Bab Ii.docx

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 kulit pisang Kulit pisang merupakan bahan buangan (limbah buah pisang) yang cukup banyak jumlahnya, yaitu sekitar 1/3 dari buah pisang yang belum dikupas. Menurut data Badan Pusat Statistik (2009), volume produksi pisang di Indonesia dari tahun 2007 hingga tahun 2009 berturut-turut sebesar 5.454.226 ton, 5.741.351 ton,dan 6.373.533 ton. Padahal, kulit pisang mempunyai manfaat baik karena secara umum kulit pisang memiliki kandungan pektin dan selulosa. Gugus aktif dari pektin dan selulosa berpotensi untuk digunakan sebagai alternatif bahan baku adsorben ion-ion logam berat. Sehingga pemanfaatan limbah kulit pisang dapat diolah menjadi arang aktif yang mampu mengadsorsi ion-ion logam bebahaya yang terkandung dalam air tercemar, seperti ion logam Pb, Fe , Cu, Mn, dan lain – lain. https://id.wikipedia.org/wiki/Kulit_pisang Tabel 2.1 Kandungan Kulit Pisang

5

2.2 Ion Timbal (II) Ion timbal(II) merupakan ion logam berat yang dalam persenyawaanya relatif stabil dan sering ditemukan. Sumber-sumber timbal(II) diperairan sebagian besar berasal dari air buangan limbah industri. Beberapa contohnya adalah PbCl2 yang digunakan untuk produksi kaca yang menstranmisikan inframerah, PbS (galena) yang digunakan dalam industri pertambangan, dan Pb(NO3)2 atau timbal(II) nitrat yang digunakan dalam industri sianidasi. Ion timbal(II) dalam persenyawaanya yang akan di adsorpsi dalam penelitian ini adalah timbal(II) nitrat karena apabila dibandingkan dengan senyawa timbal lain, timbal(II) nitrat ini sangat mudah larut dalam air, bersifat racun, pengoksidasi, dan karsinogenik terhadap manusia sehingga perlu dilakukan penanganan untuk mengurangi dampak buruk tersebut.(Alfiany, H, 2013). Karakteristik timbal(II) nitrat disajikan pada tabel 2.2 . Tabel 2.2 Karakteristik Timbal(II) nitrat

Timbal(II) bersifat kumulatif. Dengan waktu paruh Timbal(II) dalam sel darah merah adalah 35 hari, dalam jaringan ginjal dan hati selama 40 hari, sedangkan dalam tulang selama 30 hari. Paparan dosis Pb+2 yang tinggi dapat

6

menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin, memperpendek umur sel darah merah, dan menurunkan jumlahsel darah merah dan retikulosit, serta meningkatkan kandungan logam Pb+2 dalam plasma darah, jika kandungan Pb+2 dalam darah terlalu tinggi maka akan mengurangi tingkat IQ seseorang. Intiksikasi logam timbal bisa terjadi melalui jalur oral, lewat makanan atau minuman, pernafasan, kontak lewat kulit, kontak lewat mata, serta lewat parenteral. Logam timbal tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila makanan atau minuman tercemar logam timbal maka tubuh akan mengeluarkannya. Sebagian kecil logam timbal diekskresikan melalui urin dan feses karena sebagian terikat oleh protein dan sebagian lainnya lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak dan rambut.

2.3 Karbon Aktif Karbon aktif atau sering juga disebut sebagai arang aktif adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2 (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri. Karbon aktif adalah amorf solid dengan luas permukaan spesifik dan porositas tinggi yang dianggap sebagai salah satu alotrop plutonium yang

7

paling penting dari karbon. Komponen utama dari karbon aktif adalah karbon (85-95%) karbon bebas. Sisanya yang berisi jumlah sedikit hidrogen, oksigen, sulfur, nitrogen, zat mineral yang digunakan sebagai kadar abu (zat sisa setelah pembakaran), alkali dan alkali tanah logam silikat. Tabel 2.3 Kegunaan Karbon Aktif MAKSUD/TUJUAN

PEMAKAIAN

I. UNTUK GAS 1. Pemurnian gas

Desulfurisasi, menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap, menyerap racun

2. Pengolahan LNG

Desulfurisasi dan penyaringan berbagai bahan mentah dan reaksi gas

3. Katalisator

Reaksi katalisator atau pengangkut vinil kiorida, dan vinil acetat

4. Lain-lain

Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil

II. UNTUK ZAT CAIR 1.

Industri

obat

makanan 2.

Minuman

dan Menyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan

ringan, Menghilangkan warna, bau pada arak/ minuman

minuman keras

keras dan minuman ringan

3. Kimia perminyakan

Penyulingan bahan mentah, zat perantara

4. Pembersih air

Menyaring/menghilangkan

bau,

warna,

zat

pencemar dalam air, sebagai pelindung dan

8

penukaran resin dalam alat/penyulingan air 5. Pembersih air buangan

Mengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat.

6. Penambakan udang dan Pemurnian, menghilangkan ban, dan warna benur

7. Pelarut yang digunakan Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, kembali

eti acetat dan lain-lain

III. LAIN-LAIN 1. Pengolahan pulp

Pemumian, menghilangkan bau

2. Pengolahan pupuk

Pemurnian

3. Pengolahan emas

Pemurnian

4.

Penyaringan

minyak Menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak

makan dan glukosa (http://www.pdii.lipi.go.id/- PDII-LIPI, 2011) Menurut Standart Industri Indonesia (SII No. 0258-88) yang dikeluarkan oleh DepartemenPerindustrian, persyaratan karbon aktif adalah sebagai berikut: 1. Bagian yang hilang pada suhu 9500C= 25 % 2. Air = 15 % 3. Abu = 10 % 4. Bagian yang tidak diperarang = tidak ada 5. Daya serap I2 = min. 20 %

9

(http://www.dekindo.com/content/teknologi/PembuatanArangAktifDariTe mpurung Kelapa.htm - LIPI, 1998/1999) Syarat mutu arang aktif Indonesia diatur dalam Standar Nasional Indonesia meliputi kadar air maksimal 15%, kadar abu maksimal 10%, dan daya serap iod minimal 750 mg/g. (SNI 06-3730-1995). Proses aktivasi pada pembuatan karbon aktif pada dasarnya bertujuan untuk mengaktifkan permukaan karbon aktif sehingga daya serapnya menjadi lebih baik. Proses aktivasi dibedakan menjadi dua macam yaitu : 1. Proses Aktivasi Termal atau Fisika Proses aktivasi termal adalah proses aktivasi yang melibatkan adanya gas pengoksidasi seperti udara pada temperatur rendah, uap, CO2, atau aliran gas pada temperatur tinggi. 2. Proses Aktivasi Kimia Aktivasi kimia dilakukan dengan mencampur material karbon dengan bahan bahan kimia atau activator. Agen aktivasi yang umum digunakan adalah H2SO4, ZnCl2, H3PO4, KOH dan NaOH. Bahan kimia lain yang juga dapat digunakan seperti logam alkali besi karbonat dan kalium sulfida. (Shabanzadeh, 2012). Secara umum, faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sebagai berikut:

10

1. Luas permukaan Semakin luas permukaan adsorben, maka makin banyak zat yang teradsorpsi. Luas permukaan adsorben ditentukan oleh ukuran partikel dan jumlah dari adsorben.

2. Konsentrasi Adsorbat Semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan maka semakin banyak

jumlah substansi

yang terkumpul pada

permukaan adsorben. 3. Temperatur Pemanasan atau pengaktifan adsorben akan meningkatkan daya serap adsorben terhadap adsorbat menyebabkan pori-pori adsorben

lebih

menyebabkan

terbuka rusaknya

pemanasan adsorben

yang sehingga

terlalu

tinggi

kemampuan

penyerapannya menurun. 4. pH pH larutan mempengaruhi kelarutan ion logam, aktivitas gugus fungsi pada biosorben dan kompetisi ion logam dalam proses