SKRIPSIrepository.ub.ac.id/7612/1/Kartika Anggraeni Dan Antung... · 2020. 8. 13. · IDENTITAS TIM...

PENYISIHAN ION KALSIUM MENGGUNAKAN KARBON AKTIF

DARI TEMPURUNG KELAPA DENGAN AKTIVASI H3PO4 DAN

KARBON AKTIF KOMERSIAL

SKRIPSI

Ditujukan untuk memenuhi persyaratan

Memperoleh gelar Sarjana Teknik

KARTIKA ANGGRAENI

NIM. 115061107111010

ANTUNG DWI NUGRAHA PUTRA

NIM. 135061107111006

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2017

IDENTITAS TIM PENGUJI

JUDUL SKRIPSI :

Penyisihan Ion Kalsium Menggunakan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa dengan

Aktivasi H3PO4 Dan Karbon Aktif Komersial

Nama Mahasiswa/ NIM : Kartika Anggraeni /115061107111010

Antung Dwi Nugraha Putra/135061107111006

Program Studi S1 : Teknik Kimia

TIM DOSEN PENGUJI

Dosen Penguji I : Ir. Bambang Ismuyanto, MS

Dosen Penguji II : Ir. Bambang Poerwadi, MS

Dosen Penguji III : Rama Oktavian, S.T, M.T

Tanggal Ujian : Rabu, 29 November 2017

SK Penguji : 1590/UN10.F07/SK/2017

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Kartika Anggraeni, Jakarta, 9 mei 1993 anak dari Baapak Zulkarnain dan Ibu

Risye Rustiati, SD sampai SMP di cilegon dan SMA di kota serang lulus SMA tahun

2011. Pengalaman menjadi bagian dalam kegiatan acara I-Challenge Teknik Kimia

Universitas Brawijaya tahun 2014 dan sebagai On The Job Training di PT Asahimas

Chemical Cilegon Banten tahun 2015.

Malang, 14 Juli 2017

Penulis

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Antung Dwi Nugraha Putra, Balikpapan 16 April 1995 anak dari Zulkifli Kori

dan Umi Kalsum, lulus dari SD Patra Dharma 3, SMP Patra Dharma 2 Balikpapan,

SMAN 2 Balikpapan, lulus program sarjana Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Brawijaya tahun 2017. Pengalaman kerja sebagai Panitia I-Challange

Program Studi Teknik Kimia periode semester Genap 2014/2015, Praktek Kerja

Lapang di PT. Pertamina UP V,Balikpapan. PKM K Dikti tahun pelaksanaan 2013

dengan judul SOTEHU (Bakso Tempe Tahu).

Malang, 14 Juli 2017

Penulis

Terima kasih ya Allah SWT Engkau telah menitipkan hamba kepada orangtua yang luar biasa,

Dimana kedua orang tua hamba mulai menua. Kepada Engkau hamba meminta,

Semoga sisa umur hamba cukup untuk memberikan kebahagiaan dan kebanggaan bagi kedua orang tua hamba.

Amin

Ungkapan Hati Sebagai Rasa Terima Kasihku Kepada :

Allah, Rasul-Nya, Ayahanda dan Ibunda, serta Keluarga Tercinta

RINGKASAN

Kartika Anggraeni dan Antung Dwi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Brawijaya, Oktober 2017, Penyisihan Ion Kalsium Menggunakan Karbon Aktif

dari Tempurung Kelapa dengan Aktivasi H3PO4 dan Karbon Aktif Komersial, Dosen

Pembimbing: Bambang Ismuyanto dan A. S. Dwi Saptati N. H.

Air tanah banyak digunakan untuk kehidupan sehari-hari. Kalsium dan magnesium

merupakan substansi kimiawi yang dominan terdapat di air tanah. Kualitas air tanah di Jawa

Timur khususnya daerah Gresik memiliki kadar kalsium yang masih berada pada angka 400

ppm, sedangkan baku mutu yang sudah ditentukan untuk kadar kalsium pada air minum

adalah sebesar 200 ppm. Dampak kadar kalsium yang tinggi, yaitu menyebabkan

terbentuknya kerak pada boiler dan pipa, serta mempengaruhi kesehatan ginjal. Kadar ion

kalsium dalam air dapat diturunkan dengan cara adsorpsi menggunakan karbon aktif. Karbon

aktif merupakan material berpori yang dapat dibuat dari material berkarbon, seperti

tempurung kelapa komersial kota Malang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

karakteristik dari karbon aktif komersial dan karbon aktif dari tempurung kelapa serta untuk

mengetahui kemampuan karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivator H3PO4 dan karbon

aktif komersial dalam penyisihan ion kalsium. Proses adsorpsi menggunakan adsorben

karbon aktif komersial dan karbon aktif tempurung kelapa yang diaktivasi menggunakan

H3PO4 3M dengan variasi waktu aktivasi 2, 4, dan 6 jam dan massa karbon 0,05 gr; 0,1 gr;

0,15 gr; 0,2 gr.

Hasil adsorpsi ion kalsium menunjukkan penurunan konsentrasi ion kalsium terbesar

pada massa karbon tempurung kelapa sebesar 0,15 gram dengan aktivasi H3PO4 selama 4

jam, dimana konsentrasi awal sebesar 408 ppm menjadi 312 ppm pada menit ke-150 dengan

presentase penyisihan sebesar 22%. Untuk persentase penyisihan ion kalsium dengan karbon

komersial dengan waktu 4 jam pada massa 0,15 gram selama waktu aktivasi 2 jam dan 6 jam

berturut-turut menghasilkan nilai sebesar 8,67%;18,67%;dan 17,56%. Karakterisasi

berdasarkan uji BET untuk luas permukaan dan diameter pori terbesar terdapat pada karbon

aktivasi H3PO4 4 jam sebesar 335,075 m2/gr dan 19,668 Å sedangkan volume pori terbesar

yaitu karbon aktif komersial sebesar 0,102 cc/gr.

Kata Kunci : Adsorpsi, ion kalsium, karbon aktif, tempurung kelapa

SUMMARY

Kartika Anggraeni dan Antung Dwi, Chemical Engineering Department,

Engineering Faculty, Universitas Brawijaya, May 2017, Calcium Ion Removal Using

Activated Carbon from Coconut Shell with H3PO4 Activation and Commercial Activated

Carbon, Supervisor: Bambang Ismuyanto and A. S. Dwi Saptati N. H.

Ground water is widely used for everyday life. Calcium and magnesium are the dominant

chemical substances found in ground water. Groundwater quality in East Java, especially in

Gresik region, has calcium levels that are still at 400 ppm, whereas the predetermined quality

standard for calcium content in drinking water is 200 ppm. The impact of high levels of

calcium are the formation of scale on boilers and pipes, and affect the health of the kidneys.

The levels of calcium ions in water can be derived by adsorption using activated carbon.

Activated carbon is a porous material that can be made from carbonaceous material, such as

commercial coconut shell in Malang. The Objective of this study was to determine the

characteristics of commercial activated carbon and activated carbon from coconut shell and

to identify the ability of coconut shell activated carbon with H3PO4 activator and commercial

activated carbon in calcium ion removal. The adsorption process used commercial activated

carbon adsorbent and activated coconut shell activated carbon using H3PO4 3M with

variation of activation time 2, 4, and 6 hours and carbon mass 0,05 gr; 0,1 gr; 0,15 gr; 0,2

gr.

The adsorption showed the largest decrease of calcium ion concentration in coconut

shell carbon mass of 0,15 gram with H3PO4 activation for 4 h, where the initial concentration

was 408 ppm to 312 ppm at 150 min with removal percentage was 22%. For the percentage

of removal of calcium ion with commercial carbon in 4 hours at mass of 0,15 gram during

activation time 2 hours and 6 hours respectively resulted value equal to 8,67%; 18,67% and

17,56%. Characterization based on the BET test for the largest surface area and pore

diameter was found in 4 hours H3PO4 activation carbon of 335,075 m2/g and 19,668 Å while

the largest pore volume of commercial activated carbon was 0,102 cc/g.

Key words: Adsorption, calsium ion, active carbon, coconut shell

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas karunia dan rahmat-Nya

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai salah satu prasyarat untuk

menyelesaikan studi di Jurusan Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Brawijaya. Judul yang penulis ajukan adalah “Penyisihan Ion Kalsium Menggunakan

Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dengan Aktivasi H3PO4 dan Karbon Aktif Komersial”

dapat terselesaikan dengan baik berkat bantuan dan dorongan dari semua pihak. Oleh karena

itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih atas segala bimbingan dan

bantuan kepada:

1. Ir. Bambang Poerwadi, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Brawijaya.

2. Ir. Bambang Ismuyanto, M.S., selaku Dosen Pembimbing I mata kuliah Skripsi

Rekayasa Lingkungan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Brawijaya.

3. A.S. Dwi Saptati N.H., S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II mata kuliah Skripsi

Rekayasa Lingkungan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Brawijaya.

4. Agustina Rahayu, A.Md selaku PLP Laboratorium Sains Jurusan Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya.

5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

yang telah memberikan ilmunya kepada penulis.

6. Seluruh staf Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya serta

semua pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi.

7. Orang tua, saudara-saudara Kami, atas doa, bimbingan, perhatian, serta kasih sayang

yang selalu tercurah selama ini.

8. Teman-teman Teknik Kimia angkatan 2011 dan 2013 yang selalu mendukung kami.

Penulis mengharapkan saran dari semua pihak demi kebaikan penelitian ini.

Demikian laporan ini dibuat, semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak dan penulis sendiri.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.

Malang, Oktober 2017

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... i

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ ii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... v

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................... vi

RINGKASAN .................................................................................................................... viii

SUMMARY ......................................................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................................... 1

1.2 Rumusan masalah ..................................................................................................... 2

1.3 Batasan masalah ....................................................................................................... 2

1.4 Tujuan penelitian ...................................................................................................... 2

1.5 Manfaat penelitian .................................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 5

2.1 Tanaman kelapa ........................................................................................................ 5

2.2 Morfologi dan Kandungan Kelapa ........................................................................... 5

2.2.1 Bagian Buah kelapa .......................................................................................... 5

2.2.2 Tempurung kelapa ............................................................................................ 6

2.2.3 Lignin ................................................................................................................ 7

2.2.4 Selulosa ............................................................................................................. 7

2.2.5 Hemiselulosa ..................................................................................................... 7

2.3 Adsorben .................................................................................................................. 8

2.4 Karbon Aktif ............................................................................................................. 9

2.4.1 Preparasi Karbon Aktif ........................................................................................ 10

2.5 Adsorpsi .................................................................................................................. 11

2.5.1 Definisi ........................................................................................................... 11

2.5.2 Kinetika adsorpsi ............................................................................................ 12

2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi ................................................ 13

2.5.4 Perhitungan Persentase Reduksi ..................................................................... 14

2.6 Kesadahan air ......................................................................................................... 14

2.7 Penelitian terdahulu ................................................................................................ 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................ 19

3.1 Metode Penelitian ................................................................................................... 19

3.2 Tempat Penelitian ................................................................................................... 19

3.3 Variabel Penelitian ................................................................................................. 19

3.4 Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................................... 19

3.4.1 Alat penelitian ................................................................................................. 19

3.4.2 Bahan Penelitian ............................................................................................. 20

3.4.3 Rangkaian Alat ............................................................................................... 20

iii

3.5 Prosedur penelitian ................................................................................................. 22

3.5.1 Persiapan tempurung kelapa ........................................................................... 22

3.5.2 Karbonisasi tempurung kelapa ....................................................................... 22

3.5.3 Proses Aktivasi Karbon dari Tempurung Kelapa dengan Asam Fosfat ......... 23

3.5.4 Pembuatan Sampel Sintetik Ion Kalsium ....................................................... 24

3.5.5 Proses Adsorpsi Ion Kalsium .......................................................................... 25

3.5.6 Pengukuran dengan Titrimetri EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat) .............. 25

3.6 Pengujian Yang Dilakukan ..................................................................................... 27

3.6.1 Kadar Abu ....................................................................................................... 27

3.6.2 Yield Hasil Karbonisasi .................................................................................. 28

3.6.3 BET (Brunauer-Emmet-Teller)....................................................................... 29

3.6.4 FT-IR (Fourier Transform Infrared) ............................................................... 29

3.7 Diagram Alir penelitian .......................................................................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................... 31

4.1 Yield Hasil Karbonisasi .......................................................................................... 31

4.2 Kadar Abu .............................................................................................................. 31

