BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Selulosa merupakan polisakarida yang berbentuk padatan, tidak berasa, tidak berbau dan terdiri dari 2000-4000 unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4 glikosidik dan ditemukan pada tahun 1838 oleh Payen yang diperoleh dari hasil isolasi tanaman dan ditemukan rumus kimianya (C 6 H 10 O 5)n (Oyeniyi, et.al., 2011). Senyawa ini diisolasi dari dinding sel tanaman, bahan berkayu, rambut biji, kulit pohon, dan tanaman laut namun memerlukan proses yang panjang untuk menghilangkan hemiselulosa dan lignin yang tercampur dalam bahan baku tersebut (Bhimte, et.al., 2007). Selain dapat diperbaharui, dapat didegradasi, selulosa juga dapat dimodifikasi, sehingga memiliki potensi yang lebih besar untuk digunakan sebagai material industri (Richardson, et.al., 2003). Pinang merupakan salah satu sumber daya alam yang berlignoselulosa. Bagian tumbuhan ini yang mengandung alfa selulosa paling banyak adalah sabut buahnya dengan kadar sekitar 53,2%. Mengingat bahwa saat ini pemanfaatan sabut pinang secara langsung sangat sedikit, sehingga perlu ada inovasi untuk memanfaatkan sabut pinang (Bethnova, 2012). Oleh karena kadar selulosanya yang tinggi sehingga Lukita pada tahun 2015 memanfaatkan selulosa mikrokristal dari sabut buah pinang sebagai bahan tambahan dalam pembuatan tablet. Untuk meningkatkan sifat selulosa maka sudah diteliti dan ditinjau secara menyeluruh lebih dari beberapa dekade mengenai modifikasi permukaan dan aplikasinya sehingga memungkinkan untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dan reaktivitasnya (Alila, et.al., 2009). Metode yang telah dipelajari yaitu dengan esterifikasi menggunakan suatu senyawa dengan gugus asam yang bereaksi secara termokimia pada gugus hidroksil selulosa. Suatu senyawa yang terdiri dari minimal
dua gugus asam seperti asam maleat dan asam suksinat dapat digunakan (Welch, et.al., 1989). Asam suksinat merupakan salah satu asam karboksilat yang dapat membentuk anhidrida siklik yang tidak menghasilkan produk sampingan ketika digunakan untuk pembuatan ester selulosa. Faktanya adalah bahwa jumlah gugus asam saat dikeringkan akan mengaktivasi bahan sehingga meningkatkan muatannya. Penelitian terakhir menunjukkan bahwa modifikasi selulosa (seperti kapas, biji kacang, biji kapas, jerami beras, jerami kacang) sudah ditinjau untuk penghilangan logam berat dari larutan (Dronnet, et.al., 1998). Kehadiran logam berat dalam lingkungan menjadi masalah yang cukup serius, mengingat jumlah penggunaannya yang semakin meningkat, bersifat toksik, serta dapat masuk ke badan air yang dapat mempengaruhi kualitas air berat yang terdapat dalam air mudah terserap dalam fitoplankton yang merupakan titik awal dari rantai makanan dan selanjutnya akan sampai ke organisme lainnya termasuk manusia (Purnomo, 2007). Toksikan yang sangat berbahaya umumnya berasal dari buangan industri, terutama sekali kimia (produk dari industri pestisida) dan industri yang melibatkan logam berat (contohnya Cu, Cd, Pb, Fe, dan Zn) dalam proses produksinya (Palar, 2008). Leandro et al (2008) menggunakan modifikasi suksinat anhidrat pada ampas tebu untuk mengadsorpsi logam Cu, Cd dan Pb serta menunjukkan hasil bahwa adsorpsi maksimum pada logam Pb. Sementara itu, Zahroh dkk di tahun 2013 menggunakan modifikasi xantat dengan selulosa dari jerami padi untuk menjerap logam berat Pb dan menunjukkan bahwa modifikasi dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi hingga 2 kali lipat. Selain itu Yunita dkk (2013) menemukan waktu optimum serapan logam Cu pada esterifikasi asam sitrat dengan biomassa Azolla microphylla adalah 60 menit. Proses adsorpsi menawarkan fleksibilitas dan keuntungan dalam desain dan operasi seperti adsorbennya dapat digunakan kembali, mudah dikerjakan dan murah (Oscik, 1982).
Berdasarkan uraian di atas peneliti tertarik untuk melakukan modifikasi selulosa melalui reaksi esterifikasi menggunakan selulosa hasil isolasi dari sabut buah pinang dengan asam suksinat serta diuji kemampuannya sebagai adsorben ion Cu 2+. 1.2 Permasalahan 1. Bagaimana mensintesis senyawa selulosa suksinat dari selulosa sabut buah pinang melalui reaksi esterifikasi? 2. Bagaimana perbandingan kekuatan serapan antara selulosa dengan selulosa suksinat terhadap ion logam Cu 2+? 1.3 Pembatasan Masalah 1. Selulosa yang digunakan adalah selulosa hasil isolasi dari sabut buah pinang dari Desa Sugihen, Kecamatan Juhar, Kabupaten Karo dengan kandungan α-selulosa sekitar 53,2%. 2. Senyawa selulosa suksinat diperoleh dari hasil asilasi selulosa dengan asam suksinat. 3. Ion logam Cu (II) yang digunakan adalah larutan standar Cu(NO 3 ) 2. 3H 2 O. 1.4 Tujuan Penelitian 1. Untuk mensintesis selulosa suksinat dari sabut buah pinang melalui reaksi esterifikasi. 2. Untuk mengetahui perbandingan kekuatan serapan antara selulosa dengan selulosa suksinat terhadap ion Cu 2+.
1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah untuk dapat memberikan tambahan informasi mengenai sabut buah pinang yang dapat diaplikasikan sebagai adsorben ion Cu 2+. 1.6 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan. Analisis Fourier Transform Infra Red (FTIR) dilakukan di Laboratorium Kimia Organik UGM Yogyakarta dan Scanning Electron Microscopic (SEM) dilakukan di Pusat Laboratorium Forensik Mabes Polri Jakarta. Analisis penyerapan ion logam menggunakan SSA (Spektrofotometer Serapan Atom) dilaksanakan di Laboratorium Badan Riset dan Standarisasi (Baristand) Medan. 1.7 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium dimana pada tahap pertama dilakukan preparasi sampel sabut buah pinang dan diisolasi selulosa meliputi proses prehidrolisis atau pretreatment, delignifikasi, bleaching dan pengeringan. Selulosa basah yang diperoleh dikeringkan, dianalisis menggunakan FT-IR dan dianalisis morfologi permukaannya menggunakan SEM. Pembuatan selulosa suksinat dilakukan dengan mencampurkan selulosa kering dari sabut buah pinang dengan asam suksinat dalam gelas Beaker yang berisi aquadest. Campuran diaduk dan dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C selama 12 jam serta dinaikkan suhunya menjadi 120 o C selama 12 jam. Setelah diangkat dan didinginkan selanjutnya dicuci menggunakan 200 ml aquadest hangat dan dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C selama 4 jam. Selulosa suksinat disimpan dalam desikator dan dianalisis menggunakan FT-IR, dianalisis morfologi permukaannya menggunakan SEM, dihitung derajat substitusinya dan diuji
perbandingan kekuatan serapannya dengan selulosa terhadap ion Cu 2+ menggunakan SSA.