beda BM nyaa

87
i PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN ZAT WARNA PADA LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL JEANS TESIS Oleh MUKHLIS SIREGAR 077 006 028/KM SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009     S    E K O A A   R  J   A    N     A

Transcript of beda BM nyaa

Page 1: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 1/87

 

i

PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL

UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN ZAT

WARNA PADA LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL JEANS

TESIS

Oleh

MUKHLIS SIREGAR

077 006 028/KM

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

    S   EK O L 

A  H    

P     A   S   C  AS A  R J  A

   N    A

Page 2: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 2/87

 

ii

PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL

UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN ZAT

WARNA PADA LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL JEANS

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk MemperolehGelar Magister Sains dalam Program Studi Kimia pada

Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

MUKHLIS SIREGAR077 006 028/KM

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

Page 3: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 3/87

 

iii

Judul Tesis : PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN

NANOPARTIKEL UNTUK MENURUNAN KADAR

LOGAM BESI (FE) DAN ZAT WARNA PADALIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL JEANS

Nama Mahasiswa : MUKHLIS SIREGAR

Nomor Pokok : 077006028

Program Studi : Kimia

Menyetujui

Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, MPhil) (Prof. Dr. Zulalfian, M.Sc)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi Direktur,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS. PhD

 

) (Prof.Dr.Ir. T.Chairun Nisa B., M.Sc)

Tanggal lulus : 19 Juni 2009

Page 4: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 4/87

 

iv

Telah diuji pada

Tanggal : 19 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua :Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, MPhil

Anggota : 1. Prof. Dr. Zulalfian, M.Sc

2. Prof. Basuki Wirjosentoso, MS. Ph.D

3. Dr. Pina Barus, M.Sc

4. Drs. Darwin Yunus, M.Sc 

Page 5: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 5/87

 

v

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah

diajukan untuk memperoleh gelar kerjasama di suatu perguruan tinggi dan

sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam

naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, Juni 2009

Penulis

Mukhlis Siregar

Page 6: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 6/87

 

vi

ABSTRAK

Kitosan merupakan salah satu medium yang digunakan sebagai penyerap

(absorbsi) limbah cair logam berat besi (Fe) dan zat warna dalam industri tekstil

  jeans. Pembuatan kitosan nano partikel bertujuan untuk mengefektifkan daya serap(absorbsi) kitosan terhadap limbah cair logam berat dan zat warna dengan cara

memperluas permukaan kitosan tersebut. Teori kinetika laju reaksi menyatakan

bahwa semakin luas permukaan suatu zat maka reaksi akan semakin cepat. Variasikonsentrasi larutan diperlukan untuk menemukan pada konsentrasi berapa larutan

kitosan nano tersebut efektif untuk menyerap (mengabsorbsi) logam besi (Fe2+

) dan

zat warna. Ternyata dari dua berat molekul kitosan nano yaitu sedang dan tinggi

ditemukan bahwa kitosan nano berat molekul tinggi mempunyai daya serap yanglebih besar yaitu pada konsentrasi 0,8 gram/liter.

Daya serap kitosan nano partikel berat molekul tinggi mempunyai daya serapoptimum pada konsentrasi 0,8 gram/liter sebesar 97,58%. Sedangkan daya serap

untuk zat warna kitosan nano berat molekul tinggi lebih besar dibandingkan dengan

berat molekul sedang.

Data menunjukkan dari warna standar merah = 2,9 ; biru = 4,2 ; putih = 0,9.Daya serap optimum terjadi pada konsentrasi 0,8 gram/liter yaitu merah = 0 ; biru =

0 ; putih = 0.

Analisa spektoskopi FTIR menunjukkan bahwa panjang gelombang N-H=3425,3 cm-1 ; C-H=2877,6 cm-1 ; C=O = 1608,5 cm-1 ; C-N=1390,9 cm-1. Data ini

menunjukkan bahwa terdapat senyawa kitosan dalam larutan tersebut. AnalisaFESEM didapatkan permukaan kitosan nano yang lebih besar dan merata sehinggamemungkinkan untuk menyerap (mengabsorbsi) limbah logam besi (Fe2+) dan zat

warna lebih efektif yaitu pada berat molekul tinggi dengan konsentrasi 0,8 gram/liter

adalah sebesar 97,58% sedangkan untuk zat warna didapatkan data merah = 0, biru =

0 dan putih = 0.

Kata kunci : Kitosan, partikel, kitosan nano, mengabsorbsi

Page 7: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 7/87

 

vii

 ABSTRACT 

Chitosan is one of the medium which is used as absorber of heavy metal liquid 

waste and color essence in jeans textile industry. The making of particle nano

chitosan to cause chitosan absorptive power to heavy metal liquid waste and cooler 

essence by expanding the substance the chitosan itself. The theory of reaction quick 

kinetic states that the more wider the substance of the essence so the reaction will be

the more faster. The solution concentrate variation is needed to find that 

concentration of how much nano chitosan solution become effective to absorb iron

metal and color essence. In fact from two heavy molecule of nano chitosan which are

medium and high are found that high molecule of nano chitosan has bigger 

absorptive power in 0,8 gram/litter concentrate.

The absorptive power from high molecule of heavy particle nano chitosan hasoptimum absorptive power in 0,8 gram/litter concentrate in the amount of 97,58%.

  Meanwhile, the absorptive power for the high molecule of nano chitosan color 

essence is bigger compared by weight of medium molecule.

The data showed from standard color of red=2,9 ; blue=4,2 ; white=0,9.

Optimum absorptive power happened in 0,8 gram/litter concentrate that is red=0 ;

blue=0 ; white=0.

Spectroscopy analysis FTIR showed that a long unbroken wave N-H=3425,3

cm-1

; C-H=2877,6 cm-1

; C=O = 1608,5 cm-1

; C-N=1390,9 cm-1

. This data showed 

that there is chitosan compound in that solution. FESEM analysis is got that nano

chitosan substance is bigger and flat so it is possible to absorb iron metal (Fe2+

)

waste and color essence is more effective, that is weight in high molecule withconcentrate 0,8 gram/liter is 97,58% while for color essence is found data that red =

0, blue = 0 and white = 0.

Key words : Chitosan, particle, nano chitosan, absorptive

Page 8: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 8/87

 

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah Kepada Allah SWT yang Maha mengatur dan memelihara

alam beserta segala isinya dengan penuh rasa kasih dan sayangnya sehingga tesisi ini

dapat diselesaikan dengan judul “Pengaruh berat molekul kitoson nano partikel untuk 

menurunkan kadar besi (Fe2+) dan zat warna pada limbah industri tekstil jeans”.

Penyelesaian tesis ini merupakan syarat untuk menyelesaikan tugas dan ujian Sekolah

Pascasarjana pada Ilmu Kimia USU Medan.

Secara khusus rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1.  Rektor USU Prof. Chairuddin P. Lubis DTM & H, Sp.A(K) atas kesempatan dan

fasilitas yang diberikan selama kuliah di Sekolah Pascasarjana Kimia USU.

2.  Direktur Sekolah Pascasarjana USU Medan Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B.,

MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister pada

Sekolah Pascasarjana USU Medan.

3.  Pembimbing I dan II Prof. Dr. Harry Agusnar, Msc M.Phil dan Bapak Prof. Dr.

Zul Alfian, MSc dengan penuh kesabaran membimbing penulis sehingga

selesainya tesis ini.

4.  Ketua Sekolah Pascasarjana Kimia USU Medan Bapak Prof. Basuki

Wirjosentono MS, PhD.

5.  Seluruh staf dosen dan pegawai Sekolah Pascasarjana Kimia USU Medan yang

telah mendidik dan membantu penulis selama mengikuti perkuliahan di Sekolah

Pascasarjana USU Medan.

6.  Seluruh keluarga terutama istri dan anak-anak yang penuh pengertian sehingga

selesai menamatkan studi di Sekolah Pascasarjana USU Medan.

Page 9: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 9/87

 

ix

Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa tesis ini masih jauh dari

sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan dari semua pihak 

hingga sempurnanya tesis ini dan dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2009

Penulis

Mukhlis Siregar

Page 10: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 10/87

 

x

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Sibulan-bulan pada tanggal 20 Nopember 1965 anak 

kedelapan dari sepuluh bersaudara dari pasarangan Bapak Abdullah Siregar (alm) dan

Ibu Thobina Pasaribu (Alm).

Pendidikan MIS Muhammadiyah (1971 s/d 1977), MTsN Peanor-nor (1978

s/d 1981) MAN 1 Medan (1981 s/d 1984).

Pada tahun 1985 penulis diterima sebagai mahasiswa FMIPA DIII USU

Medan jurusan kimia, tamat tahun 1988, pada tahun 1993 melanjutkan program S1

Kimia di IKIP Medan, lulus tahun 1996. pada tahun 2007 penulis diberi kesempatan

mengikuti pendidikan Sekolah Pascasarjana USU Medan jurusan Kimia.

Page 11: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 11/87

 

xi

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ………………………………………………………… ... i

 ABSTRACT …………………………………………………………  ..  ii

KATA PENGANTAR ………………………………………………. iii

RIWAYAT HIDUP …………………………………………………. v

DAFTAR ISI ………………………………………………………… vi

DAFTAR TABEL …………………………………………………... ix

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………...

xDAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………... xi

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………… 1

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

1.2.  Perumusan Masalah …………………………………………….. 3

1.3.  Tujuan Penelitian ……………………………………………….. 3

1.4.  Manfaat Penelitian ……………………………………………… 3

1.5  Lokasi Penelitian ………………………………………………. 4

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

2.1 Kitosan ………………………………………………………… 5

2.1.1 Karakteristik Kitosan ………………………………... 7

2.1.2 Berat Molekul (molecular weight (M/W)) …………… 9

2.1.3  Penggunaan dan Bentuk-bentuk Kitosan …………….. 10

2.1.4 Nanopartikel …………………………………………. 11

2.1.5 Kitosan Nanopartikel ………………………………... 13

2.2 Jenis-Jenis Daya Serap Kitosan ………………………………... 14

2.2.1 Adsorbsi ……………………………………………… 14

2.2.2 Absorbsi ……………………………………………… 15

2.2.3 Koagulasi …………………………………………….. 15

2.2.4 Flokulasi ……………………………………………… 16

Page 12: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 12/87

 

xii

2.3 Logam ………………………………………………………… .. 17

2.3.1 Limbah Cair Logam Besi (Fe) ……………………….. 18

2.4  Spektrofotometer Serapan Atom ……………………………….. 19

2.5 Spektrum Inframerah …………………………………………... 21 

2.6 Proses Pengikatan Logam Oleh Kitosan Nanopartikel ………… 22

2.7 Zat Warna pada Limbah Cair Tekstil Jeans ……………………. 25

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ………………………….  27

3.1 Lokasi Penelitian ……………………………………………….. 27

3.2 Bahan …………………………………………………………... 27

3.3 Alat …………………………………………………………… .. 27

3.4 Prosedur Penelitian …………………………………………….. 28

3.4.1 Pembuatan Kitosan Nanopartikel ……………………… 28

3.4.2  Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan NanopartikelDengan Berat Molekul Tinggi Dan Sedang ……………  30

3.4.3.  Bagan Preparasi Sampel ……………………………….  31

3.4.4  Daya Serap (absorbsi) Kitosan Nanopartikel

Terhadap Limbah Cair Logam Besi (Fe) Pada

Industri Tekstil Jeans …………………………………...  323.4.5  Daya Serab (absorbsi) Kitosan

Nanopartikel Terhadap Limbah Cair Zat Warna

Pada Industri Teksil Jeans ……………………………...  32

3.4.6 Spektroskopi Inframerah (FTIR) ……………………….  33

3.4.7 Analisa Field Emition Scanning Electron

Microscopy (FESEM) ………………………………….. 33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………  34

4.1 Hasil Penelitian ………………………………………………... 34

4.2 Penetapan Kadar Logam Besi (Fe) ……………………………..  35

4.2.1  Penentuan Persamaan Garis Regresi denganMetode Kurva Kalibrasi ……………………………....... 

35

Page 13: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 13/87

 

xiii

4.2.2 Data Hasil Pengukuran Daya Serap Ion Fe …………….  37

4.2.3 Perhitungan % Penurunan Kadar Konsentrasi IonFe dalam Sampel ……………………………………….. 40

4.3 Pembahasan …………………………………………………… ..  41

4.3.1  Daya Serap Kitosan Nano Untuk Menurunkan

Kadar Besi (Fe) Dalam Limbah Cair Tekstil Jeans ......... 41

4.3.2  Pengaruh Berat Molekul Kitosan NanopartikelTerhadap Zat Warna Cair Industri Pencucian Jeans …… 

43

4.3.3  Spektrum Infra Merah Kitosan Nanopartikel

Berat Molekul Sedang ………………………………….. 49

4.3.4 Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Laju Reaksi ……...  52

4.3.5 Pengikatan Limbah Cair Logam Besi (Fe)

Industri Teksil Jeans Oleh Kitosan Nanopartikel ……...  53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………….. 55

