3 Kimfis Ii [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PERCOBAAN III PENENTUAN ISOTHERMAL DAN KINETIKA ADSORPSI METHYLEN BLUE MENGGUNAKAN ADSORBEN ZEOLIT TERAKTIVASI



OLEH NAMA



:



SUKMAWATI



STAMBUK



:



F1C119091



KELOMPOK



:



VI (ENAM)



ASISTEN



:



ANNISA RIZKY AMALIA



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2021



I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Industri tekstil merupakan salah satu industri manufaktur di bidang tekstil yang mengolah serat menjadi benang, kemudian menjadi kain, sampai akhirnya menjadi tekstil. Tekstil itu kemudian dibuat menjadi pakaian atau bendabenda lainnya. Kapas merupakan kain alami yang paling penting dalam industri tekstil. Prosesnya adalah dengan cara menenun, pembentukan kain, penyelesaian dan pewarnaan. Kerumitan proses-proses tersebut mampu menghasilkan berbagai macam produk. Produk tekstil yaitu pakaian jadi, tekstil rumah tangga dan kebutuhan industri. Limbah tekstil merupakan limbah yang dihasilkan dalam proses pengkanjian, merserisasi,



proses



penghilangan



pewarnaan,



pencetakan



kanji, dan



penggelantangan, proses



pemasakan,



penyempurnaan.



Proses



penyempurnaan menghasilkan limbah yang lebih banyak dan lebih kuat. Limbah tekstil memiliki kandungan tinggi kandungan warna sintesis yang akan merusakan ekosistem perairan, meningkatnya kekeruhan air, menghalangi cahaya matahari yang masuk untuk berfotosintesis, serta adanya efek mutagenik dan karsinogen. Salah satu senyawa yang banyak dipergunakan dalam industri tekstil adalah methylen blue. Methylen blue merupakan salah satu senyawa pewarna yang larut di dalam air, bersifat kationik dan sering dipergunakan dalam bidang kimia, biologi, ilmu pengobatan dan industri pewarnaan. Pewarna ini tidak terlalu beracun bagi manusia, tetapi dapat menyebabkan iritasi mata, iritasi kulit, efek sistematik termasuk perubahan darah. Selain itu paparan senyawa ini pada tingkat



tertentu dapat menyebabkan muntah, mual, diare, pusing, keringat berlebih dan radang pencernaan. Salah satu cara yang digunakan untuk mengolah limbah dengan kandungan zat pewarna tersebut adalah dengan menggunakan metode adsorbsi. Adsorpsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan padatan dan sebagian dari molekul-molekul



yang mengembun



pada



permukaan



padatan. Adsorpsi



dipergunakan untuk mengolah limbah dengan kandungan zat pewarna karena mempunyai sifat mudah dipergunakan, efisien dan rendah kebutuhan energi, serta dapat mempergunakan berbagai bahan jenis adsorben. Adsorben dapat dibuat dari bahan organik seperti rumput, daun, bunga, kulit buah yang tersedia dalam jumlah banyak. Berdasarkan latar belakang diatas maka dilakukan percobaan isoterm adsorbsi larutan. B. Rumusan Masalah Rumusan masalah pada penentuan ishotermal dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi larutan methylene blue? 2. Bagaimana variasi waktu kontak menggunakan zeolit teraktivasi? C. Tujuan Percobaan Tujuan pada percobaan penentuan ishotermal dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi larutan methylene blue. 2. Untuk mengetahui variasi waktu kontak menggunakan zeolit teraktivasi



D. Manfaat Percobaan Manfaat pada percobaan penentuan ishotermal dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi adalah sebagai berikut: 1. Dapat mengetahui pengaruh variasi konsentrasi larutan methylene blue. 2. Dapat mengetahui variasi waktu kontak menggunakan zeolit teraktivasi.



