Post on 29-Jan-2021
i
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI ARANG DENGAN
AKTIVATOR ASAM KLORIDA SEBAGAI PENURUN KADAR
AMONIA DALAM AIR LIMBAH
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat
Menyelesaikan Pendidikan Strata Satu Program Studi Teknik Kimia
Oleh : URIYA BIN YUSUF
1403020004
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO
2019
ii
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
iii
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
iv
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto:
“Setiap hari adalah hari terakhir, karena tidak akan pernah ada hari yang sama
dikemudian hari. Maka buatlah hari – hari mu menjadi bermakna”
(Uriya Bin Yusuf)
“Jangan pernah berada di tempat yang gelap, jika berada di tempat gelap, karena
bayangan sebagai sahabat terbaikmupun akan meninggalkanmu”
(Abu Rizal Bakri)
“Jangan salahkan dirimu ketika terlahir miskin, karena itu semua adalah takdir.
Tapi salahkanlah dirimu jika kamu mati dalam kondisi miskin.” (Abu Rizal Bakri)
“Katakanlah pada ketakutanmu kalau kamu tidak akan mati hanya karena takut.
Matimu sudah digariskan.”
(Uriya Bin Yusuf)
“Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah penakut dan bimbang.
Teman yang paling setia hanyalah keberanian dan keyakinan yang teguh”
(Andrew Jackson)
Persembahan: Skripsi ini saya persembahkan untuk kedua orang tua, Tn. Yusuf dan Ny. Kamsiti
yang senantiasa memberikan dukungan moril dan materil, tidak pernah lelah
dalam menemani dalam naik turunnya proses pendidikan, serta selalu memberikan
dorongan ketika dalam keterpurukan. Semangat kedua orang tualah yang
membuat saya bisa menyelesaikan skripsi ini. Teruntuk kakak – kakaku, Wayan
Wahyudi, Raffi Hidayat, dan Sabik Rosana yang juga selalu mendoakan dan
memberikan dukungan supaya bisa menyelesaikan pendidikan.
Teruntuk sahabat terbaikku, Ibdal Sukoyo dan Fajar Fitrianingsih yang selalu
hadir disetiap naik turunnya kehidupanku, dan memberikan semangat disetiap
kegagalan dalam menempuh pendidikan.
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
vi
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI ARANG DENGAN AKTIVATOR
ASAM KLORIDA SEBAGAI PENURUN KADAR AMONIA DALAM AIR
LIMBAH
Uriya Bin Yusuf 1, Neni Damajanti
2
ABSTRAK
Arang kerap kali digunakan sebagai media pembakaran berbagai makanan.
Namun karena ukuran arang yang beragam membuat arang – arang hancur tidak
bisa digunakan sebagai media pembakar, karena dibutuhkan luas permukaan
yang lebih lebar. Limbah sisa – sisa arang ini bisa dimanfaatkan untuk membuat
karbon aktif menggunakan aktivator Asam Klorida 0,5 N. Arang pertama – tama
diayak menggunakan screen 100 mesh, lalu direndam selama 48 jam
menggunakan larutan aktivator. Campuran dipisahkan dan dinetralkan dengan
air distilasi. Lalu keringkan pada temperature 100 oC. Terakhir arang dipanaskan
pada furnace temperature 900 oC. Arang yang sudah diaktifkan terbukti bisa
menurunkan kadar amonia dalam air limbah. Arang dicampur dengan air yang
mengandung amonia dan diaduk selama 30 menit dengan perbandingan 25 mg,
50 mg, 75mg, dan 100 mg arang dicampur dengan 50 mL air limbah. Campuran
kemudian dipisahkan menggunakan kertas saring dan diambil airnya untuk
dianalisa kandungan amonia menggunakan UV Spektrofotometri. Hasil kemudian
dianalisa menggunakan Persamaan Isoterm Langmuir, BET, Freundlich dan
Temkin. Terakhir karbon aktif diuji kemampuannya terhadap penyerapan Iodine.
Dan dibandingkan dengan mutu karbon aktif SNI 06-3730-1995.