5.1 Kesimpulan ……………………………………………………… . 

5.2  Saran …………………………………………………………… . 

55

56

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………..  57

Page 14: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 14/87

 

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

2.1 Karakteristik Kitosan ………………………………………… 7

2.2 Pemanfaatan Kitosan pada beberapa industri ………………... 10

2.3 Bentuk dan Sifat Kitosan …………………………………….. 11

4.1 Kurva Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Fe ……………… 34

4.2 Persamaan Garis Regresi …………………………………….. 35

4.3  Data Daya Serap Kitosan Nanopartikel Berat Molekul

Sedang Pada Limbah Cair Tekstil Jeans……………………

.  374.4  Data Daya Serap Kitosan Nano Berat Molekul Tinggi

Pada Limbah Cair Tekstil jeans Dengan kadar besiFe = 4,2630 mg/liter ………………………………………….  39

4.5  Data daya serap zat warna kitosan nano berat molekul

sedang Pada limbah cair industri tekstil jeans ……………….. 44

4.6  Data Daya Serap Zat Warna Kitosan Nano BeratMolekul Tinggi Pada Limbah Cair Industri Tekstil Jeans …… 

47

4.7 Data Panjang Gelombang FTIR Molekul Sedang ……………. 49

4.8 Data Panjang Gelombang Kitosan Nanopartikel BM Tinggi ... 50

4.9 Data ë  (Panjang Gelombang) Kitosan Nanopartikel BM

Tinggi …………………………………………………………  51

Page 15: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 15/87

 

xv

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2. 1 Rumus Kitin …………………………………………………. 6

2.2 Struktur kitosan Sumber, Mazzarelli 1977 …………………... 7

2.3 Skema Peralatan Spektrofotometer Serapan Atom ………… 20

2.4 Mekanisme Pengikatan Logam Berat oleh Kitosan ………….  23

2.5  Tahap-tahap Koagulasi Polielektrolit Kitosan ……………….. 24

2.6  Mekanisme Koagulasi Perbedaan Muatan ……………………  25

3.1 Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan Nanopartikel ………….  30

3.2 Preparasi Sampel …………………………………………….. 31

4.1 Kurva Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Fe ……………….  34

4.2 Kurva Daya Serap Vs Konsentrasi Larutan Fe ……………….  38

4.3 Daya Serap Vs Konsentrasi Larutan Fe ……………………… 40

4.4  Grafik Hubungan Zat Warna Vs Konsentrasi Larutan Fe

(mg/lit) Kitosan Nano BM Sedang …………………………..  45

4.5  Grafik Hubungan Zat Warna vs Konsentrasi Larutan Fe

(mg/lit) Kitosan Nano BM Tinggi …………………………………..  484.6  Grafik Spectrum Inframerah Membran Kitosan

Nanopartikel BM Sedang ……………………………………..  50

4.7 Grafik kitosan nanopartikel BM tinggi ……………………….  51

4.8 Kitosan Nanopartikel berat molekul sedang (FESEM) ……….  52

4.9 Gambar Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi(FESEM)………………………………………………………  53

4.10 Mekanisme Reaksi Pengikatan Kitosan Nanopartikel

Terhadap Logam Besi (Fe) …………………………………...  54

Page 16: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 16/87

 

1

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan Nano Partikel Dengan

Berat Molekul Tinggi Dan Sedang …………………………….. 59

2. Preparasi Sampel ……………………………………………….  60

3. Tabel Larutan Standart Fe …………………………………………… 61

4. Grafik Kurva Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Fe ……………… 61

5. Tabel Persamaan Garis Regresi Dengan Metode Kurva Kalibrasi ….. 62

6. Data Daya Serap Kitosan Nano Berat Molekul Sedang PadaLimbah Cair Tekstil Jeans Dengan Kadar Besi Fe = 4,2630 mg/liter .. 63

7. Grafik Kurva Penentuan Daya Serap Kitosan Nano Berat

Molekul Sedang Dengan Variasi Berat ……………………….. 63

8. Data Daya Serap Kitosan Nano Berat Molekul Tinggi Pada

Limbah Cair Tekstil Jeans Dengan Kadar Besi Fe = 4,2630 mg/liter ... 64

9. Grafik Kurva Penentuan Daya Serap Kitosan Nano Berat

Molekul Tinggi Dengan Variasi Berat …………………………. 64

10. Grafik Ftir Kitosan Nano Partikel Berat Molekul Sedang …………… 65

11. Tabel Ikatan ë  ( cm-1) ………………………………………………… 65

12. Grafik FTIR Kitosan Nano Partikel BM Tinggi ………………..  66

13. Data ë  (Panjang Gelombang) Kitosan Nano Partikel Bm Tinggi …… 66

14. Gambar Kitosan Nano Partikel Bm Sedang (FESEM) ………………. 67

15. Gambar Kitosan Nano Partikel Bm Tinggi (FESEM) ………………. 68

16. C Data Daya Serap Zat Warna Kitosan Nano Berat Molekul Sedang

pada Limbah Cair Industri Tekstil Jeans ……………………………..  69

17. Grafik Hubungan Zat Warna Vs Konsentrasi Larutan (Mg/Lit)

Kitosan Nano BM Sedang ………………………………………  69

18. Data Daya Serap Zat Warna Kitosan Nano BeratMolekul Tinggi Pada Limbah Cair Industri Tekstil Jeans ……... 70

19. Grafik Hubungan Zat Warna Vs Konsentrasi Larutan (Mg/Lit)

Kitosan Nano BM Tinggi ………………………………………. 70

Page 17: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 17/87

 

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.5.  Latar Belakang

Saat ini ekosistem sungai dan laut telah banyak dicemari oleh berbagai macam

toksis yang mengakibatkan kesetimbangan kehidupan dalam sungai dan laut

terkontaminasi.

Sumber polutan yang dibuang ke sungai dan laut datang dari berbagai limbah

industri dari aktifitas manusia salah satunya adalah limbah tekstil yang diduga

menghasilkan logam besi dan pewarna dari limbah buangannya, akibatnya banyak 

species yang ada di sungai maupun laut terancam punah. Limbah logam berat berupa

logam besi diduga berasal dari zat pewarna yang digunakan untuk tekstil jeans dan

dari sumur bor yang digunakan untuk membilas tekstil mengandung kadar besi.

Dengan analisis diatas didapatkan limbah logam besi dalam jumlah yang besar.

Masyarakat Indonesia sebagian besar mempunyai profesi sebagai nelayan.

Terkontaminasinya sungai dan laut tersebut mengakibatkan ikan yang ditangkap oleh

nelayan akan terimbas dari polutan limbah industri berupa logam besi (Fe) yang

diduga tersebut ikan yang terpolutan jika dikonsumsi oleh manusia maupun hewan

akan berdampak buruk bagi kesehatan manusia dan hewan itu sendiri.Selain logam

besi (Fe) juga zat pewarna yang dapat merusak ekosistem laut.Zat pewarna tersebut

apabila terkonsumsi oleh hewan dan manusia, maka dapat menyebabkan akibat yang

fatal bagi ke hidupan manusia yaitu penyakit kanker.

 

1

Page 18: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 18/87

 

3

Hasil buangan limbah logam bersebut berupa logam besi (Fe) tersebut dapat

dalam bentuk limbah cair dan organisme laut yang berdampak pada terganggunya

ekosistem air tersebut. Masyarakat berprofesi sebagai nelayan menanggung akibat

dari ketidakseimbangan ini berupa hasil tangkap ikan yang menurun sehingga

perekonomian masyarakat mengalami kemerosotan.

Mengatasi polusi pada ekosistem sungai dan laut Z.G Hua et all menawarkan

solusi Adsorbsi Kitosan Nanopartikel yang dengan hubungannya diyakini dapat

mengurangi terkontaminasinya Biota sungai dan laut.

Kitosan ukuran nano partikel diyakini mempunyai daya absorbsi yang lebih

besar dibandingkan dengan kitosan yang sering dipakai untuk mengabsorbsi.hal ini

logis kalau kita kaji faktor-faktor yang mempengaruhi kinetika reaksi.Yaitu semakin

luas permukaan maka akan semakin cepat reaksi berlangsung. Dengan kata lain

semakin kecil ukuran partikel kitosannya akan semakin cepat reaksi berlangsung.

Udang pada umumnya dimanfaatkan sebagai bahan makanan yang bergizi tinggi.

Udang di Indonesia pada umumnya diekspor dalam bentuk beku yang telah dibuang

kepala, kulit dan ekornya yang jika dibiakkan akan mengakibatkan polutan udang

untuk itulah agar mendapat nilai tambah dari limbah udang tersebut, diproses menjadi

Kitosan Nanopartikel secara kimia.

Fungsi antara lain Absorbsi limbah tekstil pada air, namun sayangnya sampai

saat ini limbah tersebut belum diolah dan dimanfaatkan secara maksimal sehingga

menyebabkan pencemaran lingkungan khususnya bau dan kesetimbangan lingkungan

yang buruk.

Page 19: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 19/87

 

4

1.6.  Perumusan Masalah

Limbah Industri Tekstil diduga mengandung logam besi (Fe) dan zat warna

yang menyebabkan terjadinya polusi di sungai dan laut. Sehingga menyebabkan

ekosistem yang ada dalam air tersebut akan terganggu dan dapat menyebabkan

langkanya beberapa species yang ada di air bahkan dapat mengakibatkan punahnya

beberapa species pada air tersebut.

1.7.  Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh lamanya Kitosan

Nanopartikel yang bereaksi terhadap logam besi (Fe) dan zat warna dari limbah

Industri tekstil jeans dan pengaruh berat molekul rendah dengan berat molekul tinggi

terhadap Absorbsi logam besi (Fe) dan zat warna dari limbah Industri tekstil jeans

dari jalan Tuamang Medan.

1.8.  Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai:

1.  Bahan Informasi bagi peneliti yang barkaitan dengan Absorbsi Kitosan

Nanopartikel terhadap logam besi (Fe) dan zat warna yang terkandung dalam

limbah Industri tekstil jeans.

2.  Apakah Kitosan Nanopartikel berat molekul sedang ataukah yang tinggi yang

lebih efisien digunakan sebagai Absorbsi untuk Limbah Industri Logam besi

(Fe) dan zat warna pada limbahtekstil jeans.

Page 20: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 20/87

 

5

3.  Berapa lamakah waktu yang tepat Kitosan Nanopartikel untuk mengabsorbsi

limbah logam besi (Fe) dan zat warna pada limbah industri tekstil jeans.

4.  Bagi peneliti untuk mengetahui perbandingan jumlah Kitosan Nanopartikel

sebagai absorben dibandingkan jumlah sampel yang mau diteliti pada limbah

tekstil jeans untuk logam besi (Fe) dan zat warna.

5.  Sumbangsih peneliti terhadap penelitian ilmiah.

1.6  Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan dilaboratorium penelitian MIPA USU Medan, dan

analisis FESEM di Universitas Kebangsaan Malaysia, penelitian ini dilakukan selama

4 bulan.

Page 21: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 21/87

 

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kitosan

Budi daya udang telah berkembang dengan pesat sehingga udang dijadikan

komoditi eksport non migas yang dapat dihandalkan dan menjadikan biota laut yang

memiliki nilai ekonomis tinggi. Udang di Indonesia pada umumnya di ekspor dalam

bentuk daging murni yang mana kepala, ekor dan kulitnya telah dibuang.

Limbah udang dapat dimanfaatkan menjadi senyawa kitosan. Namun sampai

saat ini limbah tersebut belum diolah secara efisien sehingga menimbulkan

pencemaran lingkungan khususnya baunya dan estetika lingkungan yang buruk.

Sebagian besar limbah udang yang dihasilkan oleh usaha pengolahan udang berasal

dari kepala, kulit dan ekor yang kulit udang mengandung protein (25% - 40%), kitin

(15% - 20%) dan kalsium karbonat (45% - 50%) (Margahof, 2003).

