PENGARUH PENAMBAHAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA DAN ARANG AKTIF BATUBARA TERHADAP LOGAM BESI (Fe) DAN NIKEL (Ni) PADA AIR SUMUR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI FAKHRENI 070802028 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PENGARUH PENAMBAHAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA DAN ARANG AKTIF BATUBARA TERHADAP LOGAM BESI (Fe) DAN NIKEL (Ni) PADA AIR SUMUR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains FAKHRENI 070802028 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PERSETUJUAN Judul : PENGARUH PENAMBAHAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA DAN ARANG AKTIF BATUBARA TERHADAP LOGAM BESI (Fe) DAN NIKEL (Ni) PADA AIR SUMUR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM Kategori : SKRIPSI Nama : FAKHRENI Nomor Induk Mahasiswa : 070802028 Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA Departemen Fakultas : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juli 2011 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof.Dr.Harry Agusnar.M.Sc.,M.Phill NIP. 195308171983031002 Prof.Dr.Zul Alfian.M.Sc NIP.195504051983031002 Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst.,MS. NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN PENGARUH PENAMBAHAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA DAN ARANG AKTIF BATUBARA TERHADAP LOGAM BESI (Fe) DAN NIKEL (Ni) PADA AIR SUMUR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Mei 2011 FAKHRENI 070802028
PENGHARGAAN Bissmillahirrahmanirrahim, Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT semesta alam yang dengan curahan cinta- Nya saya dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Serta shalawat dan salam saya sampaikan pada Rasulullah, Muhammad SAW, sosok yang sangat saya idolakan semoga kelak mendapat syafaat Beliau. Amin. Selanjutnya saya menyampaikan penghargaan dan cinta kasih tulus kepada Ayahanda tersayang Zulkifli (Almarhum), yang dengan doa dan tetes peluhnya, mengorbankan banyak hal untuk membesarkan dan mendidik saya dengan penuh cinta, Engkau selalu dihati Ayah, juga kepada Ibunda tersayang Nuraisah, yang dengan doa tiada henti dan cintanya telah mengajarkan banyak hal untuk kehidupan saya sampai detik ini, serta tak lupa adik-adik tercinta Fakhrunnisa, Fakhradina dan Fakhradila. Semoga cinta itu selalu mengikat kita. Amin. Serta seluruh keluarga yang telah memberikan banyak dukungannya. Dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku pembimbing 1 dan Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phill selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga terselesaikannya skripsi ini. 2. DR. Rumondang Bulan Nst. Ms dan Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Drs. Philipus H.Siregar, selaku dosen wali saya yang telah banyak memberi masukan selama saya mencari ilmu di FMIPA USU. 4. Prof. Dr. Harlem Marpaung selaku dosen penguji dalam yang telah banyak memberikan saran dan masukan hingga terselesaikannya skripsi ini. 5. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa studi saya di FMIPA USU.
6. Kepala, staf dan seluruh teman-teman asisten Laboratorium Kimia Dasar LIDA USU Medan, abangda Rivan dan Hendi, Eko, Yuki, Deasy, Ani, Andreas, Novi, Nurul, Desi, Salmi, Ilman, Irwanto, Ayu, Dwi, Indah, Raissa, Rina dan kak Ayu selaku Analis Laboratorium yang telah memberikan segala fasilitas terbaik selama saya melakukan penelitian, terutama untuk Bang Boby, terima kasih atas masukan dan kerjasamanya. 7. Teman-teman seperjuangan saya: Oki, Destia, Decy, Fina, Ricca, Vasca dan seluruh personil Kimia stambuk 2007 yang tidaklah dapat saya sebutkan satu per satu namanya, namun sungguh sangat berkesan di hati saya. Terima kasih karena kalian telah menambah warna dalam hidup saya. Persahabatan itu sungguh indah dan tak tergantikan. 8. Teristimewa, Abangda Adiansyah, S.Si yang dengan sabarnya memberikan dorongan kepada saya. Terima kasih atas inspirasi, motivasi dan kerjasamanya selama ini. 9. Serta segala pihak yang telah membantu saya menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu semua, semoga Allah membalasnya dengan segala yang terbaik. Amin. Saya menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, karena keterbatasan saya baik dalam literatur maupun pengetahuan. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan masukan yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, Juli 2011 FAKHRENI
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif batubara terhadap logam besi (Fe) dan nikel (Ni) pada air sumur menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom. Sampel diambil dari air sumur penduduk Kelurahan Hamparan Perak, Kecamatan Hamparan Perak. Ke dalam sampel air sumur ditambahkan 5 ml HNO 3 pekat dan didestruksi. Kemudian ditentukan konsentrasi dari logam berat besi (Fe) dan nikel (Ni) dari ekstrak sampel menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom melalui kurva kalibrasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) dalam air sumur sebelum dan setelah penambahan arang aktif mengalami penurunan. Untuk arang aktif tempurung kelapa pada bulan pertama, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 61,94% dan 60,72%. Pada bulan kedua, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 61,95% dan 60,87%. Sementara pada bulan ketiga, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 60,10% dan 60,92%. Sedangkan arang aktif batubara pada bulan pertama, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 91,98% dan 92,61%. Pada bulan kedua, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 91,95% dan 92,76%. Sementara pada bulan ketiga, konsentrasi logam besi (Fe) dan nikel (Ni) turun sebesar 91,93% dan 91,83%.
