STUDI PEMANFAATAN KALSIUM OKSIDA (CaO) DARI SERBUK CANGKANG KEONG MAS (Pomacea canaliculata l.) SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION ZINKUM (Zn )DAN ION ARGENTUM (Ag ) SKRIPSI GANI SIMANJUNTAK 100802023 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
STUDI PEMANFAATAN KALSIUM OKSIDA (CaO) DARI SERBUK CANGKANG KEONG MAS (Pomacea Canaliculata L.)SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION ZINKUM (Zn ) DAN ION ARGENTUM (Ag ) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains GANI SIMANJUNTAK 100802023 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
PERSETUJUAN Judul : Studi Pemanfaatan Kalsium Oksida (CaO) dari Serbuk Cangkang Keong Mas (Pomacea canaliculata l.) Sebagai Adsorben Terhadap Ion Zinkum (Zn ) dan Ion Argentum (Ag ) Kategori :Skripsi Nama : Gani Simanjuntak NIM : 100802023 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Januari 2016 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc NIP. 195308171983031002 Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc NIP.195504051983031002 Disetujui oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN STUDI PEMANFAATAN KALSIUM OKSIDA (CaO) DARI SERBUK CANGKANG KEONG MAS (Pomacea canaliculata l.)sebagai ADSORBEN TERHADAP ION ZINKUM (Zn ) DAN ION ARGENTUM (Ag ) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Januari 2016 GANI SIMANJUNTAK 100802023
STUDI PEMANFAATAN KALSIUM OKSIDA (CaO) DARI SERBUK CANGKANG KEONG MAS (Pomacea canaliculata l.)sebagai ADSORBEN TERHADAP ION ZINKUM (Zn ) DAN ION ARGENTUM (Ag ) ABSTRAK Telah dilakukan penelitian mengenai studi pemanfaatan kalsium oksida (CaO) dari serbuk cangkang keong mas (Pomacea canaliculata l.) sebagai adsorben terhadap ion seng (Zn ) dan ion perak (Ag ).Pada penelitian ini serbuk cangkang keong mas dipreparasi dengan dihaluskan pada ukuran partikel lolos ayakan 100 mesh, diaktivasi dengan H 3 PO 4 dan dipanaskan pada suhu 800 o C selama 3 jam, kemudian kalsium oksida dikarakterisasi menggunakan Difraksi Sinar-X. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada proses adsorpsi, diperoleh persentase optimum penyerapan untuk ion zinkum (Zn ) sebesar 98,05 %, ion argentum (Ag ) sebesar 99,63 % dan waktu pengadukan optimum selama 45 menit. Kata kunci : Keong mas, Aktivasi, Adsorben, Zinkum, Argentum.
STUDY OF THE USE CALCIUM OXIDE (CaO) FROM SNAILSHELL (Pomacea canaliculata l.) POWDER AS AN ADSORBENT OF ZINC (Zn ) ION AND ARGENTUM (Ag ) ION ABSTRACT The use of calcium oxide (CaO) from snailshell powder as an adsorbent to Zinc (Zn ) ion and Silver (Ag ) ion has been studied. In this research eggshell powder prepared by mashed on the particle size of 100 mesh pass sieves, activated by H 3 PO 4 and heated at a temperature of 800 o C for 3 hours. Then calcium oxide are characterized by X-Ray Diffraction. The results showed that in process of adsorption, obtained the optimum percentage to Zinc (Zn ) ion of 98.05 % and Argentum (Ag ) ion 99,63 % and optimum contact time for 45 minutes. Keywords : Snails shell, Activated, Adsorbent, Zinc, Argentum.