Kandungan kitin dari kulit udang lebih sedikit dibandingkan dari kulit atau

cangkang kepiting. Kandungungan kitin pada limbah kepiting mencapai 50% - 60%

sementara limbah udang menghasilkan 42% - 57% sedangkan cumi-cumi dan kerang

masing-masing 40% dan 14% -15%.

Pada umumnya kitosan yang ada di Indonesia berasal dari Korea, India dan

Jepang. Dengan banyaknya potensi limbah ulang untuk dimanfaatkan, Indonesia

sebagai Negara penyuplai udang di pasar Internasional seharusnyalah teknologinya

mempu mengelola limbah udang dijadikan kitin dan kitosan agar mempunyai nilai

 

5

Page 22: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 22/87

 

7

tambah yang banyak kegunaannya. Sekarang ini kitosan merupakan bio polimer alam

yang dihasilkan dari proses deasstilasi kitin, kitosan mempunyai sifat yang khas

seperti bio aktifitas, biodegradasi dan tidak beracun. Kitosan adalah jenis polimer

alam yang dihasilkan dari proses deasetilasi kitin, kitosan mempunyai sifat yang khas

seperti bioaktifis, biodegradasi dan tidak beracun.

Kitosan adalah jenis polimer alam yang mempunyai rantai tidak linier dan

mempunyai rumus (C6H11NO4)n . Mempunyai sifat tidak berbau,berwarna putih dan

terdiri dari dua jenis polimer yaitu poli (2-deoksi,2-asetilamin,2-glukosa) dan poli

(2-deoksi,2- amino glukosa).Yang berikatan secara beta (1,4).Kitosan merupakan

produk deasetilasi kitin melalui proses reaksi kimia menggunakan basa natrium

hidroksida (Muzarelli,1977).

Kitosan merupakan salah satu polimer alam yang melimpah yang bersifat

hidropolik yang dihasilkan dari deasetilasi sehingga polikation membuatnya menjadi

salah satu unsur yang sangat banyak banyak kegunaanya untuk kemaslahatan umat

manusia.

Rumus kitin

Gambar 2. 1 Rumus Kitin

O

O

CH2OH

CH2OH

OH

OH

NHCOCH3 

NHCOCH3 

 

O

n

Page 23: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 23/87

 

8

Rumus Kitosan

Gambar. 2.2 Struktur kitosan Sumber, (Mazzarelli 1977)

2.1.1 Karakteristik Kitosan

Kitosan nanopartikel adalah bagian yang terkecil dari kitosan itu sendiri yang

diproses dengan metode (Szeto Yau-shan and Zhigang Hu, 2007).

Tabel 2.1 Karakteristik Kitosan

No. Parameter Nilai

1

2

3

4

Bentuk partikel

Kadar air (%)

Kadar Abu (%)

Derjat Deasitilasi (%)

Warna Larutan

Viskositas (CPS)

-  Rendah

-  Medium

-  Tinggi

-  Ekstra tinggi

Dari bubuk sampai serpihan

< 10%

< 2%

> 70%

Jernih

< 200

200  – 799

800  – 2000

> 2000

Sumber : Robert (1992)

O

O

CH2OH

CH2OH

OH

OH

NH2 

NH2 

 

O

n

Page 24: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 24/87

 

9

Kitin dan kitosan diakui sebagai biosorbent untuk penghilang logam berat.

Salah satu bahan pengkhelat crustacean adalah kitosan, yang diperoleh dari senyawa

kitin yang terdapat di kulit (cangkang)nya lalu dengan proses diasetilasi diubah

menjadi kitosan (Purwaningsih, 1994). Kitosan dipelajari secara luas sebagai pengikat

dari logam. Larutan inorganic anionic, bahan pencelup dan pestisida (guibal, 2004).

Menurut Rorrer (1993), gugusan amina pada rantai kitosan merupakan tempat

pengkhelat untuk logam transisi pada 4,1   glikosida bergabung dengan unit

flukosamida yang tahan terhadap degradasi kimia dan biologi.

Menurut Berger, J et, all (2003) bahwa parameter utama yang mempengaruhi

karakterikstik kitosan adalah bobot molecularnya (M/W) dan tingkat derajat

deacetylation (DD). Berat molekul kitosan adalah sekitar 1,2 x 105Da, bergantung

pada degradasi yang terjadi selama proses deasetilasi.

Kitosan mudah mengalami degradasi secara biologis dan tidak beracun,

flokulan dan koagulan yang baik, mudah membentuk membrane atau film serta

membentuk gel dengan anion bervalensi ganda, juga sebagai polyelektrolit kationik 

kuat yang berpotensi tinggi untuk menyerap logam-logam, dalam hal ini berperan

sebagai agent pengkhelat dan selanjutnya membentuk kompleks kitosan dengan

logam (Wikipedia, 2006).

Kitosan juga bersifat hidrofilik, menahan air dalam strukturnya dan membentuk 

gel secara spontan. Pembentukan gel berlangsung pada harga pH asam dan sedikit

asam, disebabkan sifat kationik kitosan. Viskositas gel kitosan meningkat dengan

Page 25: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 25/87

 

10

meningkatnya berat molekul atau jumlah polimer. Penurunan pH akan meningkatkan

viskositas, tampaknua disebabkan konformasi kitosan yang lebih mengembang,

karena daya repulsive di antara gugus-gugus amino bermuatan positif. Viskositas juga

meningkatkan dengan meningkatnya derajat deasetilasi. Gel kitosan terdegradasi

secara berangsur-angsur, sebagaimana halnya kitosan melarut (Muzzarelli et al.,

1988)

2.1.2. Berat Molekul (molecular weight (M/W))

Kitosan memiliki berat molekul yang tinggi. Berat molekul dari kitosan

bervariasi berdasarkan sumber materialnya dan metode preparasinya. Kitin memiliki

berat molekul biasanya lebih besar dari satu juga Dalton sementara berat molekul

pada kitosan antara 100KDa  –  1200KDa, bergantung pada proses dan kwalitas

produk (Kim et al, 2004). Berat molekul dapat ditentukan dengan beberapa metode

seperti chromatografhy, viscometry dan light schattering (R.A.A.Muzzarelli)

Kitosan memiliki reaktivitas yang tinggi untuk penyerapan ion dengan beberapa

mekanisme :

a.  Kandungan yang tinggi pada gugus  – OH membuatnya menjadi polymer yang

hydrophilic dan memberikan efek khelasi.

b.  Kandungan gugus amina primer dengan aktivitas tinggi

c.  Kelompok amina dapat mengikat logam kationik sehingga membuatnya

menjadi sepasang electron (Guibal, et. al. 2005; Inoue et. al., 1993)

Page 26: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 26/87

 

11

Elektron dari nitrogen yang terdapat pada gugus amina dapat mengakibatkan

ikatan kovalen dative dengan ion-ion logam transisi. Dimana kitosan sebagai

donor electron pada ion-ion logam transisi. Kitosan memiliki kemampuan untuk 

mengikat logam dan membentuk kompleks logan-kitosan (Guibal, 2004).

2.1.4 Penggunaan dan Bentuk-bentuk kitosan

Kitosan sudah dimanfaatkan dibeberapa bidang industri, seperti yang

ditunjukkan pada table berikut:

Tabel 2.2 Pemanfaatan Kitosan pada beberapa industri

Industri Manfaat

Industri pengolahan

limbah

Industri Makanan

Industri Kesehatan

Industri Pertanian

Kosmetik 

Bioteknologi

Penyerap ion logam, koagulan, protein, asam amino dan

bahan pencelup

Pengawet, penstabil makanan, penstabil warna bahan

pengental dll

Penyembuh luka dan tulang, pengontrol cholesterol

darah, kontak lensa, penghambat plag gigi, dll

Pupuk, pelindung biji dll

Pelembab (Imoisturizer), krem wajah, tangan dan beda

dll

Dapat immobilisasi enzim, chromatografhy penyembuh

sel dll

Sumber ; Fernandez  – Kim, 2004

Page 27: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 27/87

 

12

Kitosan terdiri dari berbagai bentuk dan sifatnya seperti yang ditunjukkan pada

Table 2.3, di bawah ini:

Tabel 2.3 Bentuk dan Sifat Kitosan

No Bentuk Sifat

1 Serbuk Dapat di ubah dari kasar menjadi halus

Mudah larut dalam asam organik 

Kemurnian yang tinggi

2 Film Transparan

Mudah melekat pada permukaan3 Fiber Kuat, kenyal

Dapat diuraikan secara biologi

4 Gel Kekuatan gel yang tinggi

Mudah dibentuk dengan poli anion

5 Manik Dapat menyerap logam

Dapat dilakukan ikatan silang

Dapat memadatkan enzim

6 Larutan Sifat kejernihan yang tinggi

Menghasilkan bentuk garam

Dapat menyerap logam

7 Pasta Mudah untuk diformulasikan

Daya pelembab yang baik 

Sumber : Hirano, 1984

2.1.4 Nanopartikel

Dalam nanoteknologi, suatu partikel digambarkan sebagai satu objek kecil

yang bertindak secara unit keseluruhan dalam hal transport dan sifat-sifatnya. Dengan

nanoteknologi, meterial dapat didesain sedemikian rupa dalam orde nano, sehingga

Page 28: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 28/87

 

13

dapat memperoleh sifat dan material yang kita inginkan tanpa melakukan

pemborosan atom-atom yang tidak diperlukan. Aplikasi nanoteknologi akan membuat

revolusi baru dalam dunia industri dan diyakini pemenang persaingan global di masa

yang akan datang adalah negara-negara yang dapat menguasai nanoteknologi.

Ruang lingkup nanoteknologi meliputi usaha dan konsep untuk menghasilkan

material/bahan berskala nanometer, mengeksplorasi dan merekayasa karakteristik 

material/bahan tersebut, serta mendesain ulang material/ bahan tersebut ke dalam

bentuk, ukuran dan fungsi yang diinginkan.

Nanopartikel sebagai partikulat material dengan paling sedikit satu dimensi

lebih kecil dari 100 nanometer. Satu nanometer adalah 10 -9 m. nanopartikel

merupakan hal ilmiah besar sebagimana adanya secara efektif satu jembatan antara

bahan-bahan curah dan struktur-struktur molekul atau atom. Satu material curah

mempunyai sifat fisika tetap dengan membagikan ukurannya, tetapi pada skala nano

bergantung ukuran sifat-sifat diamati seperti pembatasan kantum di dalam partikel-

partikel semipenghantar, permukaan resonansi Plasmon dalam beberapa partikel

logam dan superparamagnetik di dalam bahan magnet.

Nanopartikel mempunyai luas permukaan yang besar terhadap perbandingan

volume. Karakteristik nanopartikel umumnya dilakukan dengan teknik mikroskop

volume. Karakteistik nanopartikel umumnya dilakukan dengan teknik mikroskop

elektron [TEM, SEM], mikroskop atomic [AFM], penghamburan cahaya dinamik 

[DLS], x-ray mikroskop fotoelekron [XPS], bubuk x-ray difraktometri [XRD], FTIR,

spektroskopi UV-Vis. (Anisa Mnyusiwalla, 2003).

Page 29: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 29/87

 

14

2.1.5 Kitosan Nanopartikel

Untuk meningkatkan daya adsorpsinya, kitosan dimodifikasi dalam bentuk 

magentik Kitosan Nanopartikel. Penggunaan kitosan dan magnetik Kitosan

Nanopartikel telah digunakan untuk mengadsorpsi ion Fe(II) dan Fe(III), Cu(II),

Co(II), cat warna dan furosemida (W. S. W. Ngah, 2005; Yang and Dong, 2004;

Tanja et al, 2000; W. S. Asriano et al, 2005; So and Dong, 2004; Mayumi et al, 2004;

Zhi et al, 2005). Hasil penelitian mengenai adsoprsi ion Ni (II) oleh kitosan dan

magnetik Kitosan Nanopartikel telah membahas kondisi optimal untuk mengadopsi

ion Ni(II) oleh kitosan dan magnetik Kitosan Nanopartikel. (Prosiding Seminar

nasional Sains dan Teknologi-II 2008).

Kitosan nano adalah kitosan yang mana partikelnya berukuran 100-400 nm.

