 1,0006 1,0055 1,0077 (jam) Hl (M) : 0,001 0,01 0,1 0,2 0,3 0,4 1 0,367 0,194 0,108 0,086 0,081 0, ,367 0,155 0,081 0,078 0,060 0, ,357 0,134 0,071 0,060 0,060 0, ,337 0,119 0,058 0,060 0,056 0, ,314 0,116 0,053 0,060 0,056 0, ,310 0,097 0,053 0,058 0,053 0, ,301 0,092 0,051 0,056 0,051 0, ,301 0,092 0,051 0,056 0,051 0,058 Tabel 1a. Daya serap jerami padi terhadap zat warna BR.Red HE 7B 20 ppm pada berbagai waktu (t) dan konsentrasi Hl Kapasitas penyerapan : mg / g jerami t (jam) Hl (M) : 0,001 0,01 0,1 0,2 0,3 0,4 1 0,432 1,169 1,526 1,631 1,645 1, ,432 1,336 1,641 1,665 1,734 1, ,474 1,425 1,683 1,742 1,734 1, ,559 1,489 1,738 1,742 1,751 1, ,657 1,502 1,759 1,742 1,751 1, ,675 1,583 1,759 1,751 1,764 1, ,713 1,605 1,768 1,759 1,772 1, ,713 1,605 1,768 1,759 1,772 1,739

9 40 JMS Vol. 3 No. 1, April 1998 Tabel 2. Pengaruh konsentrasi zat warna terhadap daya serap jerami padi Berat jerami Konsentrasi zat warna Absorbans setelah Daya serap (g) (ppm) penyerapan (mg / g) 1, ,000 1,0 1, ,000 2,0 1, ,000 2,9 1, ,002 4,0 1, ,004 4,9 1, ,007 5,9 1, ,011 6,8 1, ,015 7,9 1, ,022 8,8 1, ,046 9,8