ELEKTRODEKOLORISASI LIMBAH CAIR ZAT WARNA BATIK DENGAN ELEKTRODA PbO 2 /Pb

Transkripsi

1 ELEKTRODEKOLORISASI LIMBAH CAIR ZAT WARNA BATIK DENGAN ELEKTRODA PO 2 /P Prihatuti Santini Lakmi Dewi, Didik Setiyo Widodo, M.Si, Adul Hari, M.Si Juruan Kimia, Fakulta Sain dan Matematika, Univerita Diponegoro Jalan Prof. Soedarto, Temalang, Semarang 50275, Telepon (024) Atrak: Telah dilakukan penelitian tentang elektrodekoloriai limah cair zat warna atik dengan elektroda PO 2 /P. Tujuan penelitian ini adalah mendekoloriai limah (penghilangan warna) zat warna atik dengan cara elektrolii menggunakan PO 2 dan P dari aki eka kendaraan ermotor, penurunan angka parameter COD dan peningkatan kualita air etelah proe pengolahan limah zat warna atik dengan penyaringan molekular. Metode yang dilakukan pada penelitian ini dengan elektrolii larutan ampel limah zat warna pada potenial kerja 9 volt mengunakan PO 2 di anoda dan P di katoda. Larutan pacaelektrolii elanjutnya dieri perlakuan zeolit. Analii meliputi pengamatan warna, pengukuran aorani dengan pektrofotometer UV-Vi erta analia dengan intrumen AAS, nilai COD terhadap ampel eelum elektrolii, eudah elektrolii, dan etelah dilakukan penyaringan. Hail yang diperoleh ahwa elektrolii limah cair zat warna atik menggunakan PO 2 eagai anoda efektif mendekoloriai larutan ampel eear 100%, mengurangi nilai COD, dan meningkatkan kualita air dengan menurunkan konentrai total ion logam Fe dan Na + pada larutan ampel limah zat warna indigool dan remazol lack B. Kata kunci: Elektrolii, Elektrodekoloriai, Limah zat warna atik, PO 2 /P Atract: Ha done reearch on ue of electrodecolorization atik dye watewater uing PO 2 and P electrode. The purpoe of thi reearch are to decolorize atik dye watewater y electrolyi uing PO 2 and P atterie electrode, to decreae COD parameter and to increae quality of water after the treatment of dye wate atik y molecular filtration. Thi reearch wa carried out y electrolyzing wate dye ample olution at potential of 9 volt uing PO 2 a anode and P a cathode. Reult were filtered y natural zeolite. Analyi including oerving olution color, aorance meaurement y UV-Vi pectrophotometer and AAS intrument analyi, COD value of the ample efore and after electrolyi, and after filtering. Reult howed that electrolyi of dye wate atik uing PO 2 anode wa effective to decolorize that ample until 100% and to reduce COD value then molecular filtering of the ample could improve water quality y Fe reducing metal and Na + ion on indigool and remazol lack B dye wate. Keyword: Electrolyi, Electrodecolorization, Batik dye watewater, PO 2 /P