Sekarang ini, banyak ahli-ahli menggunakan kitosan dengan nano teknologi, You

Shan Szeto dan Zhigang Hu untuk menyiapkan kitosan nano-partikel dimana kitosan

dilarutkan dalam larutan asam lemah kemudian ditambahkan larutan yang bersifat

basa seperti larutan amoniak, natrium hidroksida atau kalium hidroksida distirer

dengan kecepatan 300 rpm sehingga diperoleh gel kitosan putih dan dibilas dengan

aquadest sampai netral kemudian ditempatkan dalam ultrasonik bath untuk memecah

partikel-partikel gel kitosan menjadi lebih kecil. (Szeto, 2007). Sebagian ahli juga

mencoba metode lain untuk menyiapkan kitosan nano menambahkan larutan

tripoliposfat kedalam larutan kitosan sehingga diperoleh emulsi kitosan sambil

distirer dengan kecepatan 1200 rpm kemudian emulsi di buat pH 3,5 dengan

menambahkan asam asetat hasilnya akan berupa suspensi kitosan. (Cheung, 2008).

Page 30: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 30/87

 

15

2.2 Jenis-Jenis Daya Serap Kitosan

2.2.1 Adsorbsi

Adsobsi adalah peristiwa terikatnya partikel-partikel gas dan zat cair

dipermukaan zat padat atau zat cair lainnya. Jadi adsorbsi adalah suatu peristiwa

permukaan. Adsorbsi terjadi apabila zat padat bersinggungan dengan gas atau zat

cair, pada batas antara dua zat cair dan pada permukaan larutan.

Karena adsorbsi terjadi di permukaan, teranglah bahwa daya serap dari suatu

adsorben sangat tergantung pada luas permukaannya. Jika luas permukaan adsorben

beasr maka daya serapnya akan besar dan begitu juga sebaliknya jika permukaan

adsorben kecil maka daya serapnya juga akan kecil (16).

Ada dua jenis adsorbsi, yaitu :

a.  Adsorbsi fisik

Merupakan adsorbi reversible atau adsorbsi bolak-balik yang hanya

melibatkan kondisi fisik saja tanpa adanya terjadi reaksi kimia antara adsorben

dan adsorbat. Panas dari adsorbsi fisik biasanya kurang dari 15-20 kcal.

b.  Adsorbsi kimia

Merupakan adsorbsi irreversible atau adsorbsi searah yang terjadi melalui

reaksi kimia dan fisik. Raksi terjadi antara permukaan adsorben dan adsorbat.

Panas adsorbsi biasanya antara 20-30 kcal/mole.

Adsorben

Adsorben adalah fasa padat tempat berakumulasinya molekul-molekul

absorbat pada saat terjadinya adsorpsi. Beberapa jenis adsorben yang telah banyak 

Page 31: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 31/87

 

16

digunakan yaitu karbon aktif, bleacing clay, alumina dan silica gel. Namun dari

  jenis-jenis adsorben tersebut yang paling banyak digunakan adalah karbon aktif 

dimana secara umum karbon aktif ini memiliki kapasitas adsorpsi yang besar

terhadap molekul organik.

2.2.2 Absorbsi

Kitosan bersifat polielektrolit anion yang dapat mengikat logam

berat,sehingga dapat berfungsi sebagai absorben terhadap logam berat dalam air

limbah.Prinsip dasar dari mekanisme pengikatan antara kitosan dan logam berat yang

ada pada limbah cair adalah prinsip penukar ion.Gugus amina khususnya nitrogen

dalam kitosan akan bereaksi dan mengikat logam dari persenyawaan limbah cair.

Kitosan yang tidak dapat larut dalam air akan menggumpalkan logam menjadi flok-

flok yang akan bersatu dan dapat dipisahkan dari air limbah.Kitosan dapat bekerja

sempurna jika dilarutkan dalam asam (Marganof,2003;Widodo et al,2005).

2.2.3 Koagulasi

koagulasi adalah proses pengolahan air atau limbah cair dengan

menstabilkan partikel-patikel koloid untuk memfasilitasi pertumbuhan partikel

selama flokulasi,sedangkan flokulasi adalah proses pengolahan air dengan cara

mengadakan kontak diantara partikel-partikel koloid yang telah mengalami

destabilisasi sehingga ukuran partikel-partikel nya tumbuh menjadi partikel yang

lebih besar(Kiely,1998).Koagulasi dan flokulasi diperlukan untuk menghilangkan

Page 32: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 32/87

 

17

material limbah berbentuk suspensi atau koloid.Koloid mempunyai ukuran partikel

diameter sekitar 1 nm.Partikel-partikel ini tidak dapat mengendap dalam periode

waktu yang wajar dan tidak dapat dihilangkan dengan proses perlakuan fisika biasa.

2.2.4 Flokulasi

Agar partikel-partikel koloid dapat menggumpal,gaya tolak menolak 

elektrostatis antara partikelnya harus dikurangi dan trasportasi partikel harus

menghasilkan kontak diantara partikel yang mengalami destabilisasi. Setelah partikel

koloid mengalami destabilisasi maka partikel-partikel terbawa kedalam satu kotak 

antara satu dengan yang lainnya sehingga dapat mengalami penggumpalan dan

membentuk partikel yang lebih besar yang disebut dengan flok. Proses kontak ini

disebut dengan flokulasi dan biasanya dilakukan dengan pengadukan lambat (Slow

mix) secara hati-hati.Flokulasi merupakan factor paling penting yang mempengaruhi

efisiensi penghilangan partikel. Tujuan flokulasi adalah untuk membawa partikel-

partikel dalam kontak sehingga mereka bertubrukan,tetap bersatu,dan tumbuh

menjadi satu ukuran yang siap mengendap.Pengadukan yang cukup harus diberikan

untuk membawa flok kedalam kotak. Terlalu banyak pengadukan dapat

membubarkan flok sehingga ukurannya menjadi kecil dan terdispersi halus (Davis

dan Cornwell). Dalam proses flokulasi,kecepatan penggumpalan dari agregat

ditentukan oleh banyaknya tubrukan antar partikel yang terjadi serta efektifitas dari

benturan yang terjadi.

Page 33: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 33/87

 

18

2.3 Logam

Meningkatnya perkembangan sektor industri di Indonesia merupakan sarana

untuk memperbaiki taraf hidup rakyat, tetapi dilain pihak muncul masalah

pencemaran air akibat limbah cair industri yang dibuang ke dalam badan air. Adanya

pencemaran air dapat merusak kelestarian lingkungan, keseimbangan sumber daya

alam dan berkembangbiaknya bibit penyakit sehingga air tersebut tidak dapat

dikonsumsi.

Pencemaran logam berat terhadap lingkungan merupakan suatu proses yang

erat hubungannya dengan penggunaan logam tersebut oleh manusia. Pada awalnya

digunakannya logam sebagai alat, belum diketahui pengaruh pencemaran pada

lingkungan. Proses oksidasi dari logam yang menyebabkan perkaratan sebetulnya

merupakan tanda-tanda adanya pencemaran tersebut di atas.

Limbah cair dari berbagai insustri seperti industri pupuk, pengecoran logam,

plapisan logam, pestisida, penyamakan kulit, industri cat, umumnya mengandung

senyawa-senyawa logam. Disamping itu, limbah dari tempat pembuangan sampah

dengan system penimbunan, aliran permukaan dari kawasan pertanian (pemakaian

pupuk dan pestisida) juga memberikan kontribusi terhadap pencemaran logam.

Beberapa metoda dalam mengolah limbah cair yang mengandung cemaran

logam adalah perlakuan dengan pengendapan, koagulasi atau flokulasi, fitrasi, proses

membrane, pertukaran ion, proses biologi dan reaksi-reaksi kimia. Dalam

penerapannya setiap metode memiliki keunggulan dan keterbatasan masing-masing

dari aspek teknis, ekonomis dan dampak ikutannya.

Page 34: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 34/87

 

19

Logam dapat juga menyebabkan tibulnya suatu bahaya pada makhluk hidup.

Hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Logam-logam tersebut

berbahaya jika ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam lingkungan (dalam air,

tanah dan udara) karena logam tersebut memiliki sifat yang merusak jaringan tubuh

makhluk hidup. Pencemaran lingkungan oleh logam-logam berbahaya dapat terjadi

  jika orang atau pabrik yang menggunakan logam tersebut untuk proses produksinya

tidak memperhatikan keselamatan lingkungan.

2.3.1 Limbah Cair Logam Besi (Fe)

Besi atau frum (Fe) adalah metal berwarna putih keperakan, liat dan dapat di

bentuk. Di alam dapat sebagai hematite, di dalam air minum Fe menimbulkan rasa,

warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan

kekeruhan Fe akan mempengaruhi pembentukan Hb tersebut. Sel darah merah muda

(korpuskula) mengandung Hb dan bahan ini diproduksi dalam sum-sum tulang untuk 

mengganti sel darah merah yang rusak. Besi juga berperan dalam aktivitas beberapa

enzim seperti sitokrom dan flavor potein. Banyaknya Fe di dalam tubuh dikendalikan

pada fase absorbsi tubuh tidak dapat mengekstrsikan Fe. Karenanya mereka yang

sering mendapat transfuse darah, warna kulitnya menjadi hitan karena akumulasi Fe

(Juli Soemita, 1996).

Sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh, tetrapi dalam dosis besar dapat merusak 

dinding usus. Kematian seringkali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Debu

Fe juga dapat diakumulasi di alam alverri paru-paru (Juli Soemirat, 1996).

Page 35: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 35/87

 

20

2.7  Spektrofotometer Serapan Atom

Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom

Prinsip penentuan metode ini berdasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh

atom-atom netral pada keadaan dasar dengan panjang gelombang tertentu yang

menyebabkan tereksistansinya dalam berbagai tingkatan energi. Keadaan eksitasi ini

tidak stabil dan kembali ke tingkatan dasar dengan melepaskan sebahagian atau

seluruh energi eksistansinya alam bentuk radiasi. Sumber radiasi tersebut dikenal

sebagai lampu katoda berongga (hallow chode lalmp). Proses  –  proses yang terjadi

dari saat pemasukan larutan dari unsur yang dianalisis sampai pencatatan adalah

atomisasi, interaksi atom dengan berbagai bentuk energi dan penguluran intensitas

frekuensi radiasi oleh alat pencatat. Unsur yang diperiksa harus dalam keadaan atom

yang tidak terksitasi, proses untuk menghasilakn atom tersebut disebut atomisasi.

Jika larutan yang mengandung suatu garam logam (atau sesuatu senyawa

logam) dihembuskan ke dalam suatu nyala (misalnya asetilena yang terbakar di

udara) dapatlah terbentuk uap yang mengandung atom-atom logam dalam gas ini

dapat dieksitasi ke tingkatan energi yang cukup tinggi untuk memungkinkan

pemancaran radiasi yang karakteristik dari logam tersebut. Atom-aton keadaan dasar

ini mampu meyerap energi cahaya yang panjang gelombang resonansinya kahs

untuknya, yang pada umumnya adalah panjang gelombang radiasi yang dipancarkan

atom-atom itu bila tereksitasi dari keadaan dasar.

Jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi itu dilewatkan nyala yang

mengandung atom-atom yang bersangkutan, maka sebagian cahaya itu akan diserap,

Page 36: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 36/87

 

21

dan jauhnya penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan

dasar yang berada dalam nyala. Inilah yang mendasari spektorskopi serapan atom

(AAS).

Secara garis besar instrumentasi dari Spektrofotometer Serapan Atom dapat

digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.3 Skemais Peralatan Spektrofotometer Serapan Atom

Keterangan :

1.  Sumber cahaya

2.  sampel

3.  udara  – bahan bakar

4.  nyala

5.  monokromator

6.  detector

7.  penguat arus

8.  pencatat

1. Sumber

Cahaya

2

Sampel 

3. Udara

Gas Pembakar

4. Nyala  5

Monokromator 6. Detektor 

8. Pencatat 

7. Penguat

Arus 

Page 37: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 37/87

 

22

Sumber cahaya yang sesuai untuk SSA adalah lampu katoda berongga yang

mempunyai sifat yang sesuai yang diinginkan untuk mendapatkan spectrum dengan

ketelitian yang tinggi dan tajam, serta menghasilkan pancaran cahaya yang diskrit

dengan garis serapan yang kelebaran jalurnya 0.0001 Ao. nyala yang digunakan harus

memberi suhu >2000 K untuk mencapai suhu biasanya digunakan gas pembakar

dalam gas pengoksioda (oksigen) seperti udara dan nitrogen oksida (N2O). gas

pembakar yang umum dipakai adalah etena (C2H2), Hidrogen (H2) dan propane

(C3H8). Monokromator pada SSA adalah memisahkan, mengisolasi serta mengontrol

intensitas radiasi yang mencapai detector. Sampai saat ini detekktor tabung

penggandaan foton (PMP = Photo Multipler Tube). Frekwensi resonansi yang telah

dipisahkan oleh monokromator selanjutnya ditransmisikan ke amplifier.