4.3 Hasil Uji Fourier Transfrom Infrered Spectroscopy (FT-IR) ................................. 32

4.4 Hasil Uji Brunauer-Emmet-Teller (BET) ............................................................... 34

4.5 Pengaruh Massa Adsorben Terhadap Penurunan Ion kalsium ............................... 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 41

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 41

5.2 Saran ....................................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 43

LAMPIRAN ....................................................................................................................... 47

iv

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

Tabel 2.1 Bagian buah kelapa ............................................................................................. 5

Tabel 2.2 Komposisi kimia tempurung kelapa ................................................................... 6

Tabel 2.3 Klasifikasi pori berdasarkan ukuran diameter .................................................... 9

Tabel 2.4 Derajat kesadahan air berdasarkan kandungan kalsium karbonat .................... 15

Tabel 2.5 Penelitian terdahulu........................................................................................... 17

Tabel 4.1 Hasil Karbonisasi Tempurung Kelapa .............................................................. 31

Tabel 4.2 Hasil Uji Kadar Abu ......................................................................................... 32

Tabel 4.3 Gugus aktif yang terdapat pada karbon tempurung kelapa, karbon aktif

temprung kelapa, dan karbon aktif komersial .................................................. 33

Tabel 4 4 Hasil Pengujian Menggunakan Metode BET .................................................... 35

Tabel A.1 Data Hasil Karbonisasi ..................................................................................... 49

Tabel A.2 Hasil Pengujian Kadar Abu .............................................................................. 51

Tabel B.2 Hasil Adsorpsi ion kalsium dengan Karbon Aktif Komersial .......................... 55

Tabel B.3 Hasil Penyisihan ion kalsium dengan Karbon Aktif Komersial ...................... 55

Tabel B.4 Hasil Adsorpsi ion kalsium dengan Karbon Tempurung Kelapa Aktivasi

H3PO4 2 jam ...................................................................................................... 56

Tabel B.5 Hasil Penyisihan ion kalsium dengan Karbon Tempurung Kelapa Aktivasi

H3PO4 2 jam ...................................................................................................... 56


H3PO4 4 jam ...................................................................................................... 57


H3PO4 4 jam ...................................................................................................... 57


H3PO4 6 jam ...................................................................................................... 58


H3PO4 6 jam ...................................................................................................... 58

v

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

Gambar 2.1 Penampang membujur buah kelapa ................................................................. 6

Gambar 2.2 Struktur selulosa. Anhdroglucose adalah monomernya, cellobiose adalah

dimernya. ........................................................................................................ 7

Gambar 2.3 Struktur utama tipe hemiselulosa kayu lunak, galactoglucomannan, dan tipe

hemiselulosa kayu keras, 4-O-methyln glucoronxylan .................................. 8

Gambar 2.4 Struktur grafit dan b Struktur karbon aktif ..................................................... 10

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Proses Karbonisasi ............................................................... 20

Gambar 3.2 Rangkaian Alat Proses Aktivasi Karbon dari Tempurung Kelapa ................ 21

Gambar 3.3 Diagram alir persiapan tempurung kelapa ..................................................... 22

Gambar 3.4 Diagram alir proses karbonisasi tempurung kelapa ....................................... 23

Gambar 3.5 Diagram alir proses aktivasi karbon............................................................... 24

Gambar 3.6 Alir pembuatan Larutan Induk Kalsium 1000 ppm ....................................... 24

Gambar 3.7 Diagram alir proses adsorpsi .......................................................................... 25

Gambar 3.8 Diagram Alir Proses Pembuatan Larutan Na2EDTA ..................................... 26

Gambar 3.9 Diagram Alir Proses Pembuatan Larutan NaOH ........................................... 26

Gambar 3.10 Diagram Alir Proses Pengujian Kadar Abu ................................................... 28

Gambar 3.11 Diagram Alir Pengujian BET ......................................................................... 29

Gambar 3.12 Diagram Alir Proses Analisa FT-IR............................................................... 30

Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 30

Gambar 4.1 Penyisihan ion kalsium pada berbagai variasi massa adsorben dengan

karbon aktif komersial .................................................................................. 36


karbon aktivasi H3PO4 2 jam ........................................................................ 36





Gambar B.1 Penyisihan ion kalsium pada berbagai variasi massa adsorben dengan

karbon aktif komersial .................................................................................. 59


karbon aktifasi H3PO4 2 jam ........................................................................ 59





vi

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Halaman

Lampiran A. Data dan Perhitungan ................................................................................... 49

Lampiran B. Data Hasil Adsorpsi Ion Kalsium ................................................................. 55

Lampiran C. Dokumentasi Kegiatan.................................................................................. 61

Lampiran D. Hasil Pengujian FTIR ................................................................................... 65

Lampiran E. Hasil Pengujian BET..................................................................................... 69

Lampiran F. Riwayat Hidup .............................................................................................. 99

vii

DAFTAR SIMBOL

Besaran Dasar Satuan Simbol

Diameter pori

Energi

Keasaman

Kecepatan rotasi

Konsentrasi

Konsentrasi mula-mula

Konsentrasi kesetimbangan

Luas permukaan rata-rata

Massa

Panjang gelombang

Suhu

Volume

Waktu

Amstrong (Å)

kilo Joule per mol (kJ/mol)

pH

rotasi per menit (rpm)

mol per liter

part per million (ppm)

part per million (ppm)

meter persegi per gram (m2/g)

gram (g) dan miligram (mg)

nanometer (nm)

Celcius (oC)

liter (L) atau mililiter (mL)

menit (min)

L

E

pH

ω

M

C0

Ce

S

m

λ

T

V

T

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan air yang bersih sangat penting untuk keperluan hidup sehari-hari,

khususnya untuk berbagai kegitan industri, sanitasi kota, pertanian dan sebagainya. Sumber

air bersih, umumnya berasal dari air permukaan, air hujan dan air tanah. Air tanah merupakan

sumber air yang umumnya digunakan keperluan konsumsi manusia. Air tanah biasanya

mengandung ion-ion yang dapat menyebabkan kesadahan, contohnya kalsium dan

magnesium (Davis, 2010). Kandungan ion-ion divalen ini menjadi salah satu penyebab

terbentuknya kerak dalam boiler dan pipa pada dunia industri (Seo, 2010). Selain itu, air

sadah dapat menyebabkan masalah kesehatan. Kelebihan konsumsi kalsium dapat

menyebabkan penyakit batu ginjal, sedangkan jika kelebihan magnesium akan

mengakibatkan penyakit diare. Menurut World Health Organization (2010), baku mutu air

minum harus memiliki angka kadar kalsium di bawah 200 mg/L. Menurut Qorry Nugrahayu

(2013), kualitas air tanah di Jawa Timur khususnya daerah Gersik dengan kadar kalsium

yang sebesar 400 mg/L.

Banyak metode yang digunakan dalam melunakkan air sadah, yaitu dengan cara

mereduksi kandungan ion-ion divalen (Ca2+ dan Mg2+) melalui berbagai proses seperti

elektrokimia, reaksi berkatalis enzim, nanofiltrasi, elektrodialisis. Namun, penggunaan

metode-metode tersebut memerlukan instalasi yang relatif kurang ekonomis (Rolence,

2014). Kadar ion kalsium di dalam larutan dapat diturunkan dengan cara adsorpsi

menggunakan karbon aktif. Beberapa kelebihan dari adsorpsi, yaitu operasi yang lebih

sederhana, ekonomis, dan penyisihan yang relatif tinggi.

Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf yang dapat dihasilkan dari bahan-

bahan yang mengandung karbon dengan diperlakukan secara khusus untuk mendapatkan

permukaan yang luas. Tahapan proses pembuatan karbon aktif dapat di lakukan melalui tiga

tahap yaitu dengan dehidrasi, karbonisasi, dan aktivasi. Dehidrasi merupakan proses

pemanasan bahan baku yang tujuan untuk menguapkan seluruh kandungan air dan

menurunkan kelembapan pada bahan baku sedangkan karbonisasi merupakan proses

pengarangan dalam ruangan tanpa adanya oksigen dan bahan kimia lainnya. Untuk

memperbesar struktur pori dan luas permukaannya yaitu dengan cara aktivasi secara fisika

2

menggunakan uap air, CO2, NH3 atau secara kimia dengan mencampurkan aktivator seperti

alkali, klorida, sulfat, fosfat, dan asam-asam anorganik (H2SO4 dan H3PO4). (Lillo, 2004)

Menurut Badan Pusat Statistik (2017), produksi perkebunan buah kelapa di Indonesia

semakin meningkat setiap tahun. Namun, pemanfaatan buah kelapa ini tidak diimbangi

dengan pengelolaan limbah berupa serabut dan tempurung kelapa secara optimal.

Tempurung kelapa merupakan material yang dapat dimanfaatan sebagai karbon aktif karena

mengandung kadar karbon yang tinggi, kadar abu mineral yang rendah, dan mempunyai daya

adsorpsi yang tinggi terhadap suatu komponen yang berada pada fase larutan atau uap

(Sunaryo, 2012)

Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penambahan aktivator

H3PO4 terhadap karbon aktif dari tempurung kelapa yang akan diaplikasikan pada proses

adsorpsi limbah sintetis yang mengandung ion kalsium.

1.2 Rumusan masalah

1. Bagaimana karakteristik dari karbon aktif komersial dan karbon aktif dari tempurung

kelapa.

2. Bagaimana kemampuan adsorpsi ion kalsium oleh karbon aktif komersial dan karbon

aktif dari tempurung kelapa.

3. Bagaimana pengaruh variasi waktu aktivasi karbon aktif tempurung kelapa

menggunakan H3PO4 terhadap adsorpsi ion kalsium.

1.3 Batasan masalah

1. Tempurung kelapa berasal dari penyuplai tempurung kelapa dari Comboran Malang,

Jawa Timur.

2. Karbon aktif komersial merupakan karbon aktif PT. Kimia Farma yang digunakan di

Sains

3. Temperatur karbonisasi 600oC.

4. Aktivasi adsorben karbon aktif mengguakan H3PO4 3 M dengan temperatur 80oC

5. Larutan sintetis CaCl2 400 ppm

1.4 Tujuan penelitian

1. Mengetahui karakteristik dari karbon aktif komersial dan karbon aktif dari

tempurung kelapa

2. Mengetahui kemampuan karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivator H3PO4 dan

karbon aktif komersial dalam penyisihan ion kalsium

3

1.5 Manfaat penelitian

1. Mengurangi limbah tempurung kelapa.

2. Mengurangi kandungan ion kalsium.

3. Menghasilkan karbon aktif tempurung kelapa yang dapat menyisihkan ion kalsium.

4. Mengetahui perbandingan karakteristik karbon aktif komersial dan karbon aktif

tempurung kelapa dalam penyisihan ion kalsium.

Halaman ini sengaja dikosongkan

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman kelapa

Kelapa adalah tumbuhan asli daerah tropis khususnya terdapat di indonesia dimana

dapat ditemukan di daerah pantai yang datar (dataran rendah) hingga ke daerah dataran

tinggi. Dalam kehidupan sehari-hari kelapa banyak dimanfaatkan tidak hanya di beberapa

bagian, tetapi semua bagian yang terdapat pada kelapa mulai dari akar, batang, sampai ke

pucuk tanaman dapat dimanfaatkan, sehingga pohon kelapa dapat disebut sebagai pohon

kehidupan (tree of life). Tanaman kelapa termasuk spesies Cocos nucifera L dan memilki

famili (Arecaceae) yang sama dengan sagu (Metroxylon sp), salak (Salaca edulis), dan aren

(Arenga pinata). (Warisno, 2003)

2.2 Morfologi dan Kandungan Kelapa

2.2.1 Bagian Buah kelapa

Tanaman kelapa dapat berbuah dari hasil perkawinan bunga betina dengan bunga

jantan, buah kelapa terdiri dari beberapa bagian, yaitu epicarp, mesocarp, endocarp, dan

endosperm :

Tabel 2. 1 Bagian buah kelapa

Epicarp Mesocarp Endocrap Endosperm

Yaitu kulit bagian luar

yang permukaannya

licin agak keras dan

tebalnya ± 1 7⁄ mm

Yaitu kulit

bagian tengah

yang disebut

sabut.

Yaitu bagian tempurung

yang sangat keras.

Tebalnya 3-6 mm.

Bagian dalam melekat

pada kulit luar dari

endosperm yang

tebalnya 8 – 0 mm.

Buah kelapa yang

telah tua bobotnya

terdiri dari 35 %

sabut, 12%

tempurung, 28%

endosperm dan 25%

air.

