Hasil dan Pembahasan

Transkripsi

1 IV Hasil dan Pembahasan 4.1 Penentuan zat warna Pada penelitian ini dilakukan penentuan daya serap maksimum zat warna cibacron red oleh karbon aktif. Diharapkan hasil penelitian ini dapat langsung dijadikan bahan acuan untuk implementasi pada industri tekstil di Indonesia. Alasan dipilihnya Cibacron red adalah karena sifatnya sebagai zat warna reaktif yaitu jenis zat warna yang paling umum digunakan di insdustri tekstil pada saat ini. 4.2 Penentuan jenis karbon aktif Dipilih karbon aktif granular bukan karena daya serapnya paling hebat. Sudah disebutkan pada Bab II bahwa daya serap karbon aktif yang terbesar adalah ketika ukuran partikelnya paling kecil, yaitu pada jenis serbuk (powder). Akan tetapi di Indonesia karbon aktif jenis ini jarang digunakan sehingga langka di pasaran. Disamping itu penggunaan karbon serbuk jauh lebih rumit dan mahal. Peneliti sempat mencoba melakukan percobaan ini dengan karbon aktif jenis powder ini. Ketika ditempatkan di dalam larutan zat warna, karbon aktif jenis serbuk akan tersuspensi terus pada larutan. Hal ini dapat mengganggu hasil pengukuran. Kemudian dicoba bagaimana seandainya larutan ini kemudian di filter dengan kertas saring. Ternyata dengan menggunakan kertas saring biasa karbon aktif serbuk ini tetap dapat lewat. Kemudian dengan kertas saring wattman yang lebih mahal ternyata baru bisa dilakukan filtrasi akan tetapi membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan pada saat dilakukan uji dengan karbon aktif granular ternyata dengan jenis ini saja sudah dapat dilakukan adsorpsi dengan cukup baik (zat warna dapat terserap hampir seluruhnya). Gambar 4.1 dan 4.2 diambil pada saat uji awal tersebut. Terlihat bagaimana pada karbon aktif granular mengumpul pada dasar wadah pada Gambar 4.1 dan bagaimana warna larutan zat warna cibacron red pada 4.1 setelah diberi karbon aktif granular dan didiamkan beberapa jam jauh berkurang pekatnya dibandingkan dengan larutan induk pada Gambar 4.2.

2 Gambar 4.1 Hasil uji penyerapan larutan zat warna oleh karbon aktif granular Gambar 4.2 Larutan induk zat warna Cibracon Red 1000 ppm 19

3 4.3 Pembuatan spektrum absorpsi zat warna cibacron red Pada metode analasis kualitatif dengan spektrofotometer sinar tampak, dilakukan penentuan panjang gelombang maksimum zat yang diteliti. Perubahan absorbans untuk setiap satuan konsentrasi adalah paling besar pada panjang gelombang maksimum, maka akan diperoleh kepekaan analisis yang maksimum pula. Di sekitar panjang gelombang maksimum ini bentuk kurva serapan menjadi datar, pada kondisi demikian hukum Beer akan terpenuhi dengan baik. Pada bentuk kurva yang datar dan pengukuran yang diulangi, maka kesalahan yang ditimbulkan oleh pemasang-ulang panjang gelombang tersebut akan kecil. Gambar 4.3 Penentuan panjang gelombang maksimum Diharapkan bahwa dengan ditentukannya panjang gelombang maksimum pada percobaan ini kebolehulangan akan semakin baik dikarenakan kesalahan yang minimal. Perlu ditambahkan bahwa pada penggunaan metode spektrofotometri sinar tampak penting sekali dijaga kondisi permukaan kuvet. Goresan, minyak, air atau pengganggu lain dapat berpengaruh pada hasil pengukuran absorbansi. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran panjang gelombang maksimum dari zat warna cibacron red. Hasil yang didapatkan ada dua yaitu pada panjang gelombang 520 nm dan 542 nm. Tahap-tahap berikut pada penelitian ini dilakukan pada panjang gelombang 542 nm karena absorbansi yang dihasilkannya maksimum. 20

4 Gambar 4.4 Grafik penentuan panjang gelombang maksimum 4.4 Pembuatan kurva kalibrasi zat warna cibracon red Kurva kalibrasi dibuat dengan cara membandingkan konsentrasi larutan dengan absorbens pada panjang gelombang yang telah ditentukan. Perlu diingatkan bahwa pada tahap ini tidak digunakan sampel melainkan larutan standar supaya tidak terjadi penyimpangan hasil akibat adanya zat pengotor. Pertama dibuat serangkaian larutan standar dengan konsentrasi semakin naik pada interval yang sama. Kemudian larutan-larutan standar diukur absorbansinya. Hasil kurva yang didapatkan disebut kurva kalibrasi. Menggunakan data pada kurva dengan metode regresi linear didapatkan suatu persamaan garis hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi. 21

5 Gambar 4.5 Larutan-larutan standar yang digunakan pada pembuatan kurva kalibrasi Pada penelitian ini diperoleh kurva kalibrasi dengan persamaan y = 0,0259x + 0,003. Absorbans 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 y = 0,0259x + 0,003 R 2 = 0, Konsentrasi Zat Warna (ppm) Gambar 4.6 Grafik kurva kalibrasi zat warna cibacron red pada 542nm 4.5 Pengaruh waktu terhadap daya serap zat warna cibacron red oleh karbon aktif Pada penelitian ini dicari waktu optimal pada penyerapan cibacron red oleh karbon aktif dengan membuat larutan campuran antara zat warna dengan karbon aktif. Pada setiap tahap pada penelitian ini dimana dilakukan adsorpsi dengan karbon aktif dilakukan dengan cara perendaman (bath) dilanjutkan dengan dilakukan pengadukan dengan pengaduk magnetik. Ini dilakukan supaya karbon aktif lebih tersebar homogen dengan harapan menghasilkan daya adsorpsi yang semakin tinggi pula. 22