2 PENDAHULUAN Peningkatan volume uaha indutri atik tidak ejalan dengan pengetahuan para pengrajin untuk mengolah limah yang dihailkan pada proe akhir indutri ehingga jumlah limah yang dihailkan meningkat ehingga dapat meruak, mencemari lingkungan dan memahayakan keehatan manuia (Pura, 2009). Limah yang dihailkan dari indutri atik khuunya limah zat warna yang eraal dari proe pewarnaan atik ering langung diuang ke perairan ehingga dapat menyeakan pencemaran lingkungan (Alert dan Santika, 1984). Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan limah zat warna eelum diuang ke perairan dengan tujuan untuk meminimalkan pencemaran limah yang terjadi, volume limah, tokiita, dan dampak yang muncul. Upaya penanggulangan limah zat warna yang dihailkan dari proe pewarnaan atik telah dikemangkan dalam eragai metode antara lain koagulai, edimentai, adorpi, dan elektrokimia (elektrolii). Metode elektrokimia khuunya elektrolii memiliki anyak keuntungan yaitu tidak memerikan cemaran tamahan terhadap lingkungan, waktu proe yang leih ingkat, mampu mengatai limah zat warna dengan hail yang memuakan, dan tidak memutuhkan proe analii yang anyak dan rumit (Noorikhla, 2009). Faktor pendukung keerhailan dalam proe eletrolii yaitu elektoda. PO 2 memiliki eerapa keleihan yaitu inert, emikonduktor, tail, dan tahan terhadap koroi (Sire dkk.,2010; Peng dkk.,2007; Han dkk., 2011). Penggunaan PO 2 eagai anoda dapat memakimalkan proe elektrodekoloriai (Kong dkk., 2007). Penggunaan PO 2 eagai ahan elektroda telah dipatenkan oleh Ueda dkk., (1986). Penelitian terdahulu tentang penanganan limah zat warna dengan metode elektrolii (elektrodekoloriai) menggunakan PO 2 di anoda dan karon di katoda erhail dilakukan oleh Nirmaari (2008) dengan perentae dekoloriai 99,64 % pada ph 1. Hal ini juga didukung oleh penelitian yang dilakukan Noorihla (2009) yang menjelakan proe elektrodekoloriai dengan PO 2 di anoda dan P di katoda menghailkan peren degradai zat warna 100%. Oleh karena itu, akan dilakukan elektrodekoloriai dengan PO 2 di anoda dan P di katoda untuk menghilangkan warna larutan zat warna yang iaa digunakan dalam indutri atik. Pengurangan konentrai logam yang terdapat dalam limah zat warna dapat dilakukan melalui proe penyaringan molekuler. Penelitian yang telah dilakukan Payne dan Fattah (2004) menunjukkan ahwa mekanime adorpi zeolit dan karon aktif dapat menurunkan kandungan ion P 2+. Selanjutnya menurut penelitian yang dilakukan oleh Rahman dan Hartono (2004) kadar Fe dan Mn dapat turun eear 55% dan 40% karena penggunaan zeolit eagai pengolahan air. Hal tereut ejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Mazeikiene dkk (2010), Muzenda kk (2011) ahwa zeolit efektif untuk penanganan maalah lingkungan perairan tercemar. METODOLOGI PENELITIAN Bahan: Akuade, Na 2 SO 4 (proanali, Merck), lempeng PO 2 dan P dari aki eka kendaraan ermotor, limah zat warna indigool dan remazol lack B. Alat: Alat-alat gela, timangan elektrik (KERN), adaptor GW Intek GPR-3060D, pektrofotometer UV-Vi (Shimadzu), atomic aorption pectrometer (AAS) (PE 3110). Proedur Penelitian: Larutan ampel eanyak 150 ml ditamah 0,71 gram Na 2 SO 4 kemudian larutan dielektrolii pada potenial kerja 9 volt elama 300 menit untuk ampel indigool dan 240 menit untuk ampel remazol lack B. Setelah elektrolii ampel dipindahkan dalam wadah erii zeolit alam diterukan dengan penyaringan. Analii meliputi

3 pengamatan warna, pengukuran aorani dengan pektrofotometer UV-Vi, nilai COD erta analia konentrai logam HASIL DAN PEMBAHASAN Elektrolii larutan ampel indigool dan remazol lack B dilakukan pada potenial kerja 9 volt dimana didapatkan dari penentuan potenial kerja pada variai potenial antara 1-15 volt dengan intrumen AAS terhadap ampel eelum elektrolii, eudah elektrolii, dan etelah dilakukan penyaringan. dengan pengukuran aru etiap 3 menit. Penamahan Na 2 SO 4 kedalam larutan ampel pada proe elektrolii erfungi eagai elektrolit pendukung yang dapat menghantarkan aru elama elektrolii erlangung. Warna COD (ppm) Tael IV.1 Hail Analii Larutan Sampel Parameter Sampel Indigool Remazol Black B Seelum elektrolii Merah kecoklatan Hitam kekuningan Seudah elektrolii Tranparan Tranparan Seelum elektrolii 1213,4 1154,5 Seudah elektrolii 16,8 52,59 Waktu Elektrolii 6 jam 20 menit 4 jam Dari tael IV.1 diketahui adanya peruahan etelah proe elektrolii erlangung jika dilihat dari parameter yang diukur meliputi warna, angka COD, dan waktu elektrolii erlangung. Pada maing-maing larutan ampel terjadi penurunan intenita warna yang menandakan erkurangnya jumlah molekul zat warna dalam larutan ampel ehingga menyeakan terjadinya peruahan warna dari erwarna menjadi putih ening. Penggunaaan PO 2 eagai elektroda memiliki kemampuan memproduki radikal hidrokil yang dihailkan oleh pemecahan air oleh anoda. Radikal hidrokil tereut mampu mengokidai ampel zat warna dan menghailkan uatu radikal aru dengan enyawa tereut ehingga menyeakan uatu reaki erantai yang mendegradai enyawa tereut. Produk okidai di anoda erupa H 2 O dan CO 2 erta enyawa rantai pendek yang tidak lagi menyerap radiai pada panjang gelomang viile. Produk ini telah diidentifikai melalui penelitian terdahulu (Noorikhla, 2009). Kontriui terhadap dekoloriai dari pemakaian PO 2 eagai anoda dijelakan eagai erikut (Martono dan aiyah, 2000): PO 2 [ ] + H 2 O PO 2 [ OH] + H + + e - R + [ OH] R + H + + e - R + H + + e - CO 2 + CO + H 2 O, dengan R adalah utrat organik yang mengandung C, H, O, N. Okigen pada radikal hidrokil akan erikatan dengan utrat organik ehingga utrat organik mengalami okidai dan erifat radikal. Okidai utrat organik tereut kemungkinan menghailkan produk erupa CO 2, CO dan H 2 O, namun ga CO tidak terentuk jika terjadi reaki okidai empurna. Angka COD yang tinggi pada larutan ampel awal efektif diturunkan melalui proe elektrolii yang diuktikan dari penurunan angka COD etelah elektrolii erlangung. Nilai COD merupakan ukuran agi pencemaran air oleh zat-zat organik yang ecara alamiah dapat diokidaikan melalui proe mikroiologi, dan mengakiatkan erkurangnya okigen terlarut didalam air (Alert, 1984). Menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup tahun 2010 angka COD makimal untuk air limah indutri eear 100 ppm. Pada larutan ampel limah zat warna indigool etelah elektrolii, angka COD turun eear