2.5 Spektrum Inframerah

Seperti halnya dengan tipe penyerapan energi yang lain maka molekul akan

tereksitasi ketingkatan energi yang lebih tinggi bila meraka menyerap radiasi

inframerah. Penyerapan radiasi infra merah sesuai dengan perubahan energi.

Karena setiap ikatan yang berbeda mempunyai sifat frekduensi vibrasi yang

berbeda dank arena tipe ikatan yang sama dalam dua senyawa yang berbeda terletak 

dalam lingkungan yang sedikit berbeda, maka tidak ada dua molekul yang berbeda

struktur akan mempunyai bentuk serapan inramerah atau spectrum inframerah yang

tetap sama. Dengan membandingkan spectra inframerah dari duas senyawa yang

diperkirakan identik maka sseorang dapat menyatakan apakah kedua snyawa tersebut

Page 38: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 38/87

 

23

identik atau tidak. Pelacakan lazim disebut dengan bentuk sidik jari dari dua spectrum

inframerah. Jika puncak spectrum inframerah kedua senyawa tepat sama maka dalam

banyak hal dua senyawa tersebut adalah identik.

Alat yang dapat menenetukan spectrum serapan suatu senyawa tersebut

spektrofotometer inframerah. Spekttofotometer menentukan kekuatan dan kedudkuan

relative dari semua serapan dalam daerah inframerah dan melukiskannya pada kertas

grafik yang telah dikalibrasi. Gambar yang menyatakan intensitas serapan lawan

bilangan gelombang disebut spectrum inframerah.

Bentuk dari puncak sering mengungkapkan identitasnya. Sebagai contoh,

daerah N  – H, sedangkan O  – H biasanya memberikan puncak serapan yang lebar.

Dalam mempelajari spectra inframerah maka kita perlu memprhatikan bentuk 

intensitas. Sehingga kita sering mendapat serapan-serapan dengan tanda kuat (s),

medium (m), tanda lemah (w), lebar atau tajam.

Untuk memperoleh informasi struktur dari spectra inframerah lebih lanjut,

kita harus terbiasa dengan frekwensi atau panjang gelombang dimana berbagai gugus

fungsional menyerap sebai pelengkap informasi tersebut, dipakai table yang disebut

table korelasi inframerah yang memuat informasi yang dimana berbagai gugus

funsional menyerap.

2.6 Proses Pengikatan Logam Oleh Kitosan Nanopartikel

Kitosan bersifat poli elektrolit kation yang dapat mengikat logam

berat,sehingga dapat berfungsi sebagai absorben terhadap logam dalam air

Page 39: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 39/87

 

24

limbah.prinsip dasar dalam mekanis me pengikatan antarakitosan dan logam

beratyang terkandung dalamlimbah cair adalah prinsifp penukar ion.gugus amina

khususnya nitrogendalam kitosanakan bereaksi dan mengikat logamdari

persenyawaan limbah cair.Kitosan yang tidak larut dalamair akan menggumpalkan

logam menjadi flok-flok yang akan bersatu dan dapat dipisahkan dari air

limbah.Kitosan dapat bekerja sempurna jika dilarutkan dalam larutan

asam.(Marganof,2003;widodo et al ,2005).Proses koagulasi logam berat oleh kitosan

dapat dilihat dalam gambar berikut

Gambar 2.4 Mekanisme Pengikatan Logam Berat oleh Kitosan (Widodo et al, 2005)

Contoh diatas menggunakan logam Cu atau tembaga. Terjadi pengikatan Cu

oleh gugus N (nitrogen) dan O (oksigen). Logam Cu tersebut akan terikat atau

terserap,terkumpul dan terjadilah flok-flok logam.Kitosan dengan kemampuan daya

ikat atau daya serapnya mampu dijadikan yang tidak berbahaya.

Polielektrolit merupakan bagian dari polimer khusus yang dapat terionisasi

dan mempunyai kemampuan untuk membuat terjadinya suatu flokulasi dalam

Cu

O

N

 

O

N

 

NH2 

OH

+ 2H+ 

Page 40: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 40/87

 

25

medium cair.Kitosan merupakan salah satu contoh dari polielektrolit.Koagulasi yang

disebabkan oleh polielektrolit meliputi empat tahap, yaitu:

1.Dispersi dari polielektrolit dalam suspensi.

2.Adsorbsi antara permukaan solid-liquid.

3.Kompresiatau pemeraman dari polielektrik yang teradsorbsi.

4.Penyatuan dari masing-masing polielektrik yang telah terlingkupi oleh

partikel untuk membentuk flok-flok kecil dan berkembang menjadi flok yang lebih

besar.

Keempat proses tersebut digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2.5 Tahap-tahap koagulasi polielektrolit kitosan (Kennedy,dkk.2001)

Logam berat dan logam lain secara keseluruhan dalam larutan elektrolit

merupakan partikel bermuatan positif,sedangkan kitosan adalah polielektrolit

bermuatan negative, reaksi antara kedua partikel akan menuju kearah penghilangan

gradien muatan dan terbentuk senyawa produk yang tidak bermuatan.ditunjukkan

oleh gambar 2.4

Page 41: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 41/87

 

26

Gambar 2.6 Mekanisme koagulasi perbedaan muatan (Kennedy,dkk.2001)

Kitosan juga bersifat hidrofilik,menahan air dalam strukturnya dan membentuk gel

secara spontan. Pembentukan gel berlangsung pada harga pH asam dan sedikit

asam,disebabkan sifat kationik kitosan.Viskositas gel kitosan meningkat dengan

meningkatnya berat molekul atau jumlah polimer. Viskositas juga meningkat dengan

meningkatnya derajat deasetilasi. Gel kitosan terdegradasi secara berangsur-angsur

sebagaimana halnya kitosan melarut (Muzzarelli et al,1988).

2.7 Zat Warna pada Limbah Cair Tekstil Jeans

Zat warna adalah senyawa yang dapat dipergunakan dalam bentuk larutan

atau dispersi kepada suatu bahan lain sehingga berwarna. Warna dalam air dapat

disebabkan oleh adanya ion-ion metal alam,seperti logam besi (Fe),logam tembaga

(Cu)dan logam mangan (Mn). Humus yang dihilangkan terutama untuk penggunaan

air industri dan air minum. Warna yang biasanya diukur adalah warna sebenarnya

atau warna nyata, yaitu warna setelah kekeruhan dihilangkan,sedangkan warna

nampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh zat terlarut dalam air tetapi

 juga zat tersuspensi.

Page 42: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 42/87

 

27

Pemeriksaan warna ditentukan dengan membandingkan secara visual warna

dari sampel dengan larutan standart warna yang diketahui konsentrasinya. Air limbah

akan berwarna abu-abu apabila senyawa-senyawa organik yang ada mulai pecah oleh

bakteri. Oksigen terlarut dalam limbah direduksi sampai menjadi nol dan warnanya

berubah menjadi hitam (gelap). Pada kondisi ini dikatakan bahwa air limbah sudah

busuk. Dalam menetapkan warna tersebut dapat diduga adanya pewarna tertentu yang

mengandung logam-logam berat (Departemen Perindustrian,1987).

Page 43: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 43/87

 

28

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kimia Analitik FMIPA  –  USU

dilakukan selama 4 bulan dari mulai November - September 2008

3.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Kitosan p. a (Fluka)

NH3 p. a merck 

CH3COOH p. a E merck 

Aquades -

H2SO4 p. a merck 

HNO3 p. a merck 

Kertas Saring Whatman -

FeSO4. 7 H2O p. a E merck 

3.3 Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Neraca analitis mettler A. E 200

Gelas Ukur pyrex

 

27

Page 44: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 44/87

 

29

Gelas Kimia pyrex

Corong Pisah pyrex

Pipit Volume pyrex

Indikator universal

SSA shimadzu

FTIR Fourier transform infra red

FESEM

Corong pisah pyrex

Lovi bond salisbury

Jartest fisher

Ultrasonic Bath

Flat kaca pyrex

Mortar

Stop Watch

Oven

Erlenmeyer pyrex

Tabung reaksi pyrex

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Pembuatan Kitosan Nanopartikel

Kitosan dilarutkan dalam (200; 400; 600; 800; 1000) mg/l (w/v) di larutkan

dalam asam asetat 1 % kemudian diaduk dengan Jartest selama 30 menit, setelah

Page 45: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 45/87

 

30

homogen maka diteteskan amoniak pekat sebanyak 10 tetes. Maka terbentuklah

larutan berwarna putih yang disebut Kitosan Nanopartikel. Larutan tersebut

dimasukkan dalam erlemeyer lalu ditempatkan pada ultra sonic bath yang bertujuan

untuk menghilangkan amoniak yang masih tersisa. Larutan tyersebut difiltrasi

kemudian residu dicetak film pada flat kaca yang telah tersedia. Film tersebut

dikeringkan selama 1 minggu kemudian diuji karakteristiknya dengan FTIR,dan

FESEM .

Untuk preparasi sampel 50 ml larutan Kitosan Nanopartikel dengan berat

molekul sedang atau tinggi dimasukkan dalam 100 ml limbah tekstil jeans kemudian

dilakukan perendaman selama 30 menit Setelah itu didiamkan selama 20 menit dan

diambil filtratnya untuk diuji warna dengan alat lovi bond dan analisis logam besi

dengan alat SSA kemudian hasil analisis didapatkan.

Page 46: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 46/87

 

31

3.4.2 Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan Nanopartikel Dengan Berat Molekul

Tinggi Dan Sedang

Gambar 3.1 Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan Nanopartikel

Variasi berat Kitosan BM

tin i/sedan

Larutan Kitosan

Nano artikel

-  Larutan dalam 1 liter CH3 COOH 1%

-  Diaduk hingga homogen

-  Tetesi dengan NH3 (Pa) tetes demi

-  Masukkan dalam Ultra Sonic Bath-  Bilas dengan 1 ½ liter aquades s/d PH

larutan netral

Endapan Kitosan

Nanopartikel

Larutan Kitosan

Nanopartikel

-  Larutkan dengan 150 ml aquades

F TIR

Film Kitosan Nanopartikel

-  Tuangkan dalam flat film-  Keringkan selama ±1 minggu pada suhukamar

Karakterisasi Film

Kitosan Nanopartikel

Karakterisasi

FESEM

Page 47: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 47/87

 

32

3.4.3 Bagan Preparasi Sampel

Gambar 3.2 Preparasi Sampel

50 ml Larutan dengan variasi

konsentrasi Kitosan Nanopartikel

BM Tinggi / Sedang

-  Dimasukkan dalam 100 ml limbah

tekstil

-  Lakukan perendaman selama rentangwaktu 30 menit

-  Diamkan

-  Ambil larutan

Endapan Filtrat

Analisalogam fe

dengan

SSA

Uji warna

dengan lovi

bond

Page 48: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 48/87

 

33

3.4.4  Daya Serap (absorbsi) Kitosan Nanopartikel Terhadap Limbah Cair

Logam Besi (Fe) Pada Industri Tekstil Jeans

Filtrat dari sampel kitosan nanopartikel dengan variasi berat (200; 400; 600;

800; 1000) mg/ ltr (w/v) di larutkan dalam asam asetat 1 % dicampur terhadap limbah

cair sebanyak 100 ml kemudian di jartes selama 30 menit. Kemudian didiamkan

selama 20 menit dan filtratnya diambil untuk pengukuran kadar logam besi (Fe) yang

ada pada sampel limbah industri cair tekstil jeans seterusnya diadakan pengukuran

spektroskopi serapan atom (SSA) dilaboratorium USU Medan.

3.4.5  Daya Serab (absorbsi) Kitosan Nanoapartikel Terhadap Limbah Cair

Zat Warna Pada Industri Teksil Jeans

Sebelum diadakan pengukuran perlu di tentukan warna standart larutan besi

(Fe2+) yang digunakan. Ternyata setelah diadakan pengukuran maka didapatkan

warna larutan standar sebagai berikut :

Warna merah = 2,9

Warna biru = 4,2

Warna putih = 0,9

Filtrat dari variasi berat sampel kitosan nanopartikel diambil 50 ml kemudian

direfarasi terhadap 100 ml sampel dijartes selama 30 menit dengan kecepatan 200

rpm. Kemudian diamkan selama 20 menit filtrat diambil dan diuji zat warna yang ada

pada sampel dengan alat lovi bond. Filtrat di masukkan ke dalam kuppet dan dibaca

skala zat warna pada sampel yang terjadi.