Sumber : Setyamidjaja, 1984

6

Komponen-komponen penyusun buah kelapa pada gambar berikut ini :

2.2.2 Tempurung kelapa

Tempurung kelapa berfungsi sebagai pelindung daging buah setelah bagian serabut

yang memiliki ketebalan 3-76 mm dan sebagian besar tersusun dari lignin, selulosa serta

hemiselulosa. Tempurung kelapa dikategorikan sebagai kayu keras, tetapi memiliki

kandungan lignin yang lebih tinggi dan kandungan selulosa rendah daripada kayu pohon.

(Pranata, 2010; Taer, 2015)

Tabel 2. 2 Komposisi kimia tempurung kelapa

Komponen Persentase (%berat)

Selulosa

Hemiselulosa

Lignin

Abu

Protein

Fat

Nitrogen

34

21

27

0,6

2

5

0,1

Sumber : Bledzki, 2010

Keterangan Gambar :

1. Kulit Luar (epicarp)

2. Sabut (mesocarp)

3. Tempurung (endocarp)

4. Daging buah (endosperm)

5. Air kelapa

Gambar 2. 1 Penampang membujur buah kelapa (Setyamidjaja, 1984)

7

2.2.3 Lignin

Lignin merupakan salah satu zat dalam kayu dimana berfungsi seperti lem atau

semen yang mengikat sel-sel alin sehingga menambah kekuatan kayu (mechanical strength)

dan membantu agar kayu dapat terlihat kokoh dan dapat berdiri tegak. Lignin memiliki

Derajat polimerisasi yang tinggi dengan bentuk strktur kimia polimer tiga dimensi dan

bercabang-cabang dan molekul dasarnya yaitu fenil propan. (Kuhad, 2007)

2.2.4 Selulosa

Selulosa merupakan struktur komponen utama dinding sel. Struktur molekul selulosa

berupa homopolimer linear tersususn dari 1,4-β-glucopyranose yang tersusun dari monomer

selulosa (anhdroglucose). Selulosa berkaitan dengan zat seperti lignin pada matrik dinding

sel tumbuhan. (Kalia, 2011)

Gambar 2. 2 Struktur selulosa. Anhdroglucose adalah monomernya, cellobiose adalah

dimernya. (Chen, 2014)

2.2.5 Hemiselulosa

Hemiselulosa yang merupakan heteropolimer polisakarida dan terbanyak kedua

setelah selulosa. Hemiselulosa merupakan kelompok polisakarida heterogen dengan berat

molekul rendah yang jumlahnya sekitar 15-30% dari berat kering lignoselulosa.

Hemiselulosa terdiri dari pentosa (β-d-xylose, α –L-arabinose), hexoses (β-d-glukosa, β-d-

mannose) man-nose, α-d-galaktosa, α-L-rhamnose dan α-L-fucose). Hemiselulosa menuju

ke arah selulosa melalui ikatan oksigen-hidrogen dan gaya van der wall. (Chen, 2015). Tipe

hemiselulosa predominan pada kayu lunak adalah galactoglucomannan (GGM) sedangkan

pada kayu keras, hemiselulosa predominan adalah 4-O-methyln glucoronxylan (Kjellin &

Johansson, 2010)

8

Gambar 2. 3 Struktur utama tipe hemiselulosa kayu lunak, galactoglucomannan, dan tipe

hemiselulosa kayu keras, 4-O-methyln glucoronxylan (Kjellin & Johansson, 2010).

2.3 Adsorben

Adsorben adalah zat padat yang dapat menyerap suatu komponen melalui suatu

fluida. Secara komersial Adsorben yang digunakan dikelompokkan menjadi dua yaitu polar

dan nonpolar, adsorben polar disebut hydrophilic dan adsorben non polar disebut

hydrophobic. Dapat juga dibedakan berdasarkan jenis porinya sebagai berikut:

a. Adsorben tidak berpori (non-porous sorbents)

Preparasi adsorben non-porous yaitu dengan mendeposit senyawa kristalin dimana

luas permukaan spesifik adsorben kecil, tidak lebih dari 10 m2/g dan umumnya antara

0,1 s/d 1 m2/g. Beberapa aplikasi adsorben non-porous yaitu seperti filter karet dan

karbin hitam bergrafit dengan perlakuan khusus hingga luas permukaannya mencapai

ratusan m2/g (Harry, 2007).

b. Adsorben berpori (porous sorbents)

Adsorben porous memiliki luas permukaan spesifik brekisar antara 100 s/d 1000 m2/g,

yang di aplikasikan sebagai penyangga katalis, dehidrator, dan penyeleksi komponen

dan pada umumnya berbentuk granular (Harry, 2007).

Karakteristik adsorben yang dibutuhkan untuk adsorpsi :

1. luas permukaan besar.

2. memiliki aktivitas terhadap komponen yang diserap.

3. memiliki gaya tahan guncang yang baik.

4. tidak ada perubahan volume selama proses adsorpsi

9

Menurut IUPAC (International Union Of Pure and Applied Chemical) ada beberapa

klasifikasi pori yaitu :

Tabel 2. 3 Klasifikasi pori berdasarkan ukuran diameter

Jenis Pori Diameter

Mikropori < 2 nm

Mesopori 2 – 50 nm

Makropori > 50 nm

Sumber: Chowdhury, 2013

2.4 Karbon Aktif

Karbon aktif merupakan senyawa berbentuk amorf yang dapat dihasilkan dari bahan-

bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus

untuk mendapatkan luas permukaan dari karbon atau arang. Luas permukaan arang aktif

antara 300 m2/g - 3500 m2/g daya serap arang aktif yang sangat besar yaitu 25% - 1000 %

terhadap berat karbon aktif (Anggun, 2014).

Permukaan karbon aktif umumnya tersusun atas oksigen kompleks. Kompleks ini

dihasilkan oleh bahan baku pembuatan karbon serta dari proses chemisorption oksigen pada

saat aktivasi. Oksigen kompleks pada permukaan karbon aktif tampak dalam bentuk empat

asam oksida permukaan yang berbeda-beda, yaitu gugus karboksilat kuat, karboksilat lemah,

fenolik, dan karbonil. Aktivasi pada suhu yang sangat tinggi menyebabkan terbentuknya

permukaan yang terdiri atas gugus basa, seperti eter siklis. Sementara itu, adanya permukaan

oksida dapat menambah kepolaran pada karbon aktif. Perlakuan secara termal pada karbon

hasil karbonisasi pada kondisi atmosfer inert atau vakum dapat menyisihkan gugus oksida

pada permukaan karbon (Cecen dan Ozgur, 2011).

Struktur karbon aktif menyerupai struktur grafit mempunyai susunan seperti pelat-

pelat yang sebagian besar terbentuk dari atom karbon yang berbentuk heksagonal. Jarak

antara atom karbon dalam masing-masing lapisan 1,42 A. Gambar 2.7a struktur grafit dan

gambar 2.7b struktur umum karbon aktif.

10

Gambar 2. 4 Struktur grafit dan b Struktur karbon aktif (Cecen dan Ozgur, 2011)

Aplikasi karbon aktif dalam pengolahan air yaitu menghilangkan poluta seperti seng,

kuprum, krom, besi, timbal, dan uap ammonia. Sedangkan pada pemurnian gas dengan cara

desulfurisasi dan penyerap gas beracun serta bau busuk. (Junior, 2009; Lienden, 2010).

2.4.1 Preparasi Karbon Aktif

Secara umum terdapat 3 tahapan proses pembuatan karbon aktif yaitu dehidrasi,

karbonisasi, dan aktivasi.

A. Dehidrasi

Dehidrasi suatu proses pengurangan kandungan air dalam suatu bahan baku

(karbon aktif) yang bertujuan menyempurnakan proses karbonisasi. Dehidrasi

dilakukan dengan cara menjemur bahan baku dibawah sinar matahari langsung atau

dipanaskan dalam oven. (Maria,2012)

B. Karbonisasi

Karbonisasi merupakan proses pengarangan dalam ruangan tanpa adanya

oksigen dan bahan kimia lainnya. Karbonisasi akan menyebabkan dekomposisi

material organik pada bahan baku dan pengeluaran pengotor. Dimana material

berkarbon dipirolisis dan dikarbonisasi pada temperatur 400-600oC. Pada kondisi ini,

terjadi penghilangan fraksi senyawa volatil sekaligus menyebabkan material

mengalami proses aktivasi. Aktivasi dapat dilakukan secara termal (fisika) dengan

menggunakan gas, seperti steam, dengan suhu di atas 800oC atau dengan karbon

dioksida pada suhu yang lebih tinggi daripada steam. Pembatasan suhu diperlukan

karena suhu yang terlalu tinggi mengakibatkan banyaknya abu yang terbentuk

sehingga luas permukaan berkurang serta daya adsorpsinya menurun karena

menutupnya pori-pori. (Chowdhury, 2013)

11

C. Aktivasi

Proses aktivasi dilakukan untuk meningkatkan luas permukaan, memperbesar struktur

pori dan daya adsorpsi (karbon aktif), dimana ketika proses karbonisasi masih terdapat

residu yang menutupi daerah permukaan pori sehingga daya adsorpsi pada karbon aktif

masih tergolong rendah. Proses aktivasi terjadi pelepasan hidrokarbon, tar, dan

senyawa organik yang melekat pada karbon. Proses aktivasi terdiri dari 2 jenis yaitu:

1. Aktivasi Fisika

Karbon dapat diaktivasi secara fisika dengan cara dipanaskan pada suhu 800-

1000oC dengan mengalirkan gas seperti uap air, CO2 sebagai pengoksidasi. Ketika

gas berupa uap air dimana karbon bereaksi dengan uap air sehingga melepas karbon

monoksida dan hidrogen. Aktivasi ini juga akan melepas Senyawa produk samping

sehingga akan memperluas pori dan meningkatkan daya adsorsi (Cecen dan Ozgur,

2011).

2. Aktivasi kimia

Pada aktivasi secara kimiawi, agen pengaktivasi (aktivator) yang digunakan

umumnya berupa material yang mengandung logam alkali atau alkali tanah dan

beberapa asam, seperti larutan KOH, NaOH, ZnCl2, H3PO4 dan H2SO4. Aktivator

bekerja sebagai agen dehidrasi sehingga mempengaruhi terjadinya dekomposisi

pirolitik yang menghambat pembentukan tar sehingga meningkatkan yield karbon.

Aktivator juga akan mengoksidasi karbon dengan merusak permukaan bagian

dalam karbon sehingga akan terbentuk pori dan meningkatkan daya adsorpsi.

(Viswanathan dkk., 2009)

2.5 Adsorpsi

2.5.1 Definisi

Proses adsorpsi merupakan penyerapan oleh suatu padatan tertentu terhadap zat

tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik antar atom atau

molekul pada permukaan zat padat. Pada proses adsorpsi satu atau lebih komponen gas atau

cairan akan terserap pada permukaan padatan adsorben yang kemudian akan terjadi proses

pemisahan. Prinsip dasar dari proses adsorpsi yaitu terjadi penyerapan pada setiap permukan

padatan dengan fluida. Contohnya aplikasi dari adsorpsi gas yaitu penghilangan air dari gas

hidrokarbon, komponen sulfur dari natural gas dan penghilangan bau dari udara. Contoh

12

aplikasi adsorpsi cairan yaitu penghilangan komponen organik dari air atau larutan organik,

pengotor warna dari larutan organik menggunakan karbon aktif (Geankoplis, 1997).

