STUDI PEMANFAATAN KALSIUM KARBONAT (CaCO 3 ) DARI SERBUK CANGKANG TELUR SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION RAKSA (Hg 2+ ) SKRIPSI IRWANTO 090802004 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
STUDI PEMANFAATAN KALSIUM KARBONAT (CaCO 3 ) DARI SERBUK CANGKANG TELUR SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION RAKSA (Hg 2+ ) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains IRWANTO 090802004 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : Studi Pemanfaatan Kalsium Karbonat (CaCO 3 ) dari Serbuk Cangkang Telur Sebagai Adsorben Terhadap Ion Raksa (Hg + ) Kategori : Skripsi Nama : Irwanto Nomor Induk Mahasiswa : 090802004 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Februari 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Drs. Chairuddin, M.Sc NIP. 195912311987011001 Drs. Ahmad Darwin Bangun, M.Sc NIP.195211161980031001 Disetujui oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN STUDI PEMANFAATAN KALSIUM KARBONAT (CaCO 3 ) DARI SERBUK CANGKANG TELUR SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION RAKSA (Hg 2+ ) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Februari 2014 IRWANTO 090802004
PENGHARGAAN Bismillahirrahmanirrahim, Alhamdulillahrabbilalamin, segala puji bagi Allah SWT atas segala rahmat, nikmat, karunia, dan hidayah-nya yang selalu dilimpahkan kepada Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Serta shalawat dan salam Penulis haturkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, semoga kelak kita mendapat syafa at Beliau di hari akhir nanti, Amin. Dengan segala kerendahan hati Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada Ayahanda tersayang Sutarno, dan Ibunda tercinta Katijem atas semua kasih sayang, pengorbanan, kerja keras, dan doanya yang selalu menyertai perjuangan Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikan semua ini. Untuk Abang, Kakak dan Adik terbaikku Katijan, Sumarni, Merry Yustika, Sunarto dan Sri Rahayu, terima kasih untuk semua nasihat, semangat, dan dukungannya semoga kita dapat membahagiakan kedua orang tua kita. Serta untuk semua keluarga yang selalu memberi dukungan kepada Penulis. Kepada Bapak Drs. Ahmad Darwin Bangun, M.Sc, dan Bapak Drs. Chairuddin, M.Sc selaku Pembimbing I dan II yang dengan sabar dan tulus membimbing dan mendampingi selama proses penelitian dan penulisan skripsi ini. Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung selaku Penasehat Akademik, Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku Kepala Laboratorium Kimia Dasar LIDA USU, Bapak dan Ibu dosen serta seluruh staf Departemen Kimia FMIPA USU, terima kasih untuk semua yang telah diberikan kepada Penulis. Kepada keluarga LIDA, kak Ayu, Ilman, Indah, Rina, Raissa, Dwi, Ayu dan adik-adik asisten, teman-teman seperjuangan 2009, teman-teman HMI Komisariat FMIPA USU, teman-teman Asrama Putera USU, terima kasih untuk persahabatan, kebersamaan dan kekeluargaan yang selama ini diberikan kepada Penulis, serta semua pihak yang telah membantu Penulis menyelesaikan studinya disini. Semoga Allah SWT membalas dengan kebaikan berlipat ganda. Amin. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, karena keterbatasan Penulis baik dalam literatur maupun pengetahuan. Oleh karena itu Penulis mengharapkan saran dan masukan yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Penulis.
STUDI PEMANFAATAN KALSIUM KARBONAT (CaCO 3 ) DARI SERBUK CANGKANG TELUR SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP ION RAKSA (Hg 2+ ) ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan kalsium karbonat (CaCO 3 ) dari serbuk cangkang telur sebagai adsorben terhadap ion Raksa (Hg 2+ ). Pada penelitian ini serbuk cangkang telur dipreparasi dengan dihaluskan pada ukuran partikel lolos ayakan 100 mesh dan dipanaskan pada suhu 500 o C selam 2 jam, kemudian kadar kalsium karbonat ditentukan dengan metode titrasi balik (Asam- Basa). Serbuk cangkang telur yang telah dipanaskan kemudian digunakan sebagai adsorben ion Hg 2+ 5 mg/l sebanyak 100 ml, dimana proses adsorpsi dilakukan dengan berbagai variasi perlakuan yaitu variasi ph larutan, waktu pengadukan, dan variasi berat adsorben. Penentuan kadar ion Hg 2+ sebelum dan setelah diadsorpsi dengan menggunakan inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar kalsium karbonat dalam serbuk cangkang telur setelah pemanasan yaitu 95,79 %, lebih tinggi dibanding dengan serbuk cangkang telur tanpa pemanasan yaitu 91,29 %. Pada proses adsorpsi, diperoleh persentase penyerapan pada ph Optimum yaitu ph 8 sebesar 97,31 %, waktu pengadukan optimum 120 menit yaitu 97,02 %, dan berat optimum adsorben 0,5 g yaitu 97,42 %.