Page 49: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 49/87

 

34

3.4.6 Spektroskopi Inframerah (FTIR)

Lapis tipis atom partikel yang di peroleh dari hasil kitosan nanopartikel

diletakkan pada alat ke arah sinar infra merah, hasil akan direkam ke dalam kertas

berskala aliran kurva bilangan gelombang terhadap intensitas cahaya.

3.4.7  Analisa Field Emition Scanning Electron Microscopy (FESEM)

Material kitosan nanopartikel di potong sedemikian rupa kemudian

ditempatkan diatas tempat sampel yang terbuat dari kuningan. Sampel disepuh

dengan emas dengan alat ion cuater selama kurang lebih 5 menit. Selanjutnya sampel

di set dengan bantuan mikrostage sampai mendapatkan fokus yang tepat. Tombol

utarma pada posisi on dan di set detektor accelerate voltage set 20 kilo volt.

Kemudian didapatkan hasil analisa FESEM yang diteliti.

Page 50: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 50/87

 

35

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Data hasil pengukuran absorbansi dari larutan standard besi di plotkan

terhadap konsentrasi larutan standard besi tertera pada Tabel 4.1 dibawah ini :

Tabel 4.1 Kurva Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Fe

Standard Fe (mg/liter) Absorbansi (A)

0,00 0,0000

200 0,0085

400 0,0172

600 0,0263

800 0,0345100 0,0398

Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) 

0.0085

0.0172

0.0263

0.0345

0.0398

mg/L200 400 600 800 1000

y = 0,03995x + 0,00129 r =0,9959 

 

Gambar 4.1 Kurva Absorbansi Vs Konsentrasi Larutan Fe34

Page 51: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 51/87

 

36

4.2 Penetapan Kadar Logam Besi (Fe)

4.2.1 Penentuan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Kurva Kalibrasi

Hasil pengukuran absorbansi dari suatu larutan standard dengan diplotkan

terhadap konsentrasi larutan standard sehingga diperoleh kurva kalibrasi berupa garis

linier seperti gambar. Persamaan garis regresi untuk kurva dapat diturunkan dengan

metode Least Square pada Tabel di bawah ini.

Tabel 4.2 Persamaan Garis Regresi

No Xi Yi Xi - X Yi  – Y (Xi  – X)2 (Yi  – Y)2 (Xi  – X)(Yi – Y)

1 0.2000 0.0085 -0.4000 -0.01676 0.16000000 0.000280897 0.00670400

2 0.4000 0.0172 -0.2000 -0.00104 0.04000000 0.000064963 0.00161200

3 0.6000 0.0263 0.0000 0.00104 0.00000000 0.000001081 0.00000000

4 0.8000 0.0345 0.2000 0.00924 0.04000000 0.000085377 0.00184800

5 1.0000 0.0398 0.4000 0.01454 0.16000000 0.000211411 0.00581600

ª 3.0000 0.1263 0.0000 0.0000 0.40000000 0.000643729 0.01598000

Dimana X = X / n = 3/5 = 0.6000

Harga Y = Y / n = 0.1263/5 = 0.02526

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis :

y = ax + b

dimana a = slope

b = intersept

a = { ( Xi  – X ) ( Yi  – Y ) }

( Xi  – X )2

= 0.01598000

0.40000000

= 0.03995

Page 52: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 52/87

 

37

Sehingga diperoleh harga slope (a) = 0.03995

Harga intersept (b) diperoleh melalui substitusi harga (a) ke persamaan berikut :

y = ax + b

b = y  – ax

= 0.02526  – (0.03995 x 0.6000)

= 0.02526  – 0.02397

= 0.00129

Sehingga diperoleh harga intersept (b) = 0.00129

Maka persamaan regresi yang diperoleh adalah :

y = ax + b

= 0.03995 x + 0.00129

Perhitungan koefisien korelasi (r) dapat ditentukan sebagai berikut :

r =

{ (Xi – 

X)(Yi – 

Y) }

√ {  (Xi  – X)2 }{ (Yi  – Y)2}

= 0.01598000

√ (0.40000000)(0.000643729) 

= 0.01598000

0.016046544

= 0.995853063

Jadi, koefisien korelasi pada penetapan kadar Fe dengan spektroskopi serapan atom

adalah (r) = 0.9959.

Page 53: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 53/87

 

38

4.2.2 Data Hasil Pengukuran Daya Serap Ion Fe

Kitosan nano adalah suatu zat yang dapat menyerap ion Fe yang terdapat

dalam limbah cair industri pada industri tekstil jeans. Untuk menentukan persentase

daya serap kitosan nano terhadap limbah cair industri tekstil dapat dibuat suatu

perbandingan konsentrasi ion Fe yang ada dalam limbah dengan kadar ion Fe setelah

dilakukan reparasi sampel. Dari data yang diperoleh bahwa konsentrasi awal ion Fe

dalam limbah cair adalah sebesar 4, 2630 mg/liter.

Setelah dilakukan pengukuran dengan menggunakan metode kurva kalibrasi

dengan cara mensubstitusikan nilai y (absorbansi) yang diperoleh dari hasil

pengukuran terhadap persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi y = ax + b. Kurva

regresi yang didapatkan dari data adalah y = 0.03995x + 0.00129. Sehingga diperoleh

konsentrasi ion Fe yang ada dalam limbah cair industri tekstil jeans pada tabel dan

didapat nomor penyerapannya.

Data pengukuran daya serap Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul sedang

untuk menurunkan kadar Fe dalam limbah industri tekstil jeans.

Tabel 4.3 Data Daya Serap Kitosan Nanopartikel Berat Molekul Sedang Pada

Limbah Cair Tekstil Jeans

[Fe] Akhir

UlanganNo

Berat

(mg/liter)

Waktu Kontak

(Menit)I II III

Rata-Rata

Daya Serap

Fe (%)

1 0.00 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,00002 200 0,8470 0,8462 0,8478 0,8470 80,13

3 400 0,7998 0,7999 0,7994 0,7997 81,24

4 600 0,7620 0,7621 0,7625 0,7622 82,12

5 800 0,7164 0,7169 0,7177 0,7170 83,18

6 1000

30

0,7520 0,7523 0,7529 0,7524 82,35

Page 54: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 54/87

 

39

Dari Tabel penyerapan ion Fe oleh kitosan nano dengan berat molekul sedang

diperoleh penyerapan yang paling optimal sebesar 89.82 % dengan konsentrasi ion Fe

akhir = 0.4339 mg / liter.

80.13

81.24

82.12

83.18

82.35

78.5

79

79.5

80

80.5

81

81.5

82

82.5

83

83.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   D  a  y  a   S  e  r  a  p   (   %   )

  Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) 

Gambar 4.2 Kurva Daya Serap Vs Konsentrasi Larutan Fe

Data pengukuran daya serap Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul tinggi untuk 

nenurunkan kadar Fe dalam limbah industri tekstil jeans.

Page 55: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 55/87

 

40

Tabel 4.4 Data Daya Serap Kitosan Nano Berat Molekul Tinggi Pada Limbah Cair

Tekstil jeans Dengan kadar besi fe = 4,2630 mg/liter

[ Fe ] Akhir

UlanganNoBerat

(mg/liter)

Waktu

Kontak

(Menit) I II III

Rata-

Rata

Daya

Serap

Fe (%)

1 0.00 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

2 200 0,2875 0,2877 0,2879 0,2877 93,25

3 400 0,2238 0,2239 0,2237 0,2238 94,75

4 600 0,1350 0,1353 0,1350 0,1351 96,83

5 800 0,1024 0,1026 0,1034 0,1028 97,58

6 1000

30 

0,1853 0,1857 0,1864 0,1858 95,64

Dari Tabel 4.4 penyerapan ion Fe oleh kitosan nano dengan berat molekul tinggi

diperoleh penyerapan yang paling optimal sebesar 97.58 % dengan konsentrasi ion Fe

akhir = 0.1028 mg/liter.

Page 56: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 56/87

 

41

93.25

94.75

96.83

97.58

95.64

91

92

93

94

95

96

97

98

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   D

  a  y  a   S  e  r  a  p   (   %   )

 Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) 

Gambar 4.3 Daya Serap Vs Konsentrasi Larutan Fe

4.2.3 Perhitungan % Penurunan Kadar Konsentrasi Ion Fe dalam Sampel

Penurunan kadar ion Fe dalam sample dinyatakan dalam (%) dengan

membandingkan konsentrasi besi yang terserap terhadap konsentrasi awal seperti

pada persamaan berikut ini :

% penyerapan kitosan = %100][

][][ x

awalFe

akhir FeawalFe  

Page 57: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 57/87

 

42

% penyerapan = %78,84%1002630,4

6485,02630,4

 x  

Dilakukan hal yang sama untuk % penurunan kadar ion Fe dengan kitosan nano

dengan variasi berat dengan berat molekul sedang dan tinggi pada waktu kontak 30

menit dan dapat dilihat dalam lampiran data.

4.3 Pembahasan

4.3.1 Daya Serap Kitosan Nano Untuk Menurunkan Kadar Besi (Fe) Dalam

Limbah Cair Tekstil Jeans

Kitosan Nanopartikel bereaksi dengan ion logam besi (Fe) yang ada pada

limbah cair tekstil jeans membentuk senyawa kompleks, dimana reaksi pertukaran

ion, penyerapan dan pengkhelatan terjadi pada proses pembentukan senyawa

kompleks tersebut.

Banyak logam-logam berat yang mampu diserap oleh Kitosan Nanopartikel,

antara lain : Cu2+, Zn2 =, Fe2+, Co2+, dan lain-lain. Biasanya logam-logam berat

tersebut ada pada limbah cair industri yang dibuang ke sungai atau ke laut yang

akhirnya mempunyai dampak cukup besar terhadap ekosistem lingkungan

mengakibatkan terjadinya ketidakseimbangan alam.

Berdasarkan kekuatan medan ligan dalam spektrokimia sebagai berikut :

CN - > NO2- > NH3 > H2O > F - > OH - > Cl - > Br - > I

 –  

Kekuatan medan magnet dalam molekul ditentukan oleh ada atau tidaknya

elektron yang berpasangan.

Page 58: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 58/87

 

43

Jika semua elektron berpasangan maka akan mengalami penolakan dalam medan

magnet disebut sifat diamagnetik.

Jika ada electron yang tidak berpasangan maka akan mengalami penarikan oleh

medan magnet disebut sifat paramagnet. Makin banyak electron yang tidak 

berpasangan makin kuat sifat paramagnetiknya. Keadaan seperti ini menyatakan

bahwa gugus amino lebih kuat medan ligannya dibandingkan gugus hidroksil. Pada

laju reaksi, makin luas permukaan maka daya serapnya makin baik.

Dalam penelitian ini terbukti bahwa terjadi penurunan konsentrasi ion Fe

dengan membandingkan konsentrasi awal ion Fe dalam limbah cair tekstil sebelum

reparasi sample yaitu 4.2630 mg / liter.

Penyerapan ion Fe paling besar terjadi pada konsentrasi ion Fe akhir 0.4339

mg / liter pada Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul sedang daya serap optimal

89.82 %.

Kemudian pada [Fe] akhir 0.5661 daya serapnya turun menjadi 86.72 %. Hal

ini terjadi karena kejenuhan larutan terjadi pada konsentrasi akhir 0.5661 tersebut.

Kemudian untuk Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul tinggi konsentrasi [Fe]

akhir 0.1028 dengan daya serap sebesar 97.58 %. Kemudian pada konsentrasi Fe

akhir 0.1858 terjadi penurunan daya serap menjadi 95.64 %.

Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi daya serapnya lebih besar

dibandingkan berat molekul sedang. Hal ini terjadi karena monomer kitosan nano

berat molekul tinggi mempunyai monomer 1200 ke atas. Sedangkan Kitosan

Nanopartikel berat molekul sedang mempunyai monomer ( 800  – 1200 ).