Terdapat 2 jenis mekanisme penyerapan pada proses adsorpsi, yaitu penyerapan

fisika dan penyerapan kimia :

1. Adsorpsi Fisika

Pada adsorpsi fisika, molekul yang melekat pada permukaan padat adsorben

merupakan hasil dari adanya gaya intermolekular (interaksi van der Walls). Adsorpsi

fisika biasanya sebanding dengan jumlah luas permukaan adsorben, dimana adsorbat

dapat diadsorpsi secara monolayer atau multilayer dengan laju yang umumnya

berlangsung cepat. Adsorbat tidak terikat kuat pada permukaan adsorben (gaya tarik

relatif lemah) sehingga Adsorpsi terjadi tidak spesifik, reversibel dan bergerak dari suatu

bagian permukaan ke bagian permukaan lainnya. (Fletcher, 2008; Mahato, 2011)

2. Adsorpsi Kimia

Adsorpsi kimia dipengaruhi oleh pertukaran elektron antara permukaan adsorben

dengan molekul zat terlarut dan dipengaruhi oleh adanya reaksi kimia antara adsorbat

dengan adsorben. Molekul yang diadsorpsi terikat oleh gugus aktif pada permukaan

adsorben membentuk ikatan kovalen. Umumnya, adsorpsi kimia berlangsung secara

irreversible, dimana apabila dilakukan proses desorpsi akan menghasilkan adsorbat yang

berbeda dari kondisi awalnya. Proses adsorpsi kimia berlangsung lebih baik pada

temperatur tinggi karena reaksi kimia akan berlangsung dengan cepat. Pada adsorpsi

kimia hanya membentuk lapisan monolayer. (Seader, 2011; Vasanth, 2017)

2.5.2 Kinetika adsorpsi

Proses adsorpsi bergantung pada sifat zat padat yang mengadsorpsi, sifat

atom/molekul yang diserap, konsentrasi, temperatur dan lain-lain. Tahapan proses pada

adsorpsi terbagi menjadi 6 tahap, yaitu :

1. Transfer molekul-molekul zat terlarut yang teradsorb menuju lapisan film yang

mengelilingi adsorben.

2. Difusi zat terlarut yang teradsorb melalui lapisan film (film diffusion process).

3. Difusi zat terlarut yang teradsorb melalui pori dalam adsorben (pore diffusion

process).

4. Adsorpsi zat terlarut pada dinding pori atau permukaan adsorben.

13

5. Desorpsi zat terlarut dari dinding pori atau permukaan adsorben menuju kapiler/pori

dalam adsorben.

6. Difusi zat terlarut dari kapiler/pori dalam adsorben menuju lapisan film (film

diffusion process) selanjutnya zat terlarut mengalami transfer molekul menuju

lingkungan.

(Atkins, 2010)

2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sebagai berikut:

A. Luas permukaan

Adsorpsi sangat dipengaruhi oleh luas permukaan spesifik adsorben. Luas

permukaan spesifik sebanding dengan total luas permukaan yang terdapat pada

adsorben. Semakin halus dan semakin berpori suatu adsorben diharapkan

menghasilkan yield adsorpsi per satuan berat adsorben yang lebih banyak (Cecen dan

Ozgur, 2011).

B. Jenis adsorbat

Peningkatan polarisabilitas adsorbat akan meningkatkan kemampuan adsorpsi

molekul yang mempunyai polarisabilitas yang tinggi (polar) memiliki kemampuan

tarik menarik terhadap molekul lain dibandingkan molekul yang tidak dapat

membentuk dipol (non polar). Peningkatan berat molekul adsorbat dapat

meningkatkan kemampuan adsorpsi. Adsorbat dengan rantai yang bercabang

biasanya lebih mudah diadsorpsi dibandingkan rantai yang lurus. (Cecen dan Ozgur,

2011).

C. Waktu kontak dan Pengadukan

Waktu kontak yang cukup diperlukan untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi. Jika

fase cair yang berisi adsorben dalam keadaan diam, maka difusi adsorbat melalui

permukaan adsorben akan lambat, maka perlu dilakukan pengadukan untuk

mempercepat tercapainya kesetimbangan adsorpsi (Tang, 2009)

D. Temperatur

Pemanasan atau pengaktifan adsorben akan meningkatkan daya serap adsorben

terhadap adsorbat menyebabkan pori-pori adsorben lebih terbuka, pemanasan yang

terlalu tinggi menyebabkan rusaknya adsorben sehingga kemampuan penyerapannya

menurun. (Cecen dan Ozgur, 2011).

14

E. Konsentrasi Adsorbat

Adsorpsi akan meningkat dengan kenaikan konsentrasi adsorbat. Semakin besar

konsentrasi adsorbat dalam larutan maka semakin banyak jumlah substansi yang

terkumpul pada permukaan adsorben. (Fletcher, 2008)

F. pH

pH larutan mempengaruhi kelarutan ion logam, aktivitas gugus fungsi pada

biosorben dan kompetisi ion logam dalam proses adsorpsi. ketika pH tinggi, derajat

disosiasi menurun dan membentuk molekul yang digunakan untuk adsorpsi.

Sedangkan ketika pH rendah, maka jumlah alkaline dalam larutan sedikit dan

membentuk garam organik sehingga adsorpsi memiliki kelarutan yang tinggi.

(Fletcher, 2008)

2.5.4 Perhitungan Persentase Reduksi

Untuk mengetahui persentase penyisihan konsentrasi ion kalsium digunakan

persamaan 2.1 sebagai berikut (Suprihatin, 2010):

𝜼 =𝒄𝟎 −𝒄

𝒄𝟎𝒙 𝟏𝟎𝟎% (2.1)

Keterangan :

𝜂 = merupakan persentase reduksi atau pengurangan solute yang diserap (%)

c0= merupakan konsentrasi mula-mula (mg/L),

c = merupakan konsentrasi akhir (mg/L).

2.6 Kesadahan air

Salah satu persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan unsur Ca2+ dan Mg2+

dalam air, yang keberadaannya biasa disebut dengan kesadahan air. Kesadahan dalam air

sangat tidak dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk penggunaan

industri. Bagi air rumah tangga tingkat kesadahan yang tinggi mengakibatkan konsumsi

sabun lebih banyak karena sabun menjadi kurang efektif akibat salah satu bagian dari

molekul sabun diikat oleh unsur kalsium/magnesium. Bagi air industri unsur kalsium dapat

menyebabkan kerak pada dinding peralatan sistem pemanasan sehingga dapat menyebabkan

kerusakan pada peralatan industri, selain itu dapat menghambat proses pemanasan. Masalah

ini dapat mengakibatkan penurunan kinerja pada industri dan dapat menyebabkan kerugian.

Oleh karena itu persyaratan kesadahan pada air industri sangat diperhatikan. Pada umumnya

15

jumlah kesadahan dalam air industri harus nol, berarti unsur kalsium dan magnesium

dihilangkan seluruhnya (Marsidi, 2011).

Kesadahan air dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu kesadahan sementara

(temporer) dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan sementara disebabkan oleh garam-

garam karbonat (CO3-) dan bikarbonat (HCO3

-) dari kalsium (Ca) dan magnesium (Mg).

Garam karbonat merupakan garam yang tidak larut, sedangkan garam bikarbonat merupakan

garam yang larut. Garam karbonat dengan adanya air dan kabon dioksida di udara akan

membentuk garam bikarbonat yang larut, oleh karena itu semakin tinggi kadar CO2 di udara

semakin tinggi kelarutannya. Reaksinya adalah sebagai berikut :

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2

Kesadahan air ini bersifat sementara karena dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, di

mana terbentuk garam kalsium karbonat yang tidak larut dan mengendap sehingga dapat

mudah dihilangkan.

Kesadahan tetap disebabkan oleh adanya garam-garam klorida (Cl-) dan sulfat (SO4)x

dari kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kesadahan karena garam-garam tersebut bersifat

tetap dan sangat sukar dihilangkan. Berdasarkan tingkat kesadahannya, air dapat dibedakan

atas beberapa macam yaitu air lunak, air agak sadah, air sadah, dan air sangat sadah.

Nilai kesadahan air diperlukan dalam penilaian kelayakan perairan untuk

kepentingan domestik maupun industri. Menurut Tebbut (1999), nilai kesadahan tidak

memiliki implikasi langsung terhadap kesehatan manusia. Kesadahan yang tinggi dapat

menghambat sifat toksik dari logam berat karena kation-kation penyusun kesadahan

(kalsium dan magnesium) membentuk senyawa kompleks dengan logam berat tersebut.

Misalnya, toksisitas 1 mg/liter timbal pada perairan dengan kesadahan rendah (soft waters)

dapat mematikan ikan. Akan tetapi, toksisitas 1 mg/liter timbal pada perairan dengan

kesadahan 150 mg/liter CaCO3 terbukti tidak berbahaya bagi ikan. Nilai kesadahan juga

digunakan sebagai dasar bagi pemilihan metode yang diterapkan dalam proses pelunakan

(softening) air.

Tabel 2. 4 Derajat kesadahan air berdasarkan kandungan kalsium karbonat

Derajat

Kesadahan

CaCO3 (ppm)

Lunak < 50

16

Agak sadah

Sadah

Sangat sadah

50 – 100

100 – 200

> 200

Sumber: Tebbut, 1999

Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dibandingkan

dengan air tanah. Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/liter CaCO3 dan lebih

dari 500 mg/liter CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukan domestik, pertanian, dan

industri. Namun, organisme lebih menyukai air sadah daripada air lunak.

17

2.7 Penelitian terdahulu

Penelitian ini dilakukan berdasarkan beberapa penelitian yang terkait dengan pembuatan karbon aktif, adsorpsi ion kalsium dan penggunaan

aktivator H3PO4. Adapun penelitian terdahulu ditunjukkan pada Tabel 2.5

Tabel 2. 5 Penelitian Terdahulu

Nama

(tahun penelitian) Metode Penelitian Hasil

Kurniawan, S. Dan Nalita

W.R (2016)

2,5 gr ampas tebu dikarbonisasi dalam reaktor

fixed bed pada temperatur karbonisasi

500,550,600,650 dan 700oC selama 2 jam

menghasilkan biochar. Proses aktivasi dilakukan

dengan merendam dan memanaskan 0,5 gr

biochar dalam 75ml H2SO4 6 M pada temperatur

80oC selama 4 jam. Digunakan dalam aplikasinya

penyerapan ion Ca2+

Luas permukaan biochar pada temperatur 500oC dan 700oC

adalah sebesar 19,369 m2/g, dan 58,63 m2/g. Semakin tinggi

temperatur karbonisasi dapat menurunkan yield biochar dan

meningkatkan kadar abu. Setelah diaktivasi dengan H2SO4,

terjadi peningkatan luas permukaan karbon aktif hasil

aktivasi biochar 400oC dan 600oC hingga 81,37 m2/g dan

100,662 m2/g, peningkatan volume pori dan penurunan kadar

abu.

Pangestu, D. L Dan

Setiawan, Calvin.A.B

(2016)

Bahan baku sekam padi di karbonisasi pada

berbagai variasi temperatur yaitu 500, 550, 600,

650, dan 700oC, kemudian proses aktivasi biochar

hasil karbonisasi dilakukan dengan perendaman

biochar pada variasi larutan NaOH 1M dan 2M.

karbon aktif diaplikasikan sebagai adsorben ion

kalsium.

Karbon aktif pada temperatur karbonisasi 700oC serta

diaktivasi dengan NaOH 2M memiliki luas permukan

spesifik paling tinggi yaitu 21 m2/g, dengan tipe mesopori.

Karbon aktif tersebut dapat diaplikasikan sebagai adsorben

larutan CaCl2 dengan konsentrasi Ca2+ 650 ppm dan

mempunyai kapasitas adsorpsi ion kalsium mencapai 78 mg/g

serta persen penyisihan ion kalsium sebesar 24%.

18

Nama

(tahun penelitian) Metode Penelitian Hasil

Riski Kurniawan,

Musthofa Lutfi,

Wahyunanto A. N.

(2014)

Bahan baku tempurung kelapa 60 mesh di

karbonisasi pada temperatur 400oC, dengan

variasi konsentrasi H3PO4 2.5 M, 2.75 M, 3 M,

3.25 M dan 3.5 M. Dan direndam selama 7 jam

Aktivasi karbon aktif dengan konsentrasi H3PO4 3M

mendapatkan perolehan bilangan iod 219 mg/g. Dan untuk

nilai luas permukaan karbon aktif (BET) angka pada tandan

kosong sawit sebesar 131,27 m2/g, dan untuk tempurung

kelapa sebesar 386,44 m2/g. Luas permukaan karbon aktif

(BET) terbaik yaitu pada tempurung kelapa dengan H3PO4

3M yaitu sebesar 386.4470513 m2/g.

Cecilia Rolence,

Revocatus Lazaro, Karoli

N. N. (2014)

Kabon aktif tempurung kelapa dari KWHB

company China.

Variasi dosis adsorben (0.06-0.3 g/cm3),

konsentrasi awal kesadahan (552-936 mg/L),

lama waktu kontak (3-15 jam), pH (2-12) and

temperatur (303-333 K).

Persentase penyisihan saat pH 6.3 pada larutan sintetik dan

sampel air tanah sebesar 60% dan 55%.

Persentase penyisihan meningkat dari 40% dan 29% at 303 K

menjadi 47% and 38% at 333 K pada kedua sampel.

