ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi arang dari batang tanaman gumitir (Tagetes erecta) pada berbagai suhu dan waktu pirolisis. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh suhu dan waktu yang optimum dalam pembuatan arang serta mengetahui karakteristik arang yang dihasilkan pada suhu dan waktu optimumnya. Karakteristik arang mengacu pada SNI 06 3730-1995 dengan melakukan analisis terhadap kadar air, abu, volatile, dan karbon serta daya serapnya terhadap iodin dan metilen biru. Suhuoptimum pirolisis pembuatan arang adalah 300 o C dengan karakteristik terbaik berupa rendemen, kadar air, volatile,abu, dan karbon berturut-turut sebesar 40,27 ±5,59 ; 4,00 ± 0,00;6,58 ± 0,07;4,34 ± 1,22; dan85,06%, serta daya serapnya terhadap iodin dan metilen biru sebesar631,0935 ± 0,00 dan 131,34 ± 1,7 mg/g arang. Waktu pirolisis optimum adalah 90 menit dengan karakterisitik paling baik, yakni rendemen, kadar air, volatile, abu, dan karbon berturut-turutsebesar 42,30 ± 8,7; 2,00 ± 0,00;2,87 ± 0,07; 9,68 ± 1,17; dan 85,44% serta daya serapnyaterhadap iodin dan metilen biru sebesar 647,4642 ± 0,00dan 136,20 ± 1,28 mg/g arang. Arang yang dihasilkan dari pirolisis pada suhu dan waktu optimum memiliki karakteristik yang sesuai dengan SNI 06-3730-1995 memiliki gugus fungsi O-H dan berupa karbon alifatik. Kata kunci : arang, Tagetes erecta,kondisi pirolisis optimum, karakterisasi.
ABSTRACT This paper discusses the manufacture and characterization of carbon made from the stems of marigold (Tagetes erecta) at various temperatures and times of pyrolysis. This research aimed to obtain the optimum temperature and time of pyrolising in producing carbon, as well asto recognize the characteristics of the carbon produced. Characteristics of the carbon quality followed the Indonesian National Standard (SNI) 06-3730-1995 by analyzing the contents of water, volatile substances, ash, and carbon, as well as, the ability of the carbon in absorption capacities of iodine and methylene blue. The optimum pyrolysis temperature in producing carbon was 300 o C with the best characteristics including result rendement, contents of water, volatile substances, ash, and carbon were 40,27 ± 5,59; 4,00 ± 0,00; 6,58 ± 0,07; 4,34 ± 1,22, and 85,06% b / b respectively, as well as, the absorption capacities of iodine and methylene blue were 631,0935 ± 0,00 mg/g and 131,34 ± 1,7 mg/g respectively. The optimum time of pyrolysis in producing carbon was 90 minutes with the best characteristics including result rendement, contents of water, volatile substances, ash, and carbon were 42,30 ± 8,7; 2,00 ± 0,00;2,87 ± 0,07; 9,68 ± 1,17; and 85,44% b / b respectively, as well as, the absorption capacities of iodine and methylene blue were 647,4642 ± 0,00 and the 136,20 ± 1,28 mg/g respectively. The carbon produced from the optimum of pyrolysis temperature and time had characteristic in accordance with the SNI 06-3730-1995, it contained O-H functional group and it in aliphatic structure. Keywords: carbon, Tagetes erecta, optimum pyrolysis condition, characterization.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Dari Batang Tanaman Gumitir (Tagetes Erecta) Pada Berbagai Suhu Dan Waktu Pirolisis.Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana. Penulisan dan penyusunan skripsi ini tentu tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Drs. I Made Siaka, M.Sc.(Hons.) selaku dosen pembimbing I dan bapak I Made Sutha Negara, S.Si., M.Siselaku dosen pembimbing II, yang telah memberikan bimbingan serta dukungan untuk penulisan skripsi ini. 2. Bapak Dr. I Nengah Wirajana, S.Si., M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA UNUD dan Ibu Dr. Dra. Wiwik Susanah Rita, M.Si., selaku Sekretaris Jurusan Kimia FMIPA UNUD. 3. Seluruh staf Dosen dan staf pegawai di lingkungan Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. 4. Keluarga tercinta terutama Bapak Pande Ketut Dedy dan Ibu Ni Ketut Ayu Sriani (alm) selaku orang tua penulis yang memberikan doa, nasihat, dukungan dan bantuan secara moral dan material kepada penulis.