II. TINJAUAN PUSTAKA Industri tekstil menempati urutan kedua setelah makanan di antara keinginan utama kehidupan manusia. Industri tekstil mengubah serat menjadi benang, mengubah benang menjadi kain atau komoditas sejenis, dan mewarnai dan menyelesaikan bahan-bahan ini melalui beragam operasi produksi. Banyak pewarna, bahan kimia, bahan kimia tambahan, dan bahan ukuran digunakan selama pemrosesan basah di industri tekstil. Hal ini mengakibatkan timbulnya air limbah yang dapat menimbulkan masalah lingkungan. Air limbah yang dihasilkan selama pemrosesan basah perlu diolah secara menyeluruh sebelum dilepaskan ke lingkungan. Komposisi limbah cair tekstil sangat heterogen. Masalah yang paling relevan dari air limbah industri tekstil adalah penggunaan pewarna untuk memberi warna (Madhav dkk., 2018). Proses aktivasi dapat dilakukan dalam beberapa cara yaitu aktivasi fisik, aktivasi kimia, dan aktivasi fisikokimia. Aktivasi fisik dilakukan di bawah lingkungan gas pengoksidasi seperti uap air, O2 atau CO2 pada suhu aktivasi yang lebih tinggi antara 800 dan 1100 °C, sedangkan aktivasi kimia dilakukan dengan mereaksikan arang dengan zat pengaktif kimia seperti kalium hidroksida (KOH), asam fosfat (H3PO4) dan seng klorida (ZnCl2). Disisi lain aktivasi fisikokimia yaitu menggabungkan aktivasi fisik dan kimia. Dimulai dengan impregnasi arang dengan pengaktif kimia, diikuti dengan perlakuan gasifikasi dengan mengoksidasi gas pada suhu yang cukup tinggi (Firdaus dkk., 2021).



Adsorpsi merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi pencemaran zat warna. Adsorpsi merupakan terserapnya suatu zat (molekul atau ion) pada permukaan adsorben. Mekanisme adsorpsi dapat dibedakan menjadi dua yaitu serapan secara fisika dan serapan secara kimia. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi yakni konsentrasi, luas permukaan, suhu, ukuran partikel, dan waktu kontak. Pada beberapa penelitian yang telah dilakukan digunakan arang aktif, zeolit, maupun bentonit sebagai adsorben (Fathoni dan Rusmini, 2016). Methylene blue merupakan salah satu zat warna thiazine yang sering digunakan dalam industri tekstil, karena harganya yang ekonomis dan mudah diperoleh. Dalam pewarnaan, senyawa Methylene blue hanya digunakan sekitar 5% sedangkan sisanya yaitu 95% dibuang sebagai limbah. Penggunaan Methylene blue dapat menimbulkan beberapa efek, seperti iritasi saluran pencernaan jika tertelan, menimbulkan sianosis jika terhirup, dan iritasi pada kulit jika tersentuh oleh kulit (Machiri dkk., 2017). Zeolit adalah alumino silikat yang sangat berpori dengan beragam struktur rongga tiga dimensi yang memiliki kisi bermuatan negatif. Zeolit merupakan penyerap mineral umum dengan deposit yang memadai dan kation organofilik yang telah banyak digunakan untuk adsorpsi zat warna dari air limbah contohnya adalah zeolit alam telah dilaporkan dalam banyak penyelidikan untuk menghilangkan pewarna. Namun, kapasitas adsorpsi zeolit alam lebih rendah sehingga membatasi kegunaanya secara luas sebagai penyerap (Yan dkk., 2019).



III. METODOLOGI PRAKTIKUM A. Waktu dan Tempat Percobaan penentuan isothermal dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi dilaksanakan pada hari Rabu, 2 Juni 2021, pukul 13.00-15.29 WITA dan bertempat di Laboratorium Kimia Fisika, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo, Kendari. B. Alat dan Bahan 1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan penentuan isoterm dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi adalah gelas ukur 20 mL, pipet tetes, corong, botol vial kecil, spatula, spektrofotometer UV- Vis dan shaker. 2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan penentuan isoterm dan kinetika adsorpsi methylene blue menggunakan adsorben zeolit teraktivasi adalah zeolit alam, asam klorida (HCl) 3 M, akuades, kertas saring, tissue dan methylene blue(C16H18CIN3S).



C. Prosedur Kerja 1. Preparasi dan aktivasi zeolit Batuan -Zeolit dihaluskan - diayak menggunakan ayakan 270 mesh - ditimbang - dimasukkan ke dalam gelas kimia 250 mL - diberi HCL 3M sebanyak 100 mL - dihomogenkan - dicuci dengan akuades hingga pH rendah - dikeringkkan ke dalam oven 100⁰C selama 2 jam



2. Pembuatan Kurva Standar 0 ppm



5 ppm



15 ppm



10 ppm



20 ppm



30 ppm



Ditentukan adsorbansinya menggunakan spektrofotometer UVVis Diplot perbandingan konsentrasi larutan dan adsorben



3. Pengaruh Konsentrasi



0 ppm



5 ppm



10 ppm



15 ppm



20 ppm



30 ppm



dikontakan dengan 0,020 gram adsorben zeolite teraktivasi dikocok dengan alat shaker 125 rm selama 2 jam disaring dianalisis menggunakan spektrofotometer uv-vis