4 98,61% dan pada larutan ampel limah zat warna remazol lack B eear 95,44% ehingga larutan ampel limah zat warna etelah elektrolii dapat dikatakan aman agi perairan karena erada diawah amang makimum. Spektra UV-Vi larutan ampel limah zat warna indigool eperti yang diajikan pada gamar I menunjukkan ahwa adanya puncak erapan pada 682 nm yang mengidentifikaikan karakter warna gugu kromofor pada indigool dengan aorani eear 0,479. Gamar II menyajikan pektra yang didapat dari larutan ampel limah zat warna remazol lack B dimana terlihat adanya puncak erapan pada 640 nm yang merupakan karakter warna gugu kromofor pada remazol lack B. a Gamar I. Spektra UV-Vi larutan ampel indigool a Gamar II. Spektra UV-Vi larutan ampel remazol lack B hail pektra UV-Vi terhadap larutan hail elektrolii yang menunjukkan penurunan aorani pada panjang gelomang makimum larutan indigool dan remazol lack B. Gamar III menyajikan pektra UV-Vi larutan ampel zat warna indigool etelah elektrolii yang menunjukkan tidak adanya puncak pada panjang gelomang 682 nm yang merupakan puncak dari gugu kromofor. Hal ini memuktikan ahwa zat warna yang terdapat dalam indigool telah terdegradai dan tidak mempunyai gugu kromofor ehingga larutan hail elektrolii menjadi tidak erwarna pada waktu elektrolii 380 menit. a Gamar III. Spektra UV-Vi indigool etelah elektrodekoloriai elama 380 menit Spektra pada larutan ampel zat warna remazol lack B etelah elektrolii terdapat pada gamar IV, dimana dari gamar diketahui tidak adanya puncak erapan pada panjang gelomang 640 nm. Proe elektrolii yang erlangung elama 4 jam terukti efektif mendegradai gugu kromofor pada truktur zat warna remazol lack B ehingga mengalami penurunan aorani pada panjang gelomang 640 nm eear 100% yang menyeakan larutan menjadi tidak erwarna. Efektifita elektrolii larutan ampel limah zat warna dapat terlihat dari