Kata kunci : Karbon Aktif, Amonia, Asam Klorida, Arang
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
vii
CREATING ACTIVE CARBON OF CHARCOAL USING CHLORIDE
ACID ACTIVATOR TO REDUCE THE AMMONIA LEVEL IN
WASTEWATER
Uriya Bin Yusuf 1, Neni Damajanti
2
ABSTRACT
Charcoal is frequently used to roast some food. However, because of its varied
size, the broken charcoal cannot be used as the roasting media. It is simply
because it needs a wider surface to roast something. The waste of the charcoal
can actually be utilized to create active carbon using 0.5 N Chloride Acid
activator. Charcoal was firstly sifted using a 100 mesh screen. Then, it was
soaked for 48 hours using the activator solution. The mixture was
then separated and neutralized using distillation water. Next, it was dried at
100oC temperature. Finally, it was heated at 900
o C furnace temperature. The
activated charcoal was empirically able to reduce the level of
ammonia in wastewater. The charcoal was mixed with water containing ammonia
and then stirred for 30 minutes with the ratio of 25 mg, 50 mg, 75mg, and 100 mg
charcoal with 50 mL wastewater. The mixture was then separated using filter
paper and the water was taken to analyze the content of ammonia using UV
Spectrophotometry. The result was analyzed using Isothermal Langmuir, BET,
Freundlich, and Temkin equations. Ultimately, the active carbon was tested to
know its ability to absorb Iodine and was compared with the quality of active
carbon of SNI 06-3730-1995.
Keywords: Active Carbon, Ammonia, Chloride Acid, Charcoal
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, hidayah dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi dengan judul “Pembuatan Karbon Aktif dari Arang dengan
Aktivator Asam Klorida Sebagai Penurun Kadar Amonia dalam Air Limbah”
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan
program studi strata satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas
Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
Dalam penyusunan skripsi ini, penyusun tidak akan selesai tanpa bantuan
dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang
setulus-tulusnya kepada:
1. Allah SWT atas semua nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
2. Kedua orang tua serta keluarga yang telah memberikan motivasi.
3. Bapak Muhammad Taufiq Tamam, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik
dan Sains.
4. Bapak Haryanto,S.T., M.T., Ph.D. selaku Kaprodi Teknik Kimia.
5. Bapak Abdul Haris M,S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik.
6. Bapak Neni Damajanti,S.T., M.T. selaku dosen pembimbing, terima kasih
untuk ilmu, bimbingan, saran dan nasihatnya.
7. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Sains
Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
8. Tata Usaha Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
9. Ibdal Sukoyo dan Fajar Fitrianingsih, yang telah menemani dan memberikan
bantuan, semangat, motivasi serta mendengarkan keluh kesah saya selama ini.
10. Rekan-rekan satu angkatan 2014 (Hanafi, Reza, Hudha, Rudi, Andri, Aulia)
yang telah berjuang bersama-sama dari semester 1 hingga sekarang. Semoga
sukses selalu. Serta adik-adik ku angkatan 2015, 2016 dan 2017.
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
ix
11. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini
masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan mengingat keterbatasan
pengalaman dan kemampuan penulis, Oleh karena itu, kritik dan saran yang
bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi
ini dapat memberikan manfaat.