STUDY OF THE USE CALCIUM CARBONATE (CaCO 3 ) FROM EGGSHELL POWDER AS AN ADSORBENT OF MERCURY (Hg 2+ ) ION ABSTRACT The use of calcium carbonate (CaCO 3 ) from eggshell powder as an adsorbent to Mercury (Hg 2+ ) ion has been studied. In this research eggshell powder prepared by mashed on the particle size of 100 mesh pass sieves and heated at a temperature of 500 o C for 2 hours, then calcium carbonate content was determined by back-titration method (Acid-Base). Eggshell powder which has been heated then used as an adsorbent of 5 mg/l of 100 ml Hg 2+ ion solution, where the adsorption process is done with a wide variety of treatment are variations of ph, stirring time, and doses of adsorben. The determination of Hg 2+ ions before and after adsorbed using Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). The results showed that the calcium carbonate content in the eggshell powder after heating is 95.79 %, higher than the eggshell powder without heating is 91.29 %. In the process of adsorption, adsorption percentage at ph Optimum at ph 8 was 97.31%, the optimum stirring time of 120 minutes is 97.02%, and the optimum doses of adsorbent 0.5 g is 97.42%.
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman ii iii iv v vi vii x xi xii Bab 1 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 5 Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Cangkang Telur 6 2.2 Kalsium Karbonat 7 2.2.1 Penggunaan Klasium Karbonat 9 2.3 Karakteristik dan Pencemaran Logam berat 10 2.3.1 Raksa (Merkuri) 12 2.3.1.1 Pemanfaatan Raksa 13 2.3.1.2 Efek Toksik Raksa 14 2.4 Adsorpsi 15 2.4.1 Jenis Adsorpsi 15 2.5 Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry 16 2.5.1 Definisi Umum 16 2.5.2 Karakteristik ICP-OES 18 2.5.3 Instrumentasi ICP-OES 19 Bab 3 Metodologi Penelitian 3.1 Alat dan Bahan 23 3.1.1 Alat-alat 23 3.1.2 Bahan-bahan 24 3.2 Prosedur Penelitian 24 3.2.1 Preparasi Cangkang Telur Ayam 24 3.2.2 Pembuatan Pereaksi 24 3.2.2.1 Pembuatan Larutan HCl 0,2 M 24
3.2.2.2 Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M 25 3.2.2.3 Pembuatan Larutan NaOH 0,2 M 25 3.2.2.4 Pembuatan Indikator Phenolpthalein 25 3.2.3 Pembuatan Larutan Hg 2+ 25 3.2.3.1 Pembuatan Larutan Standar Hg 2+ 1000 mg/l 25 3.2.3.2 Pembuatan Larutan Standar Hg 2+ 100 mg/l 26 3.2.3.3 Pembuatan Larutan Standar Hg 2+ 10 mg/l 26 3.2.3.4 Pembuatan Larutan Standar Hg 2+ 1 mg/l 26 3.2.3.5 Pembuatan Larutan Seri Standar Hg 2+ 0,005; 0,010; 0,050; dan 0,100 mg/l 26 3.2.3.6 Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Hg 2+ 26 3.2.4 Penentuan Kadar Kalsium Karbonat 27 3.2.5 Adsorpsi ion Hg 2+ Menggunakan Serbuk Cangkang Telur 27 3.2.5.1 Penentuan ph Optimum 27 3.2.5.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 28 3.2.5.3 Penentuan Berat Optimum Adsorben 28 3.3 Bagan Penelitian 29 3.3.1 Preparasi Cangkang Telur Ayam 29 3.3.2 Penentuan Kadar Kalsium Karbonat 30 3.3.3 Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Hg 2+ 31 3.3.4 Adsorpsi ion Hg 2+ Menggunakan Serbuk Cangkang Telur 32 3.3.4.1 Penentuan ph Optimum 32 3.3.4.