5 a Gamar IV. Spektra UV-Vi remazol lack B etelah elektrodekoloriai elama 240 menit. Setelah elektrodekoloriai larutan ampel, dilakukan penyaringan dengan menggunakan zeolit dengan tujuan untuk mengefektifkan penurunan konentrai ion logam dalam larutan ampel etelah elektrolii. Hal ini dikarenakan zeolit memiliki fungi eagai adoren dan penukar ion. Tael IV.2 Hail Pengukuran Konentrai Ion Logam dengan AAS Konentrai Ion Sampel Logam (ppm) C 0 C 1 C 2 Indigool 0,216 24,85 0 Fe Remazol total 0,123 41,42 2,13 lack B Na + Remazol lack B Indigool Diketahui dari tael IV.2 ahwa konentrai logam Fe dan Na + pada larutan ampel awal zat warna indigool maingmaing eear 0,216 ppm dan 270 ppm edangkan pada remazol lack B maingmaing eear 0,123 ppm dan 550 ppm. Konentrai ion Na + dan total logam Fe dalam larutan ampel etelah proe elektrolii meningkat dan maih erada diata ata makimum logam erat diperairan, ehingga perlu dilakukan penyaringan menggunakan zeolit guna menurunkan konentrai ion logam tereut. Penggunaan zeolit dapat memakimalkan penghilangan kadar ion logam Na + karena ion Na + tidak dapat tereduki melalui elektrolii. Setelah dilakukan penyaringan dengan zeolit kandungan logam Fe dan ion logam Na + erkurang. Hal ini dikarenakan pada zeolit terjadi pertukaran ion dimana pori-pori yang H + akan digantikan oleh ion-ion logam Na +, Fe 2+ dan Fe 3+. Penyaringan larutan hail elektrolii dengan zeolit efektif mengurangi kandungan ion logam Na + dan total logam Fe dalam larutan zat warna indigool dan remazol lack B hail elektrolii. KESIMPULAN 1. Elektrolii limah zat warna indigool dan remazol lack B dengan menggunakan PO 2 eagai anoda efektif mendekoloriai larutan ampel eear 100% dan mengurangi nilai COD dari limah zat warna tereut. 2. Penyaringan larutan ampel molekuler dengan zeolit alam etelah elektrolii dapat meningkatkan kualita air dengan menurunkan konentrai total ion logam Fe dan Na + pada ampel limah zat warna indigool dan remazol lack B. DAFTAR PUSTAKA Alert, G., dan Santika, S., 1984,. Metode Penelitian Air, Penerit uaha naional, Suraaya Kong, J., Shi, S., Kong L., Zhua, X.,dan Ni, J., 2007, Preparation and characterization of PO 2 electrode doped with different rare earth oxide, Vol. 53, Electrochimica Acta, Martono, H dan Aiyah, 2000, Studi Pengolahan Limah Organik ecara Elektrokimia, Puat Pengolahan Limah Radioaktif, Jakarta Mazeikiene, A., Valentukeviciene, M., dan Jankauka, J., 2010, Laoratory Study of Ammonium Ion Removal y uing Zeolite (Clinoptilolite) to Treat Drinking Water, Journa of

6 Environmental Engineering and Landcape Management, Muzenda, E., 2011, Cu (II) Removal from Synthetic Wate Water y Ion exchange Proce, Proceeding of the World Congre on Engineering and Computer, Vol II Nirmaari, A. D, 2008, Pengaruh ph terhadap Elektrodekoloriai Zat Warna Remazol Black B dengan Elektroda PO 2, Skripi, Juruan Kimia, FMIPA, Univerita Diponegoro, Semarang Noorikhla, F., 2009, Analii produk elektrodetruki enyawa penyuun Limah Batik: Elektrolii Larutan Remazol Black B, Skripi, Juruan Kimia, FMIPA UNDIP Payne, K. B., dan Fattah, M.A., 2004, Adorption of Divalent Lead Ion y Zeolite and Activated Caron: Effect of ph, Temperature, and Ionic Strength, Journal of Environmental Science and Health, Vol. A39, Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.3/2010 Tentang Baku Mutu Air Limah Bagi Kawaan Indutri Peng, H.Y., Chen, H.Y., Hu, S.J., Nan, J.M., dan Xu, Z.H., 2007, A Study On The Reveriility of P(II)/PO 2 Converion for The Application of Flow Liquid Battery, Vol. 168, Journal of Power Source, Pura, M. E. K., 2009, Analia Kadar Total Supended Solid (TSS), Amoniak (NH 3 ), Sianida (CN - ), dan Sulfida (S 2- ) pada Limah Cair BAPEDALDASU, Karya Ilmiah, Departemen Kimia, Progran Studi Diploma-3 Kimia Anali FMIPA USU. Rahman, A dan Hartono, B., 2004, Penyaringan Air Tanah dengan Zeolit Alami untuk Menurunkan Kadar Bei dan Mangan, Vol 8 Makara Keehatan, 1-6 Sire, Low C.T.J., Ponce-de-Leon, dan Walh, F.C., 2010, The Characteriation of PO 2 -Coated Electrode Prepared from Aqueou Methaneulfonic Acid Under Controlled Depoition Condition, Vol. 55, Electrochimica Acta, Ueda, M., Watanae, A., dan Shimamune, T., 1986, Canadian Patent-Patent no. CIPO- Patent-1321

7