5. Saudara tidak sedarah Kacang Merah serta sahabat-sahabat terdekat penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu dan selalu memberikan dukungan moral serta material. 6. Teman-teman angkatan 2012serta semua pihak yang juga turut membantu dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, karena itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang sifatnya membangun guna penyempurnaan skripsi ini. Atas perhatiannya, penulis mengucapkan terimakasih. Bukit Jimbaran, Juli 2016 Penulis
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i PENGESAHAN... ii TIM PENGUJI SIDANG SKRIPSI... iii ABSTRAK...iv ABSTRACT...v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL...x DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Penelitian... 5 1.4 Manfaat Penelitian... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Gumitir (Tagetes erecta)... 6 2.2 Arang... 9 2.3 Kualitas Arang... 11 2.3.1 Suhu... 11 2.3.2 Waktu... 12 2.4 Pirolisis... 15 2.5 Spektrofotometer Inframerah... 17 2.6 Spektrofotometer ultraviolet-sinar tampak (UV-Vis)... 19 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian... 21 3.2 Alat dan Bahan Penelitian... 21 3.2.1 Peralatanpenelitian... 21 3.2.2 Bahanpenelitian... 21
3.3 Prosedur Kerja... 22 3.3.1 Penyiapan bahan... 22 3.3.2Pirolisis batang gemitir (Tagetes erecta) menjadi arang... 22 3.4 Karakterisasi Arang Hasil Pirolisis... 23 3.4.1 Penentuan % rendemen... 23 3.4.2 Penentuan kadar air... 23 3.4.3 Penentuan kadar zat mudah menguap... 23 3.4.4 Penetapan kadar abu... 24 3.4.5 Penetapan kadar karbon terikat... 24 3.4.6 Daya serap terhadap iod... 24 3.4.7 Daya serap terhadap metilen biru... 25 3.4.8 Penentuan gugus fungsi... 25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pirolisis Sampel Kering Tanaman Gumitir Pada Berbagai Suhu... 26 4.1.1 Karakterisasi arang hasil pirolisis... 28 4.2 Hasil Pirolisis Sampel Kering Tanaman Gumitir Pada Berbagai Waktu... 38 4.2.1 Karakterisasi arang hasil pirolisis pada berbagai waktu... 39 4.3. Gugus Fungsi Arang Tanaman Gumitir Pada Suhu Dan Waktu Optimum. 49 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan... 51 5.2 Saran... 52 DAFTAR PUSTAKA... 53 LAMPIRAN... 57
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Efek Suhu Terhadap Komposisi Mineral dari Marigold (Tagetes patula)... 9 Tabel 2.2 Standar Kualitas Arang Aktif Menurut SNI 06 3730 1995 Tentang Arang Aktif Teknis.... 16 Tabel 4.1 Hasil Pirolisis Batang Tanaman Gumitir pada Berbagai Suhu... 26 Tabel 4.2 Hasil Karakterisasi arang pada Suhu Optimum... 28 Tabel 4.3 Hasil pirolisis pada berbagai waktu... 38 Tabel 4.4 Hasil Karakterisasi arang untuk waktu optimum... 40 Tabel 4.5 Data spektrum IR Arang dengan Kondisi Pirolisis Optimum... 50 Halaman