Persentase penyisihan meningkat dengan meningkatnya waktu

kontak dan banyaknya dosis adsorben yaitu 15 jam dan

0.24g/cm3.

19

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian ini menggunakan metode penelitian secara komparatif yaitu

membandingan antara karbon aktif komersial dan karbon aktif berbahan dasar tempurung

kelapa dengan aktivasi H3PO4 untuk mengetahui hasil yang diperoleh dalam penyisihan ion

kalsium.

3.2 Tempat Penelitian

Pada penelitian pembuatan karbon aktif berbahan dasar tempurung kelapa menggunakan

aktivasi H3PO4 untuk mengadsorpsi ion kalsium serta perhitungan kadar abu akan

dilaksanakan di Laboraturium Sains Progam Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Brawijaya. Analisa FT-IR (Fourier Transform Infrared) dilaksanakan di

Laboraturium Sentral (Lab. Mineral dan Material Maju), Jurusan Kimia Fakultas MIPA,

Universitas Negeri Malang. Analisa BET (Brunauer Emmet Teller) dilaksanakan di UPT.

Lab Terpadu Universitas Diponegoro.

3.3 Variabel Penelitian

a. Variasi massa adsorben 0,05 gr; 0,1 gr; 0,15 gr; 0,2 gr

b. Variasi waktu aktivasi 2 jam,4 jam, 6 jam

3.4 Alat dan Bahan Penelitian

3.4.1 Alat penelitian

Penelitian ini menggunakan alat sebagai berikut :

a. Alat karbonisasi (Gambar 3.1): Tabung gas nitrogen, furnace, reaktor karbonisasi;

b. Alat aktivasi karbon (Gambar 3.2): Termometer, labu leher tiga alas datar, pompa,

kondensor alilihn, Hot plate dan magnetic stirrer, selang;

c. Alat penelitian lainnya: Oven, Desikator, Beaker glass, Cawan porselen, Neraca

analitik, Pengayak 60 mesh, Shaker, pH meter, Crucible tang, Stopwatch, Lemari

asam, serta peralatan gelas.

20

3.4.2 Bahan Penelitian

• Tempurung kelapa komersial kota Malang

• Karbon aktif komersial

• H3PO4 p.a. (85 wt% dalam H2O)

• CaCl2 (anhidrat) p.a.

• Aquades water

• Kertas saring

• Na2EDTA (anhidrat) p.a.

• Indikator EBT

• Gas Nitrogen

• NaOH p.a.

3.4.3 Rangkaian Alat

Keterangan:

1. Ember berisi air

2. Reaktor karbonisasi

3. Controller

4. Power supply

5. Supply gas nitrogen

Gambar 3. 1 Rangkaian Alat Proses Karbonisasi

21

Gambar 3. 2 Rangkaian Alat Proses Aktivasi Karbon dari Tempurung Kelapa

Keterangan:

1. Hotplate

2. Labu alas datar

leher 3

3. Temometer

4. kondensor Alilihn

5. Aliran masuk air

6. Aliran keluar air

7. Ember berisi air

8. Pompa Air

22

3.5 Prosedur penelitian

3.5.1 Persiapan tempurung kelapa

Tempurung kelapa dikeringkan sinar matahari langsung selama 3 hari,

kemudian diseragamkan ukurannya dengan proses pengayakan menggunakan

ukuran 60 mesh. Serbuk tempurung kelapa ditimbang setelah itu dikeringkan

menggunakan oven pada suhu 105oC selama 30 menit hingga mendapatkan massa

konstan. Diagram alir proses persiapan tempurung kelapa dapat dilihat pada gambar

3.1

Tempurung kelapa

Pengeringan

Pengeringan serbuk tempurung kelapa menggunakan oven ,

T=105oC t = 30 menit

Pengayakan

Serbuk tempurung kelapa

Pengecilan ukuran tempurung kelapa

Serbuk tempurung kelapa60 mesh

Massa konstan

Tidak

Ya

Penimbangan

Gambar 3. 3 Diagram alir persiapan tempurung kelapa

3.5.2 Karbonisasi tempurung kelapa

Proses karbonisasi tempurung kelapa bertujuan untuk memperoleh karbon

dari bahan dasar tempurung kelapa. Tempurung kelapa dimasukkan kedalam reaktor

karbonisasi dengan temperatur 600oC selama 2 jam, didinginkan hingga temperatur

23

ruang dan ditimbang. Diagram alir proses karbonisasi tempurung kelapa dapat dilihat

pada gambar 3.2

Tempurung Kelapa

KarbonisasiT = 600oC , t = 2 jam

Gas Nitrogen

Pendinginan

T = Suhu Ruang

Penimbangan

Karbon

Massa Karbon

Gambar 3. 4 Diagram alir proses karbonisasi tempurung kelapa

3.5.3 Proses Aktivasi Karbon dari Tempurung Kelapa dengan Asam Fosfat

Karbon yang dihasilkan dari proses karbonisasi akan diaktivasi dengan

menggunakan larutan H3PO4 3M. Proses aktivasi dilakukan dengan cara merefluks

karbon sebanyak 10 gr ditambah larutan 100 mL H3PO4 3M, dengan variasi waktu

aktivasi selama 2 jam, 4 jam dan 6 jam pada suhu 80oC. Karbon aktif dicuci

menggunakan aquades hingga didapatkan pH netral, kemudian dikeringkan dalam

oven pada suhu 105oC selama 30 menit dan ditimbang hingga didapat massa konstan

dari karbon aktif tempurung kelapa. Diagram alir proses aktivasi karbon dapat dilihat

pada gambar 3.3

24

Karbon 10 gr

Aktivasi T=80 oCt = 2 jam, 4 jam, dan 6 jam

Larutan H3PO4 3MV= 100ml

Pencucian

Pengeringan (oven), T= 105oC; t = 30 menit

Karbon aktif

Filtrat

Filtrat

Aquades

Filtrasi

pH filtrat = pH aquades

Tidak

Ya

Filtrasi

Massa konstanTidak

Ya

Penimbangan

Gambar 3. 5 Diagram alir proses aktivasi karbon

3.5.4 Pembuatan Sampel Sintetik Ion Kalsium

Sampel sintetik yang digunakan adalah sampel ion kalsium dengan

konsentrasi 1000 ppm sebagai larutan induk. Larutan induk dibuat dari CaCl2

anhidrat sebanyak 2,775 gr yang digunakan untuk adsorpsi ion kalsium.

CaCl2

m = 2,775 gr

PelarutanAquades

Larutan induk kalsium 1000 ppm

Gambar 3. 6 Alir pembuatan Larutan Induk Kalsium 1000 ppm

25

3.5.5 Proses Adsorpsi Ion Kalsium

Proses adsorpsi limbah sintetik ion kalsium menggunakan karbon aktif

komersial dan karbon aktif berbahan dasar tempurung kelapa pengujian dilakukan

dengan menimbang adsorben pada masing-masing pengujian dengan massa 0,05;

0,1; 0,15; dan 0,2 gr, kemudian ditambahkan ke dalam larutan kerja 400 ppm

sebanyak 50 ml. Selanjutnya dilakukan proses adsorpsi dengan menggunakan shaker

dengan kecepatan putar 160 rpm selama 180 menit dan pada temperatur ruang.

Kemudian filtrat disaring. Diagram alir proses adsorpsi dapat dilihat pada gambar

3.5.

Arang tempurung kelapa, karbon aktif komersial m=0,05; 0,1; 0,15; 0,2 gr

larutan Ca 400 ppm

Adsorpsi (shaker), t=180 menit, v= 160rpm

Karbon aktif

Larutan setelah adsorpsi

Filtrasi

Gambar 3. 7 Diagram alir proses adsorpsi

3.5.6 Pengukuran dengan Titrimetri EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat)

Pembuatan larutan Na2EDTA 0,01 M

Setelah proses adsorpsi dilakukan titrasi menggunakan larutan Na2EDTA.

Sebelum dititrasi, filtrate ditambahkan dengan indikator EBT (Eriochrome Black T)

dan larutan NaOH 1N. Titrasi akhir ditentukan dimana filtrat pertama kali mengalami

perubahan warna menjadi berwana biru keunguan sesuai dengan ketentuan SNI 06-

6989.13-2004.

26

Na2EDTA

m = 3,723 gr

Pelarutan dalam labu ukur 1000 ml

Aquades

Larutan Na2EDTA 0,01 M

Gambar 3. 8 Diagram Alir Proses Pembuatan Larutan Na2EDTA

Pembuatan Larutan NaOH

Pembuatan larutan NaOH dilakukan dengan mencampur NaOH sebanyak

40gr kemudian dilarutkan hingga 1 liter dengan aquades.

NaOH m = 40gr

Larutan NaOH 1N

PelarutanAquades

Gambar 3. 9 Diagram Alir Proses Pembuatan Larutan NaOH

Pengukuran Kadar Ion Kalsium

Proses adsorpsi ion kalsium dilakukan dengan sampel sintesis yang dibuat

dari CaCl2 anhydrous yang dilarutkan pada demineralized water. Konsentrasi Ca2+

yang digunakan sebesar 408 ppm. Pengukuran nilai ion kalsium dilakukan dengan

mengacu pada SNI 06-6989.12-2004. Proses adsorpsi dan pengukuran ion kalsium

ditunjukkan pada Gambar 3.10

Konsentrasi ion kalsium dihitung dengan rumus berikut :

Kadar Kalsium (mg/L)= 1000

𝑉𝐶𝑈 × 𝑉𝐸𝐷𝑇𝐴 × 𝑀𝐸𝐷𝑇𝐴 × 40

Keterangan :

VCU = volume larutan uji (mL)

VEDTA =volume rata-rata larutan baku Na2EDTA untuk titrasi (mL)

MEDTA = molaritas larutan baku Na2EDTA untuk titrasi (mmol/mL)

27

0,05 gram karbon aktif

Dishaker

t=180 menit

V=160 rpm

30 ml larutan Ca2+

400 ppm

Di filtrasi Karbon Aktif

filtrat

Dititrasi

Larutan Berwarna Biru

(titik akhir titrasi)

Data hasil

pengamatan

7 tetes NaOH 1N ph 10

4 tetes indikator EBT

Larutan Na2EDTA 0,01 M

Gambar 3. 10 Pengukuran Ion Kalsium

3.6 Pengujian Yang Dilakukan

3.6.1 Kadar Abu

Jumlah total sennyawa organik dalam karbon aktif, menurut CEFIC Test

Methods For Activated Carbon 2003. Merupakan metode yang digunakan untuk

penentuan kadar abu.

Perhitungan kadar abu dalam karbon aktif tempurung kelapa dilakukan

dengan proses pengabuan menggunakan crucible. Crucible kosong ditimbang massa

(m1). Karbon aktif tempurung kelapa ditimbang sebesar 1 gram dan ditambahkan ke

dalam cawan porselin (m2). Crucible berisi karbon aktif di bakar ke dalam furnace

dengan temperatur 600oC selama 3 jam. Crucible yang berisi abu dimasukkan

kedalam desikator setelah itu didinginkan hingga suhu ruang kemudian ditimbang

(m3), dimana prosedur ini dilakukan 3 kali dengan beda berat penimbangan

maksimal 0,2 mg. Diagram alir Proses pengujian kadar abu ditujukkan pada gambar

3.8

28

Karbon aktif, m=1 gr

Pendinginan hingga suhu ruang

PenimbanganData hasil

penimbangan

Pengabuan, T = 600oC, t = 3 jam

Abu

Gambar 3. 11 Diagram Alir Proses Pengujian Kadar Abu

Dilakukan Prosedur yang sama untuk menghitung kadar abu pada arang

tempurung kelapa (arang tempurung kelapa yang diaktivasi dengan H3PO4). Kadar

abu dalam % dihitung dengan rumus berikut (CEFIC, 2003) :

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑏𝑢 (%) = ( 𝑚3 − 𝑚1

𝑚2 − 𝑚1 ) 𝑥 100 (3.1)

Dimana :

m1 = Massa crucible kosong dalam gram

m2 = Massa crucible dan sampel sebelum pemanasan

m3 = Massa crucible dan abu

3.6.2 Yield Hasil Karbonisasi

Rasio dari massa tempurung kelapa merupakan hasil Yield dari proses

karbonisasi terhadap masa awal tempurung kelapa pada dry basis, dapat dihitung

dengan rumus :

𝑌𝑖𝑒𝑙𝑑(%) =𝑊1

𝑊0𝑥100% (3.2)

Dimana Wo adalah massa awal bahan baku dalam dry basis, dan W1 adalah

massa karbon setelah dilakukan proses karbonisasi, pencucian dan pengeringan.