B. PEMBAHASAN Adsorpsi menyatakan adanya proses penyerapan suatu zat oleh adsorben dalam fungsi waktu. Adsorpsi terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya. Suatu adsorbens dengan bahan dan jenis tertentu, banyaknya gas yang dapat diserap, makin besar bila temperatur kritis semakin tinggi atau gas tersebut mudah dicairkan. Semakin luas permukaan dari suatu adsorben yang digunakan, maka semakin banyak gas yang dapat diserap. Luas permukaan sukar ditentukan, hingga biasanya daya serap dihitung tiap satuan massa adsorben. Daya serap zat padat terhadap gas tergantung dari jenis adsorben, jenis gas, luas permukaan adsorben, temperatur dan tekanan gas Adsorben pada percobaan ini adalah zeolit dan adsorbatnya berupa methyl blue. Umumnya ada dua cara yang dilakukan untuk menjadikan zeolit alam sebagai adsorben yaitu yang pertama preparasi sampel dan dan aktivasi sampel. preparasi sampel merupakan suatu proses yang dilakukan dengan mengubah ukuran partikel sampel agar layak untuk diuji. preparasi awal yang dilakukan yaitu menghaluskan zeolit hingga dihasilkan serbuk halus yang lolos ayakan 270 mess. Penghalusan zeolit ini bertujuan untuk menghomogenkan ukuran dan memperbesar luas permukaan kontak sehingga kemampuan zeolite



sebagai adsorben dapat lebih maksimal. Setelah dilakukan preparasi langkah selanjutnya yaitu aktivasi zeolit. Secara umum ada dua proses aktivasi yang bisa dilakukan terhadap zeolit alam yaitu aktivasi secara fisika dengan pemanasan dan aktivasi secara kimia dengan menggunakan asam. Proses aktivasi secara fisika dilakukan pada suhu 100 °C. Menggunakan suhu 100 °C karena pada aktivasi secara kimia asam yang digunakan adalah HCl dimana, memiliki titik didih 120 °C jika dipanaskan melebihi. 100 °C maka HCl tersebut akan habis karena telah teruapkan. Proses aktivasi secara fisika bertujuan untuk menghilangkan molekul-molekul air serta zat-zat organik pengotor yang ada pada pori dan kerangka zeolit. Perlakuan termal ini juga dapat menyebabkan perpindahan kation, yang akan mempengaruhi letak kation serta ukuran pori dan pada akhirnya akan mempengaruhi kesetimbangan serta kinetika adsorpsi. Pada aktivasi secara kimia menggunakan HCl bertujuan untuk melarutkan dan menghilangkan oksida-oksida logam yang terjerap dan menutupi permukaan zeolit sehingga pori-pori dan permukaan bidang kontak menjadi lebih besar. Selanjurnya larutan dicuci dengan akuades untuk menurunkan pH dan dikeringakn dalam oven untuk menguapkan uap air yang terjerap dalam pori zeolite sehingga keaktifan zeolite meningkat disebabkan karena terbukanya pori-pori zeolit.



Perlakuan selanjutnya, menentukan pengaruh konsentrasi



adsorbsi



zeolit terhadap methyl blue. Perlakuan pertama yang dilakukan adalah



yaitu



mengukur panjang gelombang methyl orange dengan menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis. Prinsip kerja dari spektrofotometer UV-Vis adalah ketika cahaya monokromatik melewati media maka sebagian cahaya akan terpantulkan, dibiaskan dan diserap.



DAFTAR PUSTAKA Fathoni, I. dan Rusmini, 2016, Pemanfaatan Bentonit Teknis sebagai Adsorben Zat Warna, UNESA Journal of Chemistry, 5 (3). Firdaus, M., Mohamad Y., Mohd A. A., Nur A. R. dan Mohd E. A. M, 2021, Adsorbition of Cationic Methylene Blue Dye Using Microwave-Assisted Activated Carbon Derived from Acacia Wood: Optimization and Batch Studies, Arabian Journal of Chemistry, 14 (1). Machiri, D., Jumaeri. dan Ella Kusumastuti, 2017, Interkalasi Montmorilonit dengan Kitosan Serta Aplikasinya sebagai Adsorben Methylene Blue, Indonesian Journal of Chemical Science, 6(2). Madhav, S., Arif A., Pardeep S. dan Pradeep K. M, 2018, Environ Qual Manage. A review of textile industry: Wet processing, environmental impacts, and effluent treatment method, Environ Qual Manage, 27 (1). Yan, M., Kai H., Zhenzhen H., Guangming Z., Anwei C., Min P., Hui L., Lei Y., Guiqiu C, 2019, Efficient Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions Using Magnetic Graphene Oxide Modified Zeolite, Journal of Colloid and Interface Science, 543 (1).