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan karunia-nya sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains pada jurusan Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak tersayang M. Simanjuntak dan Ibunda tercinta R. Tampubolon yang telah memberikan kasih sayang dan doa yang tiada terhingga serta telah memberikan dukungan moral dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan sampai sekarang. Serta tak lupa pula saudara-saudara tercinta abang saya Helon Simanjuntak, kakak saya Theodora Simanjuntak serta adik saya Dina Simanjuntak dan seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan banyak dukungan kepada penulis. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phill selaku dosen pembimbing 2 yang telah tulus dan sabar dalam membimbing dan memberikan arahan serta saran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Dr, Mimpin Ginting, MS selaku dosen wali yang telah memberikan bimbingan demi kelancaran kuliah penulis, serta seluruh staff pengajar jurusan kimia dan seluruh pegawai FMIPA USU Medan yang telah memberikan ilmu, nasehat dan membantu penulis selama menjadi mahasiswa. Terima kasih juga Kepada seluruh keluarga besar Analitik USU dan keluarga besar LIDA USU yang telah memberikan segala fasilitas terbaik selama penelitian, teman-teman angkatan 2010 (terkhususnya teman-teman terbaik Dedi Donovan, Dedy Milala, Roympus Manalu, Mars Siburian, Ricky Sitinjak, Abdi Surbakti, Thamrin Pakpahan, dll) adik-adik 2011 (Cholik Doloksaribu, Juanda Pasaribu, Sahat Sihaloho, Swardi Sinaga, Handes Hutahaean, dll), 2012, dan 2013 (terkhususnya Rima Lubis) dan teman-teman penulis lainnya, terima kasih untuk persahabatan yang luar biasa dan memberikan semangat kepada penulis, serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan studi di sini. Untuk itu semua, semoga Tuhan membalasnya diakhir kelak. Amin. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan utuk kesempurnaan skripsi ini agar dapat bermanfaat bagi kita semua. Penulis,
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman ii iii iv v vi vii ix x xi Bab 1 Bab 2 Bab 3 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 3 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 4 1.6 Lokasi Penelitian 4 1.7 Metodologi Penelitian 4 Tinjauan Pustaka 2.1 Keong mas 5 2.2 Kalsium Oksida 6 2.3 Logam Berat 7 2.4 Zinkum (Zn) 8 2.4.1 Efek Toksik Zinkum 8 2.5 Argentum (Ag) 9 2.5.1 Efek Toksik Argentum 9 2.6 Adsorpsi 10 2.7 Difraksi Sinar X 10 2.8 Spektrofotometer Serapan Atom 11 2.8.1 Prinsip Dasar Spektrofotometer Serapan Atom 11 2.8.2 Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom 11 2.8.3 Cara Kerja Spektrofotometer Serapan Atom 12 Metode Penelitian 3.1Alat dan Bahan 13 3.1.1 Alat 13 3.1.2 Bahan 14 3.2 Prosedur Penelitian 14 3.2.1 Preparasi dan Karakterisasi CaO dari Cangkang 14 Keong Mas 3.2.2 Pembuatan Pereaksi 14
3.2.2.1 Pembuatan H 3 PO 4 10 % 14 3.2.2.2 Pembuatan Larutan HNO3 3N 15 3.2.2.3 Pembuatan Larutan H2SO 4 3N 15 3.2.3 Pembuatan Larutan Standar Zn 15 3.2.3.2 Pembuatan Larutan Standar Zn 100 mg/l 15 3.2.3.3 Pembuatan Larutan Standar Zn 10 mg/l 15 3.2.3.4 Pembuatan Seri Larutan Standar Zn 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 mg/l 15 3.2.3.5 Pembuatan Kurva Kalibrasi Zn 16 3.2.4 Pembuatan Larutan Standar Ag 16 3.2.4.1 Pembuatan Larutan Standar Ag 100 mg/l 16 3.2.4.2 Pembuatan Larutan Standar Ag 10 mg/l 16 3.2.4.3 Pembuatan Seri Larutan Standar Ag 0,0; 0,5; 1,5; 2,0; 2,5 mg/l 16 3.2.4.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi Ag 17 3.2.5 Adsorpsi Ion Zn Menggunakan Serbuk Cangkang Keong Mas 17 3.2.5.1 Penentuan Konsentrasi Optimum Penyerapan 17 3.2.5.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 17 3.2.6 Adsorpsi Ion Ag Menggunakan Serbuk Cangkang Keong Mas 18 3.2.6.1 Penentuan Konsentrasi Optimum Penyerapan 18 3.2.6.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 18 3.3 Bagan Penelitian 18 3.3.1 Preparasi dan Karakterisasi Serbuk Cangkang Keong Mas 19 3.3.2 Pembuatan Larutan Seri Standar Zn 20 3.3.3 Pembuatan Larutan Seri Standar Ag 21 3.3.4 Pengukuran Absorbansi Larutan Blanko dan Larutan Seri Standar Zinkum (Zn ) 3.3.4.1 Pengukuran Absorbansi Larutan Blanko 22 22 3.3.4.2 Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Zn (Pengukuran Kurva Kalibrasi) 22 3.3.5 Pengukuran Absorbansi Larutan Blanko dan Larutan Seri Standar Argentum (Ag ) 3.3.5.1 Pengukuran Absorbansi Larutan Blanko 23 23 3.3.5.2 Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Ag (Pengukuran Kurva Kalibrasi) 23 3.3.6 Adsorpsi Ion Zn Menggunakan Serbuk Cangkang Keong Mas 24 3.3.6.1 Penentuan Konsentrasi Optimum Penyerapan 23 3.3.6.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 24 3.3.7 Adsorpsi Ion Ag Menggunakan Serbuk Cangkang Keong Mas 25 3.3.7.1 Penentuan Konsentrasi Optimum Penyerapan 25 3.3.7.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 26
Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian 28 4.1.1 Analisa kandungan Abu Cangkang Keong Mas menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) 28 4.1.2 Pengukuran Ion Seng (Zn ) 28 4.1.3 Pengolahan Data Ion Seng (Zn ) 29 4.1.3.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 29 4.1.3.2 Penentuan Koefisien Korelasi 31 4.1.3.3 Adsorpsi Ion Zinkum (Zn ) Menggunakan Kalsium Oksida (CaO) dari Serbuk Cangkang Keong Mas 32 4.1.3.3.1 Data Penentuan Konsentrasi Optimum 32 4.1.3.3.2 Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 33 4.1.3.4 Persentase (%) penurunan Kadar Ion Zinkum (Zn ) Dalam LarutanStandar (PenentuanPersen (%) Adsorpsi) 33 4.1.4 Pengukuran Ion Argentum (Ag ) 34 4.1.5 Pengolahan Data Ion Argentum (Ag ) 35 4.1.5.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 35 4.1.5.2 Penentuan Koefisien Korelasi 37 4.1.5.3 Adsorpsi Ion Perak (Ag ) Menggunakan Kalsium Oksida (CaO) dari Serbuk Cangkang Keong Mas 37 4.1.5.3.1 Data Penentuan Konsentrasi Optimum 37 4.1.5.3.2 Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 38 4.1.5.4 Persentase (%) penurunan Kadar Ion Seng (Zn ) Dalam Larutan (PenentuanPersen (%) Adsorpsi 37 4.2 Pembahasan 39 4.2.1 Adsorpsi Ion Seng (Zn ) dan Ion Perak (Ag ) Menggunakan Serbuk Cangkang Keong Mas (Pomacea Canaliculata L.) 40 4.2.2 Interaksi Serbuk Cangkang Keong Mas dengan Ion Zinkum (Zn ) dan Argentum (Ag ) 43 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 45 5.2 Saran 45 Daftar Pustaka 46 Lampiran 48
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 4.1 Data 2Ө senyawa kalsium oksida dari JCPDS 28 4.2 Kondisi alat SSA Merk Hitachi Z-2000 pada pengukuran konsentrasi ion Seng (Zn ) 29 4.3 Data Absorbansi Larutan Standar Ion Seng (Zn ) 29 4.4 Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Ion Seng (Zn ) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Seng (Zn ) 29 4.5 Data Penentuan Konsentrasi Optimum Adsorpsi Ion Zn pada 3 kali Pengukuran 32 4.6 Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum Adsorpsi Ion Zn pada 3 kali Pengukuran 33 4.7 Kondisi alat SSA Merek Hitachi Z-2000 pada pengukuran konsentrasi Ion Perak (Ag ) 34 4.8 Data Absorbansi Larutan Standar Ion Perak (Ag ) 34 4.9 Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Ion Perak (Ag ) Berdasarkan Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Ion Perak (Ag ) 35 4.10 Data Penentuan Konsentrasi Optimum Adsorpsi Ion Ag pada 3 kali Pengukuran 38 4.11 Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum Adsorpsi Ion Ag pada 3 kali Pengukuran 38 4.12 Tabel 4.12 Data 2Ө senyawa kalsium karbonat dankalsium oksida dari JCPDS 40
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Keong Mas (Pomacea canaliculata L.) 6 2.2 Skema Peralatan Ringkas Spektrofotometer Serapan Atom 11 4.1 Kurva kalibrasi larutan standar ion Seng (Zn ) 32 4.2 Kurva kalibrasi larutan standar ion Perak (Ag ) 37 4.3 Persen (%) Adsorpsi kadar Ion Zn padaberbagai 41 Konsentrasi 4.4 Persen (%) Adsorpsi kadar Ion Ag padaberbagai 41 Konsentrasi 4.5 Persen (%) Adsorpsi kadar Ion Zn padaberbagai 42 Waktu Pengadukan 4.6 Persen (%) Adsorpsi kadar Ion Ag padaberbagai 43 Waktu Pengadukan
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1. Bahan Penelitian yang Digunakan (Cangkang Keong Mas sebelum dan sesudah aktivasi) 48 2. Peralatan Spektrofotometer Serapan Atom Merk Hitachi Z-2000 49 3. Peralatan Difraksi Sinar-X Merk Shimadzu 6100 49 4. Tabel Data Hasil Pengukuran Konsentrasi AkhirIon Seng (Zn )dan Ion Perak (Ag ) dengan Variasi Konsentrasi Awal 50 5. Tabel Data Hasil Pengukuran KonsentrasiAkhir Ion Seng (Zn ) Dan Ion Perak(Ag ) dengan Variasi Waktu Pengadukan 51 6. Analisa Kandungan Abu Cangkang Keong Mas Menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) 52