29

3.6.3 BET (Brunauer-Emmet-Teller)

Luas permukaan karbon aktif dan arang tempurung kelapa dapat diukur

dengan metode BET (Brunauer-Emmet-Teller), yang melibatkan adsorpsi nitrogen

pada tekanan yang berbeda pada kondisi temperatur nitrogen cair (77 K). Penentuan

luas area adsorben ditentukan berdasarkan luas permukaan molekul nitrogen,

bilangan avogadro, dan kapasitas monolayer spesifik dari nitrogen. Penentuan

ukuran dari volume pori yang umum digunakan yaitu dengan menggunakan data

isoterm adsorpsi nitrogen. Berdasarkan jumlah nitrogen yang teradsorpsi oleh

karbon, dan volume mikropori pada isoterm adsorpsi nitrogen dihitung berdasarkan

persaman Dubini-Radushkevich. Sampel pengujian yang digunakan adalah karbon

aktif komersial dengan temperatur 600oC, serta arang tempurung kelapa 600oC

teraktivasi H3PO4. Diagram alir proses pengujian BET dapat diliat pada gambar 3.10

Karbon aktif teraktivasi dan karbon aktif komersil, 60 mesh

Analisa BET

Karbon aktif teraktivasi dan karbon aktif komersil

Data luas permukaan, volume pori dan jari-jari rerata karbon

aktif komersial dan arang karbon aktif tempurung kelapa

Gambar 3. 12 Diagram Alir Pengujian BET

3.6.4 FT-IR (Fourier Transform Infrared)

Dalam teknik ini, digunakan untuk identifikasi struktur dan jenis-jenis gugus

fungsi yang dapat mengindikasikan komposisi kimia. FTIR menggunakan

interferometer yang biasanya adalah Michelson interferometer yang diletakkan

dalam monokromator.

Spektroskopi FTIR (fourier Transform Infrared) merupakan spektroskopi

inframerah yang dilengkapi dengan transformasi fourier untuk mendeteksi dan

menganalisis hasil spektrumnya. Spektrum inframerah tersebut dihasilkan dari

pentransmisian cahaya yang melewati sampel, pengukuran intensitas cahaya dengan

detektor dan dibandingkan dengan intensitas tanpa sampel sebagai fungsi panjang

gelombang. Spektrum inframerah yang diperoleh kemudian diplot sebagai intensitas

fungsi energi, panjang gelombang (cm) atau bilangan gelombang (cm-1) (Anam,

2007:79-85).

30

Analisa FTIR yang dilakukan pada penelitian ini yaitu pada sampel arang

tempurung kelapa sebelum dan sesudah di aktivasi dengan aktivator H3PO4,dan

karbon aktif komersial.

Karbon aktif dan arang tempurung kelapa, 60 mesh

Analisa FT-IR

Karbon aktif komersial dan arang tempurung kelapa

Data hasil analisis

Gambar 3. 13 Diagram Alir Proses Analisa FT-IR

3.7 Diagram Alir penelitian

Persiapan tempurung kelapa dan karbon aktif

Uji adsorpsi kalsium

Uji BET,FT-IR,kadar abu, dan Yield

Aktivasi arang tempurung kelapa

Karbonisasi tempurung kelapa

Gambar 3. 14 Diagram Alir Penelitian

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Yield Hasil Karbonisasi

Pada proses karbonisasi terjadi penguraian bahan-bahan organik yang terkandung di

dalam tempurung kelapa. Proses karbonisasi dilakukan pada suhu 600oC selama 2 jam yang

bertujuan untuk menghilangkan komponen volatile dan menghasilkan karbon tempurung

kelapa. Dari hasil karbonisasi, penelitian ini menghasilkan yield rata-rata sebesar 28,6%.

Hasil tersebut mendekati penelitian Yuliusman (2016), dimana yield rata-rata yang

dihasilkan pada proses karbonisasi tempurung kelapa dengan suhu 600oC yaitu sebesar

21,48%. Hasil karbonisasi dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil Karbonisasi Tempurung Kelapa

Karbonisasi

ke-

Massa (gr)

Yield (%)

Tempurung kelapa (W0) Karbon (W1)

1 150 56,28 28,14

2 150 58,12 29,06

Rata-rata 57,2 28,6

Hasil Karbonisasi Tempurung Kelapa mengindikasikan pada proses karbonisasi,

hampir seluruh air dan material volatile telah teruapkan sehingga terjadi pengurangan massa

karbon. Pengurangan massa karbon dapat dipengaruhi oleh bahan baku serta suhu

karbonisasi. Hal tersebut dikarenakan pada suhu tertentu terjadi penghilangan komponen

volatile, dimana kandungan air dapat menguap pada suhu 1000C-1500C, karbonisasi

hemiselulosa terjadi pada suhu 2000C-2500C, karbonisasi selulosa terjadi pada suhu 2800C-

3200C, serta karbonisasi lignin yang terjadi pada suhu 4000C (Yuliusman, 2016).

4.2 Kadar Abu

Uji kadar abu dilakukan untuk mengetahui jumlah residu anorganik dari proses

pembakaran. Dimana jumlah pengotor atau komponen anorganik pada karbon dan karbon

aktif yang tertinggal sebagai residu setelah proses pembakaran sempurna disebut abu.

Tingginya kadar abu pada karbon aktif dapat mempengaruhi daya adsorpsi. Abu

yang terbentuk disebabkan karena bahan memiliki unsur mineral seperti kalsium, kalium,

32

natrium, dan magnesium. Kandungan tersebut menyebar dalam sisi karbon aktif sehingga

menutup pori karbon aktif (Pari, 1999). Hasil pengujian kadar abu ditunjukkan pada Tabel

4.2.

Tabel 4.2 Hasil Uji Kadar Abu

Sampel Kadar Abu (%) Kadar Abu (SNI)

06-3730-1995

Karbon Aktivasi H3PO4 2 jam 0,58 Maks. 10%



Karbon Tempurung Kelapa 1,62 Maks. 10%

Karbon Aktif Komersial 2,35 Maks. 10%

Kadar abu terendah diperoleh pada karbon dengan aktivasi H3PO4 selama 2 jam yaitu

sebesar 0,58% dan kandungan abu tertinggi diperoleh pada karbon aktif komersial yaitu

sebesar 2,35%. Kadar abu meningkat seiring dengan lamanya waktu aktivasi pada karbon

teraktivasi H3PO4. Hal ini disebabkan karena masih terdapat senyawa anorganik berupa

asam fosfat pada permukaan karbon tempurung kelapa teraktivasi H3PO4. Penyebab lain

yaitu masih terdapatnya senyawa SiO2, Al2O3, dan MgO yang merupakan senyawa penyusun

abu terbesar yang tidak larut oleh H3PO4 (Tabel 4.2). Menurut sudrajat (2002), kadar abu

yang tinggi disebabkan oleh keberadaan garam-garam karbonat, fosfat, silikat, dan sulfat

pada suhu tinggi dapat menyebabkan deposit atau endapan unsur anorganik yang lebih

banyak menempel pada bahan.

Senyawa anorganik yang terdapat pada karbon aktif komersial, karbon dan karbon

aktif dapat mempengaruhi volume pori karena senyawa anorganik tersebut dapat menutupi

pori serta mempengaruhi luas permukaan. Berdasarkan hasil uji kadar abu yang dilakukan,

semua sampel memenuhi standar karbon aktif dimana menurut SNI 06-3730-1995 syarat

maksimal kadar abu untuk karbon aktif serbuk sebesar 10%.

4.3 Hasil Uji Fourier Transfrom Infrered Spectroscopy (FT-IR)

Analisa FT-IR digunakan untuk menunjukkan gugus fungsi yang terbentuk akibat

interaksi larutan dengan permukaan karbon yang telah aktif. Uji FT-IR ini dilakukan pada

karbon aktif tempurung kelapa, karbon tempurung kelapa dan karbon aktif komersial.

Dalam hal ini FT-IR bertujuan untuk mengetahui perbedaan gugus fungsi aktif yang

dimiliki oleh karbon tempurung kelapa, karbon aktif tempurung kelapa, dan karbon aktif

komersial yang ditunjukkan pada Tabel 4.3

33

Tabel 4.3 Gugus aktif yang terdapat pada karbon tempurung kelapa, karbon aktif temprung

kelapa, dan karbon aktif komersial

No Gugus

Panjang

Gelombang

(cm-1)

Nama Sampel

Karbon

Karbon

Aktivasi

H3PO4

2 jam

Karbon

Aktivasi

H3PO4

4 jam

Karbon

Aktivasi

H3PO4

6 jam

Karbon

Aktif

Komer

sial

1 C-H Alkena 675-995 &

3010-3095

2 C-H

Aromatic

690-900 &

3010-3100

3 C-O Alkohol/

Eter/ Ester/

Asam

Karboksilat

1050-1300 -

4 C=O Asam

Karboksilat/

aldehid/

keton/ ester

1690-1760

5 C-N Amina /

Amida 1180-1360 -

6 C=C

Aromatic 1500-1600 -

7 O-H Alkohol

hidrogen /

fenol

3200-3650

Berdasarkan hasil pembacaan spektrum FT-IR pada Tabel 4.3 menunjukkan

terdeteksinya gugus fungsi aktif yang dihasilkan bermacam-macam pada sampel karbon,

karbon aktif dan karbon aktif komersial.

Dilihat pada Tabel 4.3, semua sampel memiliki kesamaan gugus fungsi. Hasil yang

berbeda hanya ditunjukkan oleh sampel karbon tempurung kelapa dimana pada panjang

gelombang 1050-1360 tidak terdeteksi adanya ikatan C-O (Alkohol/ Eter/ Ester/ Asam

Karboksilat) dan ikatan C-N (Amina/ Amida). Pada panjang gelombang yang sama, karbon

yang telah diaktivasi H3PO4 terdapat ikatan C-O (Alkohol/ Eter/ Ester/ Asam Karboksilat)

dan ikatan C-N (Amina/ Amida). Sedangkan pada panjang gelombang 1500-1600, untuk

karbon aktif komersial tidak terdeteksi adanya ikatan C=C (Aromatik).

Dalam proses adsorpsi ion, gugus fungsi hidrosil dan karboksil berperan sebagai

gugus fungsi aktif. Hal ini sesuai dengan pernyataan Dewi (2017), yang menyatakan bahwa

senyawa pada permukaan adsorben yang kaya akan gugus fungsi hidroksil, karbonil,

karboksil, dan amina dapat berfungsi sebagai gugus fungsi aktif untuk proses adsorpsi ion.

34

Pada Tabel 4.3 mengidentifikasi munculnya gugus O-H dan C-O yang menunjukkan

bahwa karbon aktif yang cenderung polar. Hal ini sesuai menurut Santiyo Wibowo (2011),

gugus O-H dapat berasal dari senyawa bebas pada permukaan karbon yang diaktivasi,

dimana ikatan O-H dan C-O menunjukkan bahwa karbon aktif yang dihasilkan cenderung

bersifat lebih polar. Sehingga karbon aktif yang dihasilkan dapat digunakan sebagai

adsorben dalam proses penjernihan air. Pengujian FT-IR pada karbon teraktivasi H3PO4

menunjukkan munculnya gugus C-O (Alkohol/ Eter/ Ester/ Asam Karboksilat) dan C-H

(Alkena). Adanya gugus alkena pada permukaan karbon disebabkan oleh gugus alkohol

yang tereliminasi sebagian membentuk alkena pada saat aktivasi menggunakan asam fosfat.

Gugus C-O dihisailkan dari reaksi hidrolisis antara ester dengan air. Gugus C-N diduga

hasilkan dari reaksi antara ester dengan amonia. Menurut Carey (2000) gugus alkohol akan

mengalami reaksi dehidrasi dengan H3PO4 menghasilkan alkena dan air (pers. 4-1). Gugus

ester akan mengalami reaksi hidrolisis dengan air menghasilkan asam karboksilat dan

alkohol (pers. 4-2). Gugus ester akan mengalami reaksi dengan amonia menghasilkan amida

dan alkohol (pers. 4-3)

(4-1)

(4-2)

(4-3)

4.4 Hasil Uji Brunauer-Emmet-Teller (BET)

Metode Brunauer-Emmet-Teller (BET) digunakan unutk menentukan luas

permukaan, rerata diameter pori dan volume pori dari karbon aktif. Hasil pengujian

menggunakan metode BET ditunjukan pada Tabel 4.4.