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 33 3.3.4.3 Penentuan Berat Optimum Adsorben 34 Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian 35 4.1.1 Penentuan Kadar Kalsium Karbonat dalam Serbuk Cangkang Telur 35 4.1.2 Pengukuran Ion Raksa (Hg 2+ ) 36 4.1.2.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 37 4.1.2.2 Penentuan Koefisien Korelasi 38 4.1.3 Adsorpsi ion Raksa (Hg 2+ ) dengan Menggunakan Kalsium Karbonat (CaCO 3 ) dari Serbuk Cangkang Telur 39 4.1.3.1 Data Penentuan ph Optimum 39 4.1.3.2 Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 40 4.1.3.3 Data penentuan Berat Optimum Adsorben 40 4.1.4 Persentase Penurunan Kadar Ion Raksa (Hg 2+ ) dalam Larutan (Penentuan Persen (%) Adsorpsi) 41 4.2 Pembahasan 42 4.2.1 Preparasi dan Penentuan Kadar Kalsium Karbonat dalam Serbuk Cangkang Telur 42 4.2.2 Adsorpsi Ion Raksa (Hg 2+ ) dengan Menggunakan Kalsium Karbonat (CaCO 3 ) dari Serbuk Cangkang Telur 43 4.2.2.1 Penentuan ph Optimum Adsorpsi 43
4.2.2.2 Penentuan Waktu Pengadukan Optimum 45 4.2.2.3 Penentuan Berat Optimum Adsorben 46 4.2.2.4 Interaksi Serbuk Cangkang Telur dengan Ion Raksa (Hg 2+ ) 47 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 48 5.1 Kesimpulan 48 5.2 Saran 48 Daftar Pustaka 49 Lampiran 53
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1. Komposisi Nutrisi Cangkang Telur Ayam yang Dikeringkan dengan Penempelan Albumin 7 2.2. Kelarutan Ion Kalsium Sebagai Fungsi dari Tekanan Parsial CO 2 pada 25 o C. 9 4.1. Data Kadar Kalsium Karbonat dalam Serbuk Cangkang Telur Sebelum dan Setelah Pemanasan dengan Metode Titrasi Asam Basa. 35 4.2. Kondisi Operasi Peralatan Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) Merek Varian-Liberty 8000 pada Penentuan Intensitas Ion Raksa (Hg 2+ ). 36 4.3. Data Intensitas Cahaya Larutan Seri Standar Ion Raksa (Hg 2+ ) 36 4.4. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Ion Raksa (Hg 2+ ) Berdasarkan Pengukuran Intensitas Cahaya Larutan Ion Raksa (Hg 2+ ) 37 4.5. Data Penentuan ph Optimum Adsorpsi 39 4.6. Data Penentuan Waktu Pengadukan Optimum Adsorpsi 40 4.7. Data Penentuan Berat Optimum Adsorben 40
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1. Perjalanan Logam Sampai ke Tubuh Manusia 11 2.2. Proses yang Terjadi Ketika Sampel Diinjeksikan ke dalam Debit ICP-OES 17 2.3. Komponen Utama dan Susunan dari Peralatan Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry 33 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Hg 2+ 39 4.2. Persen (%) Adsorpsi pada Berbagai ph Larutan 44 4.3. Persen (%) Adsorpsi pada Berbagai Waktu Pengadukan 45 4.4. Persen (%) Adsorpsi pada Berbagai Berat Adsorben 46
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1. Standarisasi Larutan NaOH dan HCl 54 2. Uji Kualitatif Ion Karbonat dalam Serbuk Cangkang Telur 56 3. Persentase Penurunan Kadar Ion Raksa (Hg 2+ ) dalam Larutan 57 4. Interferensi Intensitas Cahaya atau Gangguna Spektral pada ICP-OES yang Mungkin Terjadi pada Pengukuran Ion Raksa 58 5. Gambar Penelitian 59