6 Gambar 4.7 Pengadukan pada setiap pengukuran daya serap zat warna cibarcon red oleh karbon aktif Pada Gambar 4.8 dialurkan waktu penyerapan terhadap daya serap zat warna cibacron red oleh karbon aktif. Dalam penentuan daya serap ini pertama diukur konsentrasi setiap saat: C t = (C 0 * A t ) / A 0 C t = konsentrasi setiap saat C 0 = konsentrasi awal (sebelum penyerapan) A t = absorbans setelah penyerapan A 0 = absorbans sebelum penyerapan Kemudian dicari konsentrasi zat warna terserap: C z = C 0 C t C z = konsentrasi zat warna terserap Daya serap dapat ditentukan dengan: Daya serap = (50/1000) * C z 23

7 Pada penelitian ini didapatkan waktu optimal pada penyerapan karbon aktif 4 jam. Hal ini dapat disimpulkan dengan memperhatikan kurva yang dihasilkan dimana sudah hampir mendatar total dari jam ke 3 sampai dengan 4. Pada penelitian yang dilakukan Kunwar P. Singh kurva adsorpsi zat warna terhadap waktu yang dihasilkan berbentuk tunggal dan lurus hingga mencapai titik jenuh kemudian kurva akan mendatar (Singh, 2003). Beliau memperkirakan bahwa mungkin hal ini disebabkan lapisan zat pewarna pada karbon aktif yang tunggal (monolayer). Kurva akan mendatar (tidak lagi terjadi adsorpsi), ketika lapisan tunggal zat warna telah menutupi permukaan karbon aktif dengan sempurna. Pernyataan ini sesuai pula dengan hasil yang didapatkan oleh Muhanty dimana beliau menemukan bahwa penurunan pada ukuran partikal karbon aktif (semakin kecil partikel karbon aktif semakin besar luas permukaan) (Muhanty, 2006). 1,4 daya serap (mg zat warna/1g karbon aktif) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, waktu (jam) Gambar 4.8 Grafik pengaruh waktu terhadap daya serap zat warna oleh karbon aktif 4.6 Pengaruh asam terhadap daya serap zat warna cibacron red oleh karbon aktif Dari literatur didapatkan bahwa ph sangat berpengaruh terhadap penyerapan zat warna oleh karbon aktif. Menurut penelitian yang dilakukan peneliti dari North Dakota State University semakin bersifat asam larutan, kemampuan adsorpsi karbon aktif akan semakin besar (Selig, 1992). Ternyata hasil yang didapatkan pada penelitian sesuai dengan literatur yang telah disebutkan. Didapatkan bahwa makin tinggi konsentrasi asam menaikan daya serap zat warna. Pada Gambar 4.9 dapat dilihat bahwa dari 0,05 sampai 0,4 M [HCl] daya serap naik dengan persamaan y = 1,1882x + 0,6349 dengan R 2 = 0,

8 %Penyerapan y = 38,301x + 40,115 R 2 = 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 [HCl] Gambar 4.9 Grafik pengaruh konsentrasi larutan asam terhadap daya serap zat warna oleh karbon aktif 4.7 Penentuan daya serap maksimum Hasil yang didapatkan pada bagian terakhir ini merupakan jawaban dari tujuan penelitian yaitu ditentukannya daya serap maksimum zat warna cibacron red oleh karbon aktif. Percobaan ini dilakukan dengan mengacu kepada hasil optimasi yang dilakukan sebelumnya. Maka kondisi yang digunakan dalam tahap ini adalah 4 jam untuk waktu penyerapan serta kondisi asam pada o,4 M HCl. Hasil yang didapatkan pada bagian ini cukup memuaskan. Pada gambar 4.11 terlihat pengukuran daya serap ini dari 20 hingga 60 ppm zat warna. Dari kurva yang didapatkan terlihat jelas bahwa antara absorban yang di dapatkan pada ppm sudah tidak mengikuti garis linear dan malah nyaris mendatar. Dengan memperhatikan grafik ini kita dapat menyimpulkan bahwa daya serap maksimum didapatkan pada saat 60 ppm ini. 25

9 Gambar 4.10 Larutan-larutan yang disiapkan pada penentuan daya serap maksimum Hasil percobaan daya serap maksimum untuk penyerapan zat warna cibacron aktif oleh karbon aktif 1 gram sebesar 1,25 mg zat warna/ 1g karbon aktif. Padahal pada penelitian yang dilakukan sebelumnya tentang penyerapan zat warna congo red oleh zeolit alam hanya didapatkan penyerapan sebesar 0,18 mg zat warna congo / 1 gram karbon aktif. Memang zat warna yang digunakan pada penelitian tersebut lain tapi tetap saja penyerapan oleh karbon aktif ternyata hampir 7 kali lebih banyak dibandingkan dengan dengan menggunakan zeolit alam. Daya Serap (mg zat warna/1g karbon aktif) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ` Konsentrasi Zat Warna (ppm) Gambar 4.1 Grafik penentuan daya serap maksimum dari 20-60ppm 26