THE ADDITION EFFECT S OF BRICKET COCONUT AND COAL OF HEAVY METALS IRON (Fe) AND NICKEL (Ni) IN WELL WATER USING ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRIC METHOD ABSTRACT The addition effect s of bricket coconut and coal of heavy metals iron (Fe) and nickel (Ni) in well water using atomic absorption spectrophotometric method has been studied. The samples were taken from people s well in Hamparan Perak village, Hamparan Perak district. Water samples were added 5 ml of HNO 3 and destructed. Then determinated the concentration of Iron (Fe) and Silver (Ni) from the extract samples using Atomic Absorption Spectrophotometer instrument with calibration curve. The result of research show that concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) in well water before and after has been decreased. For bricket coconut at the first month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 61,94% and 60,72%. At the second month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 61,95% and 60,87%. And the third month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 61,10% and 60,92% respectively. For coal at the first month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 91,98% and 92,61%. At the second month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 91,95% and 92,76%. And the third month, concentration of iron (Fe) and nickel (Ni) decreased 91,93% and 91,83% respectively.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak vi Abstract vii Daftar Isi viii Daftar Tabel xi Daftar Gambar xiii Daftar Lampiran xiv Bab 1. Pendahuluan 1 1.1.Latar Belakang 1 1.2.Permasalahan 3 1.3.Pembatasan Masalah 3 1.4.Tujuan Penelitian 3 1.5.Manfaat Penelitian 4 1.6.Lokasi Penelitian 4 1.7.Metodologi Penelitian 4 Bab 2. Tinjauan Pustaka 5 2.1.Air 5 2.2. Pencemaran Air 5 2.3. Kontaminasi Logam dalam Air 6 2.4 Logam 7 2.5.Besi (Fe) 8 2.5.1.Manfaat sebagai Mikroelemen 8 2.5.2.Efek Toksik 9 2.6.Nikel (Ni) 9 2.6.1.Manfaat sebagai Mikroelemen 9
2.6.2.Efek Toksik 10 2.7.Spektrofotometri Serapan Atom 10 2.7.1.Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom 10 2.7.2.Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom 12 2.8.Karbon Aktif 13 2.8.1.Sifat-Sifat Karbon Aktif 14 2.8.2.Arang Tempurung Kelapa 15 2.8.3.Arang Batubara 15 Bab 3. Bahan dan Metode Penelitian 16 3.1.Bahan-bahan penelitian 16 3.2.Alat-alat Penelitian 16 3.3.Prosedur Penelitian 17 3.3.1.Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) 100 mg/l 17 3.3.2.Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) 10 mg/l 17 3.3.3.Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) 1 mg/l 17 3.3.4.Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) 0,00; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 mg/l 17 3.3.5.Pembuatan Kurva Standar Logam Besi (Fe) 17 3.3.6.Pembuatan Larutan Standar Nikel (Ni) 100 mg/l 17 3.3.7.Pembuatan Larutan Standar Nikel (Ni) 10 mg/l 17 3.3.8.Pembuatan Larutan Standar Nikel (Ni) 1 mg/l 18 3.3.9.Pembuatan Larutan Standar Nikel (Ni) 0,00; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 mg/l 18 3.3.10.Pembuatan Kurva Standar Logam Nikel (Ni) 18 3.3.11.Preparasi Sampel 18 3.3.12.Penambahan Arang ke dalam Sampel Air Sumur 18 3.3.12.Penentuan Kadar Logam Besi (Fe) pada Sampel 18 3.3.13.Penentuan Kadar Logam Nikel (Ni) pada Sampel 19 3.4.Bagan Penelitian 20 3.4.1. Pembuatan Larutan Seri Standar dan Kurva Kalibrasi Logam Besi 20
3.4.2. Pembuatan Larutan Seri Standar dan Kurva Kalibrasi Logam Nikel (Ni) 21 3.4.3. Preparasi Sampel Air Sumur 22 3.4.4. Penambahan Arang ke dalam Sampel Air Sumur 22 3.4.5. Penentuan Besi (Fe) dalam Sampel Air Sumur 23 3.4.6. Penentuan Nikel (Ni) dalam Sampel Air Sumur 24 Bab 4. Hasil dan Pembahasan 25 4.1.Hasil Penelitian 25 4.1.1. Logam Besi (Fe) 25 4.1.2. Pengolahan Data Logam Besi (Fe) 26 4.1.2.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 26 4.1.2.2. Koefisien Korelasi 27 4.1.2.3. Penentuan Konsentrasi 28 4.1.2.4. Persentasi (%) Penurunan Konsentrasi Logam Besi (Fe) 31 4.1.3. Logam Nikel (Ni) 33 4.1.4 Pengolahan Data Logam Nikel (Ni) 34 4.1.4.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 34 4.1.4.2. Koefisien Korelasi 36 4.1.4.3. Penentuan Konsentrasi 36 4.1.4.4. Persentasi (%) Penurunan Konsentrasi Logam Nikel (Ni) 40 4.2. Pembahasan 41 Bab 5. Kesimpulan dan Saran 43 5.1.Kesimpulan 43 5.2.Saran 43 Daftar Pustaka 44 Lampiran 46