35

Tabel 4 4 Hasil Pengujian Menggunakan Metode BET

Karakteristik

Karbon

Aktivasi

H3PO4 2 jam

Karbon

Aktivasi

H3PO4 4 jam

Karbon

Aktivasi

H3PO4 6 jam

Karbon

Aktif

Komersial

Luas permukaan

spesifik (m2/gr) 236,872 335,075 122,964 27,562

Volume pori (cc/gr) 0,029 0,049 0,047 0,102

Rerata Diameter

Pori (Å) 15,658 19,668 17,310 15,476

Dari hasil uji BET pada Tabel 4.4, didapatkan luas permukaan spesifik untuk karbon

teraktivasi H3PO4 selama 2 jam, 4 jam, dan 6 jam berturut-turut sebesar 236,87; 335,07; dan

122,964 m2/gram adsorben. Dari hasil tersebut didapatkan bahwa semakin lama waktu

aktivasi dengan H3PO4 maka luas permukaan relatif semakin besar. Selain itu, meningkatnya

waktu aktivasi dapat menyebabkan pori yang terbentuk semakin banyak karena aktivasi

dengan H3PO4 dapat melarutkan komponen anorganik dan pengotor yang sebelumnya

menutupi pori. Pada Tabel 4.4 juga didapatkan bahwa luas permukaan spesifik untuk karbon

aktif komersial yaitu sebesar 27,562 m2/gram adsorben, dimana merupakan luas permukaan

spesifik yang lebih kecil dibandingkan karbon teraktivasi H3PO4. Menurut Cecen dan Ozgur

(2012:18), proses adsorpsi secara umum mempertimbangkan luas permukaan spesifik

adsorben. Luas permukaan spesifik merupakan bagian luas permukaan total yang digunakan

untuk adsorpsi. Adsorben yang memiliki ukuran sangat halus dan memiliki pori yang banyak

akan meningkatkan yield adsorpsi.

Pada tabel 4.4 juga menunjukan volume pori untuk karbon yang teraktivasi H3PO4

selama 2 jam, 4 jam dan 6 jam secara berturut-turut sebesar 0,029; 0,049; dan 0,047 cc/gram

adsorben. Dimana volume pori karbon teraktivasi H3PO4 relatif meningkat dengan lamaya

waktu aktivasi. Pada karbon aktif komersial didapatkan volume pori sebesar 0,102 cc/gram

adsorben.

Selain itu, didapatkan juga diameter rata-rata pori untuk karbon aktivasi H3PO4

selama 2 jam, 4 jam, dan 6 jam secara berturut-turut yaitu sebesar 15,65; 19,66; dan 17,310

Å sedangkan pada karbon aktif komersial sebesar 15,47 Å. Menurut McDOUGAL pori

dengan diameter tersebut tergolong dalam mikropori (8–100 Å). Adsorbat yang diserap

adsorben merupakan ion Ca2+. Ukuran ion Ca2+ sebesar 1,8 Å (Endrias, 2013). Ukuran ion

Ca2+ lebih kecil dibandingkan dengan ukuran diameter pori adsorben (biochar dan karbon

aktif) sehingga ion tersebut dapat berdifusi dan berinteraksi di permukaan adsorben sehingga

terjadi proses adsorpsi.

36

1.5 Pengaruh Massa Adsorben Terhadap Penurunan Ion kalsium

Untuk mengetahui pengaruh massa adsorben terhadap penurunan ion kalsium,

dilakukan uji adsorpsi menggunakan larutan sintetis yang mengandung ion kalsium sebesar

400 ppm. Hasil penyisihan ion kalsium menggunakan adsorben karbon aktif tempurung

kelapa dan karbon aktif komersial dapat dilihat pada gambar 4.1 hingga 4.4 sebagai berikut:


karbon aktif komersial

Berdasarkan Gambar 4.1, diketahui bahwa adanya peningkatan massa karbon aktif

komersial, konsentrasi ion kalsium (ppm) semakin menurun. Pada penggunaan massa

adsorben 0,05 gram, setelah dilakukan adsorpsi selama 180 menit didapatkan nilai

konsentrasi ion kalsium (ppm) yaitu 383,1 ppm. Sementara itu, pada massa karbon aktif

komersial 0,1 gr; 0,15 gr; dan 2 gr, diperoleh konsentrasi ion kalsium (ppm) yaitu 374,2;

365,3; dan 369,7 ppm.


karbon aktivasi H3PO4 2 jam

0

2

4

6

8

10

12

0 30 60 90 120 150 180

Pen

yis

ihan

(%

)

t (menit)

Karbon Aktif Komersial,

massa 0,05 gram


massa 0,1 gram


massa 0,15 gram


massa 0,2 gram

0

5

10

15

20

25

0 30 60 90 120 150 180

Pem

yis

ihan

(%

)

t (menit)

Karbon aktivasi 2 jam,

massa 0,05 gram


massa 0,1 gram


massa 0,15 gram


massa 0,2 gram

37


karbon aktivasi H3PO4 4 jam

Gambar 4.4 Penyisihan ion kalsium pada berbagai variasi massa adsorben dengan karbon

aktivasi H3PO4 6 jam

Berdasarkan gambar 4.2 hingga 4.4 dapat terlihat bahwa adsorpsi dengan

menggunakan karbon tempurung kelapa aktivasi H3PO4 juga dapat meningkatkan penyisihan

ion kalsium. Besarnya nilai penyisihan ion kalsium tersebut seiring dengan bertambahnya

waktu adsorpsi dan massa adsorben yang digunakan. Pada variabel dengan perbedaan massa

adsorben, peningkatan penyisihan ion kalsium pada mulai terjadi pada menit ke-30.

Penyisihan ion kalsium terbesar terjadi pada karbon tempurung kelapa aktivasi H3PO4

selama 4 jam (Gambar 4.3) dengan menggunakan massa adsorben 0,15 gram yaitu sebesar

22%, dimana konsentrasi awal larutan yaitu 408 ppm dan turun hingga mencapai 312 ppm

(pada menit ke-150). Dalam hal ini, semakin lama waktu adsorpsi menyebabkan ion kalsium

lebih banyak terserap pada permukaan adsorben. Hal ini sesuai dengan penyataan Gultom

dan Lubis (2014), yaitu semakin lama waktu adsorpsi, ion kalsium yang terserap semakin

banyak karena semakin banyak kesempatan partikel karbon aktif yang bersinggungan

dengan ion kalsium. Sehingga, hal ini menyebabkan banyak ion kalsium yang diduga terikat

dalam pori-pori karbon aktif.

0

5

10

15

20

25

0 30 60 90 120 150 180

Pen

yis

ihan

(%

)

t (menit)


massa 0,05 gram


massa 0,1 gram


massa 0,15 gram


massa 0,2 gram

0

5

10

15

20

25

0 30 60 90 120 150 180

Pen

yis

ihan

(%

)

t (menit)


massa 0,05 gram


massa 0,1 gram


massa 0,15 gram


massa 0,2 gram

38

Dibandingkan dengan karbon aktif yang dilakukan aktivasi menggunakan H3PO4,

karbon aktif komersial menghasilkan penyisihan ion kalsium yang lebih kecil. Pada massa

adsorben 0,15 gram di menit ke-150, didapatkan penyisihan ion kalsium sebesar 8,7%

dimana penurunan konsentrasi ion kalsium sebesar 365,1 ppm dari konsentrasi awal sebesar

408 ppm (Gambar 4.1). Pada Gambar 4.6 dan 4.8, dimana dengan menggunakan karbon 0,15

gram yang teraktivasi H3PO4 selama 2 dan 6 jam dihasilkan presentase secara berturut-turut

yaitu sebesar 18,67% dan 17,56% (pada menit ke-150). Dengan demikian karbon aktif

teraktivasi dengan H3PO4 nilai penyisihan yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan

karbon aktif komersial. Hal tersebut disebabkan adanya aktivasi dengan H3PO4 yang dapat

melarutkan komponen anorganik dan pengotor yang menutupi pori sehingga menyebabkan

pori yang terbentuk semakin banyak. Sedangkan berdasarkan penelitian Kannan (2014),

Dalam Adsorpsi ion kalsium menggunakan massa 5 g/l karbon aktif tempurung kelapa

menghasilkan penurunan konsentrasi sebesar 26,05 ppm dimana konsentrasi awal larutan

sebesar 92,17 ppm.

Secara umum, adsorpsi terjadi secara setimbang pada menit ke-180. Pada gambar 4.1

dapat dilihat bahwa adsorpsi untuk setiap variabel massa adsorben dengan menggunakan

karbon aktif komersial, telah mencapai kesetimbangan pada menit ke-60 hingga ke-120. Hal

ini ditunjukan dengan profil grafik yang cenderung sejajar terhadap sumbu x. Menurut

Bhattachar dan Gupta (2008), kesetimbangan adsorpsi adalah suatu keadaan dimana tidak

terjadi lagi perubahahan konsentrasi adsorbat dalam fasa cair maupun di adsorben atau laju

adsorpsi sama dengan laju desorpsi. Keadaan yang sama terjadi pada karbon tempurung

kelapa teraktivasi H3PO4 selama 2 jam yang dapat dilihat pada Gambar 4.2 serta karbon

tempurung kelapa aktivasi H3PO4 selama 6 jam (Gambar 4.4). Selain itu, hasil pengamatan

terhadap karbon tempurung kelapa teraktivasi H3PO4 selama 4 jam (Gambar 4.3),

kesetimbangan pada massa adsorben 0,05 gr dan 1 gr terjadi pada menit ke-60 hingga ke-

90, namun keadaan sebaliknya terjadi pada massa adsorben 0,15 gr dan 0,2 gr dimana

kesetimbangan mulai terjadi pada menit ke-60 dan ke-120. Berdasarkan penelitian Cecilia

(2014), dalam adsorpsi ion kalsium menggunakan karbon aktif tempurung kelapa pada 0,16

gram terjadi kesetimbangan pada jam ke-12 dimana konsentrasi awal sebesar 864 mg/L.

Perbedaan waktu setimbang dapat terjadi akibat perbedaan konsentrasi pada larutan limbah

sintetis yang lebih besar jika dibandingkan dengan kemampuan adsorben untuk menyerap

larutan.

Seiring bertambahnya waktu adsorpsi, terjadi penurunan konsentrasi ion kalsium

pada karbon aktif komersial maupun karbon aktivasi H3PO4 pada setiap massa. Keadaan

39

yang berbeda terjadi pada menit ke-180, dimana pada karbon aktif komersial maupun karbon

aktivasi H3PO4, konsentrasi ion kalsium meningkat hingga mendekati konsentrasi awal.

Keadaan tersebut sesuai dengan pernyataan Eckhard (2012) bahwa peningkatan konsentrasi

terjadi akibat telah tertutupnya seluruh permukaan sisi aktif adsorben saat proses adsorpsi

sehingga mengakibatkan potensial adsorpsi dari adsorben dengan molekul ion kalsium

mengecil dan diikuti mengecilnya konsentrasi ion kalsium di larutan lingkungan (bulk)

sehingga mengakibatkan adsorbat terdifusi kembali ke larutan lingkungannya.

41

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil penelitian karakteristik karbon aktif diketahui bahwa kadar abu karbon aktif

komersial, karbon tempurung kelapa dan karbon Aktivasi H3PO4 2 jam, 4 jam dan 6

jam berturut-turut 2,35%; 1,62%; 0,58%; 0,67% dan 0,81%. Karakterisasi berdasarkan

uji BET untuk luas permukaan dan diameter pori terbesar terdapat pada karbon aktivasi

H3PO4 4 jam sebesar 335,075 m2/gr dan 19,668 Å sedangkan volume pori terbesar

yaitu karbon aktif komersial sebesar 0,102 cc/gr.

2. Penurunan konsentrasi ion kalsium terbesar didapatkan pada karbon aktif teraktivasi

H3PO4 selama 4 jam dengan massa 0,15 gram yaitu sebesar 312 ppm, sedangkan pada

karbon aktif komersial 0,15 gram didapatkan hasil sebesar 365,1 ppm. Waktu adsorpsi

optimal berada di menit ke-150 dengan nilai persentase penyisihan untuk karbon

teraktivasi H3PO4 selama 4 jam pada massa 0,15 gram sebesar 22%, sedangkan pada

karbon aktif komersial, karbon aktivasi selama 2 jam dan 6 jam berturut-turut

dihasilkan nilai sebesar 8,67%; 18,67% dan 17,56%

5.2 Saran

1. Perlunya penelitian lebih lanjut menggunakan proses karbonisasi dengan aliran gas

nitrogen secara kontinyu.