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Tanaman Gumitir... 8 Gambar 4.1 Hubungan antara Persentase Rendemen dan Suhu Pirolisis... 27 Gambar 4.2 Hubungan antara Kadar air dan Suhu Pirolisis Arang... 29 Gambar 4.3 Hubungan antara Kadar Zat Mudah Menguap dan Suhu Pirolisis... 31 Gambar 4.4 Hubungan antara Kadar Abu dan Suhu Pirolisis... 32 Gambar 4.5 Hubungan antara Kadar Karbon dengan Suhu Pirolisis... 33 Gambar 4.6 Hubungan antara Daya Serap Arang terhadap Iodine dan Suhu Pirolisis arang... 34 Gambar 4.7 Kurva kalibrasi larutan standar metilen biru... 35 Gambar 4.8 Hubungan antara Daya serap arang terhadap metilen biru dan suhu pirolisis arang... 36 Gambar 4.9 Hubungan Persentase Rendemen dan Waktu Pirolisis... 39 Gambar 4.10 Hubungan antara Kadar air dengan waktu pirolisis arang... 41 Gambar 4.11 Hubungan antara Kadar Zat Mudah Menguap dan Waktu pirolisis arang... 42 Gambar 4.12 Hubungan antara Kadar abu dan waktu pirolisis arang... 44 Gambar 4.13 Hubungan antara Kadar Karbon dengan Waktu pirolisis arang... 45 Gambar 4.14 Hubungan antara Daya serap arang terhadap iodine dan waktu pirolisis... 46 Gambar 4.15 Hubungan antara daya serap arang terhadap metilen biru dan waktu pirolisis arang... 48 Gambar 4.16 Spektra inframerah arang pada suhu dan waktu optimum... 49
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Skema Kerja Lampiran 1.1 Diagram Alur Penelitian... 57 Lampiran 1.2 Pirolisis Batang Gumitir (Tagetes erecta) Menjadi Arang... 59 Lampiran 1.3 Karakterisasi Arang... 60 Lampiran 1.4 Analisis Gugus Fungsi... 64 Lampiran 2 Pembuatan Larutan Lampiran 2.1 Pembuatan Larutan Iodium (I 2 ) 0,1 N... 65 Lampiran 2.2 Pembuatan Larutan Natrium Tiosulfat (Na 2 S 2 O 3 ) 0,1 N... 65 Lampiran 2.3 Pembuatan Larutan Metilen Biru... 65 Lampiran 2.4 Pembuatan Indikator Amilum 1%... 65 Lampiran 3 Pembuatan dan Karakterisasi Arang Batang Tanaman Gumitir Lampiran 3.1 Pirolisis awal sampel batang tanaman gumitir... 66 Lampiran 3.2 Pirolisis arang untuk penentuan Suhu Optimum... 67 Lampiran 3.3 Penentuan kadar air arang pada suhu optimum...71 Lampiran 3.4 Penentuan Kadar Zat Mudah Menguap arang pada suhu optimum...72 Lampiran 3.5 Penentuan Kadar Abu arang pada suhu pirolisis optimum...73 Lampiran 3.6 Penentuan kadar karbon arang pada suhu optimum...74 Lampiran 3.7 Penentuan daya serap arang berbagai suhu terhadap iodine...75 Lampiran 3.8 Penentuan daya serap arang berbagai suhu terhadap metilen biru...79 Lampiran 3.9 Pirolisis arang suhu optimum untuk penentuan waktu optimum... 83 Lampiran 3.10 Penentuan Kadar air arang pada waktu optimum... 84
Lampiran 3.11 Penentuan kadar zat mudah menguap arang pada waktu optimum... 85 Lampiran 3.12 Penentuan kadar abu arang pada waktu optimum... 86 Lampiran 3.13 Penentuan kadar karbon arang pada waktu optimum... 87 Lampiran 3.14 Penentuan daya serap arang waktu optimum pada iodine... 88 Lampiran 3.15 Penentuan daya serap arang waktu optimum terhadap metilen biru... 92 Lampiran 4 Dokumentasi Lampiran 4.1 Preparasi Sampel batang tanaman gumitir (Tagetes erecta)... 94 Lampiran 4.2 Pirolisis pada berbagai Suhu... 94 Lampiran 4.3 Karakterisasi Arang... 96