Purwokerto, 12 Juli 2019
Penulis
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii
PERNYATAAN.......................................................................... ...................... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................... v
ABSTRAK ...................................................................................................... vi
ABSTRACT ....................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................ 4
1.4. Manfaat Penelitian .......................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Karbon ............................................................................. 5
2.1.1 Proses Aktifasi Karbon.................................................... 8
2.1.1.1 Metode Fisika .................................................................. 8
2.1.1.2 Metode Kimia ................................................................. 9
2.1.2 Karakteristik Karbon Aktif .............................................. 10
2.1.2.1 Ukuran Karbon Aktif ...................................................... 11
2.1.2.2 Daya Serap Iodine ........................................................... 12
2.2. Ammonia ........................................................................ 12
2.2.1. UV Spektrofotomteri ....................................................... 15
2.2.2. Analisis Amonia .............................................................. 16
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
xi
2.3. Adsorbsi ......................................................................... 17
2.3.1 Isoterm Adsorbsi ............................................................. 19
2.3.1.1 Langmuir ......................................................................... 20
2.3.1.2 BET ................................................................................. 21
2.3.1.3 Freudlich ......................................................................... 21
2.3.1.4 Termkin ........................................................................... 22
2.4. Penelitian Pendahulu ....................................................... 23
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian ...................................................... 25
3.2. Alat dan Bahan ............................................................... 25
3.2.1 Alat .................................................................................. 25
3.2.2 Bahan .............................................................................. 26
3.3. Prosedur Pelaksanaan Peneltian ..................................... 26
3.3.1 Persiapan Bahan Baku .................................................... 26
3.3.2 Proses Aktifasi Arang ...................................................... 26
3.3.3 Prosedur Adsorbsi ........................................................... 26
3.3.4 Analisis Amonia .............................................................. 27
3.4. Diagram Alir Percobaan .................................................. 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAAN
4.1. Preparasi Adsorben ......................................................... 29
4.2. Kalibrasi Standar Ammonia ............................................ 29
4.3. Penurunan Kadar Ammonia ............................................ 30
4.4. Bentuk Isoterm Adsorbsi ................................................. 34
4.4.1. Isoterm Langmuir ............................................................ 36
4.4.2. Isoterm BET .................................................................... 37
4.4.3. Isoterm Freudlich ............................................................ 38
4.4.4. Isoterm Temkin ............................................................... 39
4.5. Penentuan Bilangan Iodine ............................................. 40
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
xii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ..................................................................... 43
5.2. Saran ............................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 44
LAMPIRAN
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Mutu Arang Aktif SII 0258-79 ......................................................... 11
Tabel 2.2 Mutu Arang Aktif SNI 063730-1995 ............................................... 12
Tabel 2.3 Mutu Arang Aktif Departemen Kesehatan ...................................... 12
Tabel 2.4 Beda Adsorbsi Fisika dan Kimia ...................................................... 18
Tabel 2.5 Hasil Liniearisasi Persamaan Isoterm Adsorbsi .............................. 23
Tabel 4.1.Data Kalibrasi Standar Ammonia ..................................................... 30
Tabel 4.2 Data Konsentrasi Awal ..................................................................... 31
Tabel 4.3 Data Penurunan Kadar Ammonia ..................................................... 32
Tabel 4.4 Bentuk Isotermis Adsorbsi ............................................................... 34
Tabel 4.5 Data Penelitian Variabel Penurunan Ammonia ................................ 35
Tabel 4.6 Data Isoterm Langmuir .................................................................... 36
Tabel 4.7 Data Isoterm BET ............................................................................. 37
Tabel 4.8 Data Isoterm Freudlich ..................................................................... 38
Tabel 4.9 Data Isoterm Temkin ........................................................................ 39
Tabel 4.10 Data Koefisien Determinasi Isoterm Adsorbsi ............................... 40
Tabel 4.11 Data Hasil Penyerapan Iodine ........................................................ 41
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Arang ........................................................................................ 5
Gambar 2.2. Empat Jenis Isoterm Utama ...................................................... 19
Gambar 2.3. Enam Type Isoterm Adsorbsi ................................................... 20
Gambar 2.4. Model Isoterm Langmuir .......................................................... 21
Gambar 2.5. Model Isoterm Freudlich .......................................................... 22
Gambar 2.6. Model Isoterm Temkin ............................................................. 23
Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Standar Ammonia .......................................... 30
Gambar 4.2. Kurva Dosis Karbon Aktif dan Persen Penurunan Ammonia .. 32
Gambar 4.3. Kurva Isoterm Langmuir .......................................................... 36
Gambar 4.4. Kurva Isoterm BET .................................................................. 37
Gambar 4.5. Kurva Isoterm Freudlich........................................................... 38
Gambar 4.6. Kurva Isoterm Temkin .............................................................. 39
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan dan Pembuatan Larutan ........................................ 45
1. Pembuatan Larutan HCl ..................................................... 45
2. Pembuatan Larutan Nessler ................................................ 48
3. Pembuatan Larutan Sodium Pottasium Tartate .................. 48
4. Pembuatan Standar Ammonia ............................................ 48
5. Pembuatan Limbah Sintesis ............................................... 51
6. Pembuatan Iodine ............................................................... 52
7. Pembuatan Natrium Thiosulfate ......................................... 53
8. Perhitungan Data Analisa Uv-Vis ....................................... 58
9. Perhitungan Penyerapan Iodine .......................................... 59
Lampiran 2. Dokumentasi ............................................................................. 60
Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019