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1. Kondisi alat SSA merek Shimadzu tipe AA-6300 pada pengukuran konsentrasi logam Besi (Fe) 25 Tabel 4.2. Data absorbansi larutan standar Besi (Fe) 25 Tabel 4.3. Penentuan persamaan garis regresi untuk penentuan konsentrasi logam Besi (Fe) berdasarkan pengukuran absorbansi larutan standar Besi (Fe) 26 Tabel 4.4. Data absorbansi logam Besi (Fe) dalam air sumur sebelum penambahan arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif batubara yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 28 Tabel 4.5. Data absorbansi logam Besi (Fe) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif tempurung kelapa yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 29 Tabel 4.6. Data absorbansi logam Besi (Fe) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif batubara yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 29 Tabel 4.7. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Besi (Fe) dalam air sumur sebelum penambahan arang aktif 31 Tabel 4.8. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Besi (Fe) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif tempurung kelapa 31 Tabel 4.9. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Besi (Fe) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif batubara 31 Tabel 4.10. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Besi (Fe) dalam air sumur untuk arang aktif tempurung kelapa 32 Tabel 4.11. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Besi (Fe) dalam air sumur untuk arang aktif batubara 32 Tabel 4.12. Kondisi alat SSA merek Shimadzu tipe AA-6300 pada pengukuran konsentrasi logam Nikel (Ni) 33 Tabel 4.13. Data Absorbansi larutan standar Nikel (Ni) 33
Tabel 4.14. Penentuan persamaan garis regresi untuk penentuan konsentrasi logam Nikel (Ni) berdasarkan pengukuran absorbansi larutan standar Nikel (Ni) 34 Tabel 4.15. Data absorbansi logam Nikel (Ni) dalam air sumur sebelum penambahan arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif batubara yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 37 Tabel 4.16. Data absorbansi logam Nikel (Ni) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif tempurung kelapa yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 37 Tabel 4.17. Data absorbansi logam Nikel (Ni) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif batubara yang diukur sebanyak 3 kali setiap bulan selama 3 bulan 38 Tabel 4.18. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Nikel (Ni) dalam air sumur sebelum penambahan arang aktif 39 Tabel 4.19. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Nikel (Ni) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif tempurung kelapa 39 Tabel 4.20. Data absorbansi dan konsentrasi rata-rata logam Nikel (Ni) dalam air sumur setelah penambahan arang aktif batubara 40 Tabel 4.21. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Nikel (Ni) dalam air sumur untuk arang aktif tempurung kelapa 41 Tabel 4.22. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Nikel (Ni) dalam air sumur untuk arang aktif batubara 42
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1.: Komponen-komponen Spektrofotometer Serapan Atom 12 Gambar 4.1.: Kurva kalibrasi larutan standar Besi (Fe) 26 Gambar 4.2.: Kurva kalibrasi larutan standar Nikel (Ni) 34
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 : Peraturan Menteri Kesehatan RI Tahun 2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum 46 Lampiran 2 : List of Distribution t-student 50