2. Diharapkan untuk dilakukannya penelitian lebih lanjut yang membahas pengaruh ph,

suhu, konsentrasi awal larutan ion kalsium terhadap penyisihan ion kalsium

menggunakan karbon aktif tempurung kelapa dengan H3PO4.

43

DAFTAR PUSTAKA

Atkins. 2010. Physical Chemistry 9th Edition. New York : W. H. Freeman and Company

Badan Pusat Statistik. 2017. Produksi Tanaman Perkebunan Menurut Propinsi dan Jenis

Tanaman Indonesia. (Online) https://www.bps.go.id/linkTabelStatis/view/id/1672

(diakses tanggal 10 September 2017).

Bhattacharyya, KG and Gupta, S.S. 2008. Immobilization of Pb(II), Cd(II) and Ni(II) Ions

on Kaolinite and Montmorillonite Surfaces from Aqueous. Journal of Enviromental

management Vol. 87: 45-58.

Bledzki Andrzej K., Abdullah A.Mamun, Jürgen Volk. 2010. Barley husk and coconut shell

reinforced polypropylene composites: The effect of fibre physical, chemical and

surface property. Composites Science and Technology, Vol. 70: 840-846

Carey, Francis A. 2000. Organic Chemistry 4th edition. USA: McGraw-Hill Company

ÇeÇen, Ferhan dan Ӧzgϋr Aktaş. 2012. Activated Carbon for Water and Wastewater

Treatment : Integration of Adsorption and Biological Treatment. Jerman : Wiley –

VCH Verlag & Co. KgaA.

Cecilia Rolence, Revocatus Lazaro Machunda, Karoli Nicholas Njau. 2014. Water Hardness

Removal by Coconut Shell Activated Carbon. International Journal of Science,

Technology and Society. Vol. 2(5): 97-102

Cefic. 2003. Test Methods for Activated Carbon. European Council Chemical

Manufacturers’ Frederatio.

Chen H. 2014. Biotechnology of Lignocellulose: Theory and Practice. Beijing: Springer

Science

Chen.h. 2015. Lignocellulose Biorefinery Engineering. USA: Elsevier ltd.

Chowdhury, Zack. 2013. Activated Carbon: Solutions for improving water quality. USA:

American Water Works Association.

Kannan D., N. Mani. 2014. Removal of Hardness (Ca2+, Mg2+) and Alkalinity from Ground

Water by Low Cost Adsorbent using Phyllanthus emblica Wood. International

Journal Of Chemical And Pharmaceutical Analysis. Vol.5: 119-131

Davis, M.L. (2010). Water and Wastewater Engineering. McGraw-Hill Companies Inc. New

York

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353810000412#!



44

Dewi Citra Rakhmania, Indah Khaeronnisa, Bambang Ismuyanto, Juliananda, Dan Nurul

Faiqotul Himma. 2017. Adsorpsi Ion Kalsium Menggunakan Biomassa Eceng

Gondok (Eichhornia Crassipes) Diregenerasi Hcl. Jurnal Rekayasa Bahan Alam

dan Energi Berkelanjutan. Vol.1: 16-24

Eckhard. 2012. Adsorption Technology in Water Treatment Fundamentals, Processes and

Modeling. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co. KG. World Coal Institute.

Endrias, Hepy., Kasmui & Agung Triprasetia. 2013. Pengaruh Rasio Si/Al, Kation dan

Tamplete organik terhadap ukuran Rongga zeolit ZSM-5. Indonesian Jurnal of

Chemical science. Vol:II (1) : 13-17.

Fletcher, Asleigh, 2017. “Porosity and Sorption Behaviour”,

www.staff.ncl.ac.uk/a.j.fletcher/adsorption.htm. (diakses 13 Februari 2017)

Geankoplis, C.J. 1997. Transport Process and Unit Operation. 3rd Edition. New Delhi:

Prentice-Hall of India.

Gultom Erika Mulyana, M. Turmuzi Lubis. 2014. Aplikasi Karbon Aktif Dari Cangkang

Kelapa Sawit Dengan Aktivator H3PO4 Untuk Penyerapan Logam Berat Cd Dan

Pb. Medan: Jurnal Teknik Kimia USU. Vol 3: 5-10

Harry Marsh and Francisco Rodríguez-Reinoso. 2007. Activated Carbon. USA: Elsevier

ltd.

Hendra, Djeni. dan Gustan Pari. 1999. Pembuatan Arang Aktif dari Tandan Kosong Kelapa

Sawit. Buletin Penelitian Hasil Hutan. Vol.17: 113-122

Junior, O. K, Gurgel, L. V. A. Rossimiriam Pereirade .F, Laurent Frédéric Gil. 2009.

Adsorption Of Cu(II), Cd(II), And Pb(II) From Aqueos Single Metal Solutions By

Mercerized Cellilose With EDTA Dianhydride (EDTAD). Brazil: Elsevier Ltd.

Vol.77: 643-650.

Kalia, Susheel, Kaith, B. S., Kaur. 2011. Cellulose Fibers: Bio- and Nano-Polymer

Composites. Berlin: pringer-Verlag

Kjellin, M & Johannson, I. 2010. Surfactants from Renewable Resources. John Wiley &

Sons, Ltd

Kuhad, R.C., Singh, A. 2007. Lignocellulose biotechnology future prospects. New Delhi:

I.K.International Publishing House Pvt.Ltd

Kurniawan, S. Dan Nalita W.R. 2016. Pembuatan Karbon Aktif Dari Ampas Tebu Dengan

Aktivator Asam Sulfat. Skripsi. Malang: Universitas Brawijaya

Lau, John. H. 1991. Solder Joint Reliability. New York : Springer Science and Business

Media

http://www.staff.ncl.ac.uk/a.j.fletcher/adsorption.htm



45

Lienden Christopher Van, Lin Shan, Shweta Rao, Ezio Ranieri, Young Thomas M. 2010.

Metals Removal From Stormwater By Commercial And Non–Commercial

Granular Activated Carbons. California: Water Environment Research

Lillo-Ródenas, M.A., Juan-Juan, J., Cazorla-Amorós, D. dan Linares-Solano, A. (2004).

About reactions occurring during chemical activation with hydroxides. Elsevier

Carbon. Vol.42 (7): 1371-1375.

Mahato, Ram I, and Ajit S. Narang. 2011. Pharmaceutical Dosage Forms and Drug

Delivery. London : CRC Press

Maria S. Melania. 2012. Produksi Karbon Aktif dari Bambu dengan Aktivasi Menggunakan

Kalium Hidroksida Skripsi. Depok: Universitas Indnesia

Marsidi, R. 2011. Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air. Jurnal Teknologi Lingkungan.

Vol.2: 1-10

Mc Dougall, G.J. 1991. The Physical Nature and Manufacture of Activated Carbon. Jurnal

S.Afr.Inst. Min. Metal. Vol.90 (4): 109-120.

Met Calf & Eddy. 2003. Wastewater Engineering : Treatment, Disposal and Reuse, 4th ed.,

McGraw Hill Book Co., New York.

P.B Madakson, D.S.Yawas and A. Apasi. 2012. Characterization of Coconut Shell Ash for

Potential Utilization in Metal Matrix Composites for Automotive Applications.

Nigeria: Department of Mechanical Engineering. Vol. 4: 1190-1198

Pangestu, D. L Dan Setiawan, Calvin.A.B. 2016. Pembuatan Karbon aktif sekam padi

dengan aktivasi NaOH sebagai adsorben ion kalsium. Skripsi. Malang: Universitas

Brawijaya

Pranata, J. 2007. Pemanfaatan Sabut dan Tempurung Kelapa serta Cangkang Sawit. Skripsi.

Teknik Kimia: Malikussaleh Lhokseumawe

Qorry Nugrahayu, Alfan Purnomo, 2013. Penurunan Kandungan Zat Kapur Dalam Air

Tanah Dengan Menggunakan Filter Media Zeolit Alam Dan Pasir Aktif Menjadi

Air Bersih. Surabaya: Jurnal Teknik Pomits. Vol.2 : 1-3

Riski Kurniawan, Musthofa Lutfi, Wahyunanto A. N. 2014. Karakterisasi Luas Permukaan

Bet (Braunanear, Emmelt dan Teller) Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dan

Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Aktivasi Asam Fosfat (H3PO4). Jurnal

Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosiste. Vol.14 (1) : 15-20.

Rolence, C., Machunda, R.L., Njau, K.N. (2014). Potentials of agric wastes activated

carbons for water softening. Research Journal in Engineering and Applied

Sciences. Vol.3 (3): 199-207.

46

Sahara Emmy, Wahyu Dwijani, I Putu Adi. 2017. Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Aktif

Dari Batang Tanaman Gumitir (Tagetes Erecta) Yang Diaktivasi Dengan H3PO4.

Junal Kimia. Vol.(11) 2017: 1-9.

Santiyo Wibowo, Wasrin Syafi, dan Gustan P. 2011. Karakterisasi Permukaan Arang Aktif

Tempurung Biji Nyamplung. Journal Teknologi. Vol.15: 17-24

Seader,J.D., Henley,E.J, 2011, “Separation Process Principles Ed.3”, New York, John

Wiley & Sons, Inc.

Seo, S.J., Jeon, H., Lee, L.K., Kim, G.Y., Park, D., Nojima, H., Lee, J., Hyeon, S. (2010).

Investigation on removal of hardness ions by capacitive deionization (CDI) for

water softening applications. Water Research. Vol.44: 2267-2275.

Setyamidjaja, D. 1982. Kelapa Hibrida. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

SNI 06-3730-1995. Arang aktif teknis.

SNI 06-6989.12-2004. Air dan air limbah – Bagian 12: Cara uji kesadahantotal kalsium

(Ca) dan magnesium (Mg) dengan metode titrimetrik.

Subadra, I. Setiaji, B., Tahir, I. 2005. Activated Carbon Production From Coconut Shell

With (NH4)HCO3 Activator As An Adsorbent In Virgin Coconut Oil Purification.

Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada. Vol.50: 1-8

Sunaryo, Esmar Budi, Hadi Nasbey, Setia Budi, Erfan Handoko, Puji Suharmanto, Ranggi

Sinansari. 2012. Kajian Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung

Kelapa. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas

Negeri Jakarta.

Suprihatin, Nastiti Siswi I. 2010. Penyisihan Logam Berat Dari Limbah Cair Laboratorium

Dengan Metode Presipitasi Dan Adsorpsi. Journal Sains. Vol.14: 44-50.

Taer E., S. Aiman, Sugianto, R.Taslim. 2015. Variasi Ukuran Karbon Tempurung Kelapa

Sebagai Alat Kontrol Kelembaban. Pekanbaru: Prosiding Seminar Nasional

Fisika. Vol.4:89-92

Tang Yulin, Xiaohong Guan, JianminWang. 2009. Fluoride adsorption onto granular ferric

hydroxide: Effects of ionic strength, pH,surface loading, and major co-existing

anions. China: Elsevier ltd. Vol.171:774-779

Tebbut, T.H.Y. 1999. Principles of Water Quality Control, Fifth edition. Pergamon Press,

Oxford.

Vasanth Kumar, K. Subanandam, V. Ramamurthi and S. Sivanesan, 2017, “Solid Liquid

Adsorption for Wastewater Treatment : Principle Design and Operation”,

http://www.greenpages.htm. (diakses 13 Februari 2017)

http://www.greenpages.htm/

47

Viswanathan, B., P. Indra Neel, dan T. K. Varadarajan. 2009. Methods of Activation and

Specific Application of Carbon Materials. Madras: Chennai.

Warisno. 2003. Budi Daya Kelapa Genjah, Kanisius. Yogyakarta : Kanisius IKAPI.

WHO. (2011). Hardness in Drinking-water Background Document for Development of

WHO: Guidelines for Drinking-water Quality. WHO Press.

Yuliusman. 2016. Pembuatan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa Melalui Aktifasi Kimia

Dengan KOH Dan Fisika Dengan CO2. Depok: Departemen Universitas Indonesia.

Vol.1:1-6

SKRIPSIrepository.ub.ac.id/7612/1/Kartika Anggraeni Dan Antung... · 2020. 8. 13. · IDENTITAS TIM...

Documents

Transcript of SKRIPSIrepository.ub.ac.id/7612/1/Kartika Anggraeni Dan Antung... · 2020. 8. 13. · IDENTITAS TIM...