Page 59: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 59/87

 

44

4.6.2 Pengaruh Berat Molekul Kitosan Nanopartikel Terhadap Zat Warna Cair

Industri Pencucian Jeans

Pada larutan standard Fe diperoleh data :

Merah = 2.9

Biru = 4.2

Putih = 0.9

Dari data yang didapatkan dari sampel kitosan nano pada 800 mg/ liter terjadi daya

serap zat warna yang optimal.

Untuk Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul sedang :

Merah = 0.1

Biru = 0.1

Putih = 0

Kemudian pada konsentrasi 1000 mg/ liter terjadi kenaikan lagi yaitu :

Merah = 0.7

Biru = 2.3

Putih = 0.6

Hal ini terjadi karena larutan kitosan tersebut mengalami kejenuhan.

Page 60: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 60/87

 

37

Tabel 4.5 data daya serap zat warna kitosan nano berat molekul sedang Pada limbah cair industri tekstil jeans

Variasi Berat (mg/liter)

200 400 600 800 1000

Ulangan Ulangan Ulangan Ulangan UlanganNo WarnaZat Warna

Mula-Mula

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata

1 Merah 2,9 0,7 0,8 0,9 0,8 0,6 0,5 0,4 0,5 0,3 0,4 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,7 0,8 0,6 0,7

2 Biru 4,2 0,5 0,6 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 0,4 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 2,1 2,3 2,5 2,3

3 Putih 0,9 0,4 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,4 0,2 0,3 0,1 0,2 0 0 0 0 0,6 0,7 0,5 0,6

 

44

Page 61: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 61/87

 

38

0.8

0.5

0.3

0.1

0.7

0.50.4

00.1

2.3

0.50.4

0.2

0

0.6

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   Z  a   t   W  a  r  n  a

 Konsentrasi Fe (mg/lit)

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Zat Warna Vs Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) Kitosan

Nano BM Sedang

 

45

Page 62: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 62/87

 

39

Pada Kitosan Nanopartikel dengan berat molekul tinggi terjadi daya serap

optimal pada konsentrasi 800 mg / liter, yaitu :

Merah = 0

Biru = 0

Putih = 0

Kemudian pada konsentrasi 1000 mg / liter terjadi warna :

Merah = 0.3

Biru = 0.2

Putih = 0.1

Hal ini terjadi karena adanya kejenuhan pada larutan.

 

46

Page 63: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 63/87

 

40

Tabel 4.6 Data Daya Serap Zat Warna Kitosan Nano Berat Molekul Tinggi Pada Limbah Cair Industri Tekstil Jeans

Variasi Berat (mg/liter)

200 400 600 800 100

Ulangan Ulangan Ulangan Ulangan UlanganNo WarnaZat Warna

Mula-Mula

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata

1 Merah 2,9 0,6 0,7 0,5 0,6 0,5 0,4 0,3 0,4 0,1 0,3 0,2 0,2 0 0 0 0 0,2 0,4 0,3 0,3

2 Biru 4,2 0,4 0,5 0,3 0,4 0,4 0,3 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0 0 0 0 0,2 0,3 0,1 0,2

3 Putih 0,9 0,2 0,4 0,3 0,3 0,1 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0 0 0 0 0,1 0,1 0,1 0,1

 

47

Page 64: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 64/87

 

42

0.6

0.4

0.2

0

0.3

0.4

0.3

0.1

0

0.2

0.3

0.2

0.1

0

0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   Z  a   t   W  a  r  n  a

 Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit)

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Zat Warna vs Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) Kitosan

Nano BM Tinggi

Dari analisa zat warna pada pengukuran dengan alat Lovi Bond dengan

menggunakan Kitosan Nanopartikel menggunakan variasi berat didapatkan bahwa

pada berat 800 mg / liter adalah berat yang paling efektif ketika menemukan zat

warna pada limbah industri tekstil jeans. Dan bila dibandingkan Kitosan

Nanopartikel pada berat molekul tinggi dengan sedang didapatkan pada berat

molekul tinggi Kitosan Nanopartikel lebih besar penyerapannya dibandingkan

dengan Kitosan Nanopartikel berat molekul sedang. Hal ini disebabkan oleh

 

48

Page 65: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 65/87

 

43

kitosan berat molekul tinggi mempunyai monomer yang lebih banyak 

dibandingkan dengan yang sedang.

4.6.3 Spektrum Infra Merah Kitosan Nanopartikel Berat Molekul Sedang

Dari hasil analisis FT  –  IR didapatkan bahwa dalam sampel ada kitosan

ditunjukkan oleh data yang didapatkan sesuai dengan panjang gelombang yang

ada dalam literatur ( Fesenden JR 1999 ).

Tabel 4.7 Data Panjang Gelombang FTIR Molekul Sedang

Ikatan ë  ( cm-1)

N  – H 3425.3

C  – H 2877.6

C = O 1608.5

C - N 1390.9

 

49

Page 66: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 66/87

 

43

Gambar 4.6 Grafik Spectrum Inframerah Membran Kitosan Nanopartikel BM

Sedang

Dari hasil analisa spektorfotometer infrared (FT-IR) (Tabel 4.8 dan

gambar 4.6) membrane kitosan menunjukkan adanya pembentukan membrane

kitosan yaitu pada serapan daerah panjang gelombang (cm-1

) amino (ikatan N-H)

pada 3386,8 cm-1

; (ikatan C-H) pada 2877.6 cm-1

; (ikatan C=O) pada 1654,8

cm-1

: (ikatan C-N) pada 1377,1 cm-1

.

Tabel 4.8 Data Panjang Gelombang Kitosan Nanopartikel BM Tinggi

Ikatan ë ( cm-1

)

N  – H 3386,8

C  – H 2877,6

C = O 1654,8

C - N 1377,1

 

50

Page 67: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 67/87

 

44

Dari hasil analisa spektroskopi inframerah di dapatkan panjang gelombang

seperti tabel dibawah ini :

Tabel 4.9 Data ë  (Panjang Gelombang) Kitosan Nanopartikel BM Tinggi

Ikatan ë (cm-1

)

N  – H 3386.8

C  – H 2877.6C = O 1654.8

C  – N 1377.1

Ternyata dari spektroskopi FTIR dari kedua berat molekul Kitosan

Nanopartikel sedang dan tinggi ternyata tidak mempunyai perbedaan panjang

gelombang pada spectra yang terjadi.

2. Pengaruh Berat Molekul Kitosan Nanopartikel terhadap Zat Warna Cair

Industri Pencucian Jeans

Pada Tabel 4.8 dan 4.9 dan grafik 4.6 dan 4.7 dapat dilihat hubungan berat

molekul Kitosan Nanopartikel BM tinggi lebih baik daya serapnya disbanding

BM sedang. Pada zat warna cair industri pencucian jeans.

Gambar 4.7 Grafik kitosan nanopartikel BM tinggi

 

51

Page 68: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 68/87

 

45

Larutan 10 ml / 100 ml kitosan BM sedang diukur pada alat Lovi Bond

dalam larutan warna limbah awal.

4.3.4 Pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi

Menurut teori kinetika laju reaksi menyatakan bahwa semakin besar luas

permukaan suatu zat maka semakin besar kecepatan reaksi dari zat tersebut.

Kitosan yang dirubah dalam bentuk ukuran yang kecil yaitu nano partikel diyakini

akan mempercepat laju serapan medium kitosan nano terhadap limbah cair berupa

logam besi dan zat warna yang terkandung di dalam limbah cair tersebut.

Gambar 4.8 Kitosan Nanopartikel berat molekul sedang (FESEM)

Gambar 4.8 menunjukkan bentuk luas permukaan Kitosan Nanopartikel

berat molekul sedang di ukur dengan alat FESEM.

 

52

Page 69: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 69/87

 

46

Gambar 4.9 Gambar Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi (FESEM)

Dari gambar di atas (gambar 4.9) didapatkan luas permukaan dari Kitosan

Nanopartikel berat molekul tinggi. Bila dibandingkan kedua gambar Kitosan

Nanopartikel dengan berat molekul sedang dan tinggi di dapatkan bahwa

permukaan Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi lebih besar dibandingkan

berat molekul sedang. Hal ini terjadi karena pada berat molekul tinggi terdiri dari

monomer yang lebih besar dibandingkan dengan monomer pada Kitosan

Nanopartikel berat molekul sedang.

4.3.5  Pengikatan Limbah Cair Logam Besi (Fe) Industri Teksil Jeans OlehKitosan Nanopartikel

Limbah cair dari teksil jeans yang dibuang ke sungai akan mengganggu

ekosistem sungai mengakibatkan terjadinya pencemaran sungai tersebut hewan

yang ada disungai akan mengalami keracunan bahkan mengalami kematian.

 

53

Page 70: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 70/87

 

47

Limbah cair tersebut ada yang mengandung logam berat besi dan mengandung zat

warna. Kitosan nanopartikel mempunyai daya ikat yang besar terhadap limbah

cair logam besi karena mempunyai permukaan yang luas dan juga dipengaruhi

oleh berat molekul. Berat molekul tinggi mempunyai absorbsi yang lebih besar

dibandingkan dengan kitosan nano partikel berat molekul sedang. Pengikatan

logam besi oleh kitosan nano partikel dapat dilihat gambar dibawah ini.

Gambar 4.10. Mekanisme Reaksi Pengikatan Kitosan Nanopartikel Terhadap

Logam Besi (Fe)

Dari gambar 4.10 diatas limbah cair logam besi (Fe) diikat oleh kitosan

nanopartikel terjadi pengikatan logam besi (Fe) oleh gugus N (Nitrogen) dan O

(Oksigen). Logam besi (Fe) akan terikat atau terserap, terkumpul dan terjadilah

flok-flok logam. Kitosan nano partikel dengan kemampuan daya ikat atau daya

absorbsi mampu menjadikan senyawa itu tidak berbahaya. Akhirnya ekosistem

pada sungai akan terjadi keseimbangan.

+ Fe 2+ 

Fe 

 

 

NH2 

OH 

+ 2H+ 

+ 2H+ 

O

O

CH2OH

CH2OH

OH

OH

 

NH2 

NH2 

O

n

54

Page 71: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 71/87

 

59

59

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1.  Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi mempunyai daya serap yang

lebih besar terhadap logam dibandingkan Kitosan Nanopartikel berat

molekul sedang.

Penyerapan Kitosan Nanopartikel berat molekul tinggi mempunyai daya

serap sebesar 97.58 % dengan waktu kontak 30 menit pada konsentrasi

akhir Fe2+

0.1028. Hal ini terjadi karena Kitosan Nanopartikel berat

molekul tinggi (800-1200) mempunyai monomer yang lebih besar

dibandingkan dengan monomer Kitosan Nanopartikel sedang (400-800).

2. Dari analisis FT-IR didapatkan gugus-gugus yang sesuai dengan panjang

gelombang kitosan dengan berat molekul tinggi maupun berat molekul

sedang.

3. Daya serap zat warna pada limbah industri tekstil terjadi pada 800 mg/liter

dengan berat molekul tinggi yaitu :

Merah = 0

Biru = 0

Putih = 0

Dimana warna awal :

Merah = 2.9

Biru = 4.2

Putih = 0.9

Adalah daya serap yang lebih baik dibandingkan Kitosan Nanopartikel

berat molekul sedang pada 800 mg/liter.

 

55

56

Page 72: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 72/87

 

60

60

4. Pada gambar FESEM dengan Kitosan Nanopartikel molekul tinggi

mempunyai permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan gambar

FESEM pada Kitosan Nanopartikel molekul sedang mengakibatkan daya

serap terhadap kadar logam besi dan zat warna yang lebih besar. Kitosan

Nanopartikel BM tinggi dibandingkan dengan BM rendah.

5.3  Saran

Dari hasil penelitian ini, penulis menyarankan agar dilakukan penelitian

Kitosan Nanopartikel terhadap logam-logam berat berbahaya lain yang dapat

mencemari lingkungan dengan prosedur yang lebih efisien dan bahan yang lebih

ekonomis. Diharapkan kepada pihak industri agar mempergunakan kotosan nano

partikel untuk mengurangi kadar limbah cair logam berat dan zat warna agar alam

tetap indah lestari.

DAFTAR PUSTAKA

Alimuniar, A dan R. Zainuddin, 1992.  An Economical Techniqus for Produsing

Chitosan In Advences In Chitin and Chitosan, Brine. CJ. PA; Sandford.

Elsevier Applied Sciences, London, PP. 627 - 623

Page 73: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 73/87

 

61

61

Alaerts, g dan Santika S. 1987. Merode Penelitian Air, Usaha Nasional; Surabaya

Cheung, W. H., S. Szeto, and G. McKay.2008. Enhancing the adsorption

capacities of acid dyes bya chitosan nano particles. Department of 

Chemical Engineering, University of Science and Technology, Clear

Water Bay, Kowloon, Hong Kong.

Chui, V. W. D. and M. W. Wong. (1995). Recovery of Copper from Aqueous

Solution Using Shrimp Shells, Tea leaves and Seaweed Fronds. Biology

Deaprtment Hong Kong Baptist Universtiy. Hong Kong.

Darmo. 1995.   Logam Dalam Sistem Biologi Mahluk Hidup. Universitas

Indonesia: Jakarta

Djasio Sanropie. 1983. Penyediaan Air Bersih. Departemen Kesehatan RI

Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Kanisius; Yogyakarta

Hans, G. Seiler, Astrid Siegal, and Helmut Siegel. 1994  Metal In Clinical And 

 Analytical Chemistry.

Harper. 1987. Biokimia. Edisi 20 EGC; Buku Kedokteran

Ralph. J. Fessenden & Joan S. Fessenden, A. Hadyana Pudjaatmaka. 1983. Kimia

Organik Jilid I. Penerbit : Erlangga ; Jakarta.

Sirait, R. I. 2002. Pemanfaatan Kitosan Dari Kulit Udang dan Cangkang

Belangkas untuk Menurunakn Kadar Ni dan Cr Limbah Industri Pelapisan

Logam. Tesis S2 Kimia.

Soraya noni. 2007. Sehat dan Cantik Berkat The Hijau. Cetakan I. Penebar

Swadaya.

Standar Nasioanl Indonesia. 01-4324-1996. Syarat Mutu dari The.

Sukmawati, 206. Penggunaan Kitosan Manik sebagai adsorben untuk 

emnurunkan kadar Pb (II) dan Cr (VI) Dalam Limbah Cair Industri

Pelapisan Logam. Tesis S-2 USU

Sutrisno, T. C. dan Eny Suciastuti, 1991  , Teknologi Penyediaan Air Bersih  , 

Rineka Cipta; Yogyakarta

Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah. Rineka Cipta; Jakarta.

Szeto Yau-shan and Zhigang Hu. 2007. Article Exploring nanochitosan. ATA-

Journal for Asia on Textile & Apparel. China.

 

57

58

Page 74: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 74/87

 

62

62

Vogel. A.I. 1984.   Buku Teks Analisis An Organik Kualitatif Makro dan Semi

 Mikro. Edisi ke lima, PT. Kalman Media Pustaka ; Jakarta.

Vogel, 1994, IAnalisis Kimia Kuantitatif, EGC. Jakarta

Wardhan, W. A. 1999.  Dampat Pencemaran Lingkungan, Andi,; Yogyakarta.

Lampiran 1

BAGAN PENELITIAN PEMBUATAN KITOSAN NANO

PARTIKEL DENGAN BERAT MOLEKUL TINGGI DAN

SEDANG

Variasi berat Kitosan BM

tinggi/sedang

Larutan kitosan nano

partikel

-  Larutan dalam 1 liter CH3 COOH 1%

-  Diaduk hingga homogen

-  Tetesi dengan NH3 (Pa) tetes demi tetes

Koloid kitosan nano

-  Masukkan dalam Ultra Sonic Bath

-  Dicetak pada plat kaca

-  Keringkan selama 1 minggu

Page 75: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 75/87

Koloid kitosan nano 

63

63

Lampiran 2

PREPARASI SAMPEL

50 ml Larutan dengan variasi konsentrasi

Kitosan Nano partikel BM Tinggi / 

Sedang

-  Dimasukkan dalam 100 ml limbah tekstil

-  Lakukan perendaman selama rentang waktu

30 menit

-  Diamkan

-  Ambil larutan

Endapan Filtrat

 

Gambar 1 Bagan penelitian

Page 76: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 76/87

 

64

64

Gambar 2 Preparasi Sampel

Lampiran 3

Tabel Larutan Standart Fe

Standard Fe (mg/liter) Absorbansi (A)

0,000 0,0000

200 0,0085

400 0,0172

600 0,0263

800 0,0345

1000 0,0398

Page 77: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 77/87

 

65

65

Lampiran 4

GRAFIK KURVA ABSORBANSI VS KONSENTRASI LARUTAN Fe

0.0085

0.0172

0.0263

0.0345

0.0398

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   A   b

  s  o  r   b  a  n  s   i   (   A   )

 Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) 

Gambar 3 Kurva absorbansi vs konsentrasi larutan Fe

Lampiran 5

Tabel Persamaan garis regresi dengan metode kurva kalibrasi

No Xi Yi Xi - X Yi  – Y (Xi  – X)2

(Yi  – Y)2 (Xi  – X)(Yi – Y)

1 0.2000 0.0085 -0.4000 -0.01676 0.16000000 0.000280897 0.00670400

2 0.4000 0.0172 -0.2000 -0.00104 0.04000000 0.000064963 0.00161200

3 0.6000 0.0263 0.0000 0.00104 0.00000000 0.000001081 0.00000000

4 0.8000 0.0345 0.2000 0.00924 0.04000000 0.000085377 0.00184800

5 1.0000 0.0398 0.4000 0.01454 0.16000000 0.000211411 0.00581600

ª 3.0000 0.1263 0.0000 0.0000 0.40000000 0.000643729 0.01598000

y = 0,03995x + 0,00129

r =0,9959

Page 78: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 78/87

 

66

66

Lampiran 6

DATA DAYA SERAP KITOSAN NANO BERAT MOLEKUL SEDANG

PADA LIMBAH CAIR TEKSTIL JEANS

DENGAN KADAR BESI Fe = 4,2630 mg/liter

[ Fe ] Akhir

UlanganNoBerat

(mg/liter)

Waktu

Kontak

(Menit) I II III

Rata-

Rata

Daya

Serap

Fe (%)

1 0,00 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

Page 79: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 79/87

 

67

67

2 200 0,8470 0,8462 0,8478 0,8470 80,13

3 400 0,7998 0,7999 0,7994 0,7997 81,24

4 600 0,7620 0,7621 0,7625 0,7622 82,12

5 800 0,7164 0,7169 0,7177 0,7170 83,18

6 1000 0,7520 0,7523 0,7529 0,7524 82,35

Lampiran 7

GRAFIK KURVA PENENTUAN DAYA SERAP KITOSAN NANO BERAT

MOLEKUL SEDANG DENGAN VARIASI BERAT

Kurva Daya Serap Vs. Konsentrasi Larutan

80.13

81.24

82.12

83.18

82.35

78.5

79

79.5

80

80.5

81

81.5

82

82.5

83

83.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   D  a  y  a   S  e  r  a  p   (   %   )

 Konsentrasi Larutan Fe (mg/lit) 

Lampiran 8

DATA DAYA SERAP KITOSAN NANO BERAT MOLEKUL TINGGI

PADA LIMBAH CAIR TEKSTIL JEANS

DENGAN KADAR BESI Fe = 4,2630 mg/liter

[ Fe ] Akhir

UlanganNoBerat

(mg/liter)

Waktu

Kontak

(Menit) I II III

Rata-

Rata

Daya

Serap

Fe (%)

1 0,00 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

2 200 0,2875 0,2877 0,2879 0,2877 93,25

Page 80: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 80/87

 

68

68

3 400 0,2238 0,2239 0,2237 0,2238 94,75

4 600 0,1350 0,1353 0,1350 0,1351 96,83

5 800 0,1024 0,1026 0,1034 0,1028 97,58

6 1000 0,1853 0,1857 0,1864 0,1858 95,64

Lampiran 9

GRAFIK KURVA PENENTUAN DAYA SERAP KITOSAN NANO BERAT

MOLEKUL TINGGI DENGAN VARIASI BERAT

Larutan Daya Serap Vs. Konsentrasi Larutan

93.25

94.75

96.83

97.58

95.64

91

92

93

94

95

96

97

98

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   D  a  y  a   S  e  r  a  p   (   %   )

 Konsentrasi Larutan Fe2+ (gr/lit) 

Lampiran 10

GRAFIK FTIR KITOSAN NANO PARTIKEL BERAT MOLEKUL

SEDANG

Page 81: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 81/87

 

69

69

Lampiran 11

Tabel ikatan ë  ( cm-1

Ikatan ë ( cm-1)

N  – H 3386,8

C  – H 2877,6

C = O 1654,8

C - N 1377,1

Lampiran 12 Grafik FTIR Kitosan Nano Partikel BM Tinggi

Page 82: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 82/87

 

70

70

TABEL 4.6 DATA ë  (PANJANG GELOMBANG) KITOSAN NANO

PARTIKEL BM TINGGI

Ikatan ë (cm-1

)

N  – H 3386.8

C  – H 2877.6

C = O 1654.8

C  – N 1377.1

Lampiran 13

DATA ë  (PANJANG GELOMBANG) KITOSAN NANO

PARTIKEL BM TINGGI

Ikatan ë (cm-1

)

N  – H 3386.8

C  – H 2877.6C = O 1654.8

C  – N 1377.1

Lampiran 14

GAMBAR 8 KITOSAN NANO PARTIKEL BM SEDANG (FESEM)

Page 83: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 83/87

 

71

71

Gambar 8 Bentuk FESEM dari kitosan nanopartikel BM sedang

Lampiran 15

GAMBAR KITOSAN NANO PARTIKEL BM TINGGI (FESEM)

Page 84: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 84/87

 

72

72

C XCCCC V V

Page 85: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 85/87

 

54

54

Lampiran 16.

C DATA DAYA SERAP ZAT WARNA KITOSAN NANO BERAT MOLEKUL SEDANGPADA LIMBAH CAIR INDUSTRI

TEKSTIL JEANS

Variasi Berat (mg/liter)

2000,2 400 600 800 1000

Ulangan Ulangan Ulangan Ulangan UlanganNo Warna

Zat WarnaMula-Mula

I II III Rata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata

1 Merah 2,9 0,7 0,8 0,9 0,8 0,6 0,5 0,4 0,5 0,3 0,4 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,7 0,8 0,6 0,7

2 Biru 4,2 0,5 0,6 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 0,4 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 2,1 2,3 2,5 2,3

3 Putih 0,9 0,4 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,4 0,2 0,3 0,1 0,2 0 0 0 0 0,6 0,7 0,5 0,6

Lampiran 17

GRAFIK HUBUNGAN ZAT WARNA VS KONSENTRASI LARUTAN (mg/lit) KITOSAN NANO BM. SEDANG

20.00.000000

Konsentrasi (mg/lit)

Gambar 10. Grafik Hubungan Zat Warna VS Konsentrasi LarutanKitosan Nanopartikel BM Sedang

0.8

0.50.3

0.1

0.70.5

0.4

00.1

2.3

0.50.4

0.2

0

0.6

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   Z  a   t   W  a  r  n  a

 

69

Page 86: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 86/87

 

36

36

Lampiran 18

DATA DAYA SERAP ZAT WARNA KITOSAN NANO BERAT MOLEKUL TINGGI

PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL JEANSVariasi Berat (mg/liter)

200 400 600 800 1000

Ulangan Ulangan Ulangan Ulangan UlanganNo WarnaZat Warna

Mula-Mula

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata2

I II IIIRata

1 Merah 2,9 0,6 0,7 0,5 0,6 0,5 0,4 0,3 0,4 0,1 0,3 0,2 0,2 0 0 0 0 0,2 0,4 0,3 0,3

2 Biru 4,2 0,4 0,5 0,3 0,4 0,4 0,3 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0 0 0 0 0,2 0,3 0,1 0,2

3 Putih 0,9 0,2 0,4 0,3 0,3 0,1 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0 0 0 0 0,1 0,1 0,1 0,1

Lampiran 19 GRAFIK HUBUNGAN ZAT WARNA VS KONSENTRASI LARUTAN (mg/lit)

KITOSAN NANO BM. TINGGI

Konsentrasi Larutan (mg/lit) 

Gambar 11. Grafik Hubungan Zat Warna VS Konsentrasi LarutanKitosan Nanopartikel BM Tinggi

0.6

0.4

0.2

0

0.3

0.4

0.3

0.1

0

0.2

0.3

0.2

0.1

0

0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.2 0.4 0.6 0.8 1

   Z  a   t   W  a  r  n  a

 

70

Page 87: beda BM nyaa

5/8/2018 beda BM nyaa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/beda-bm-nyaa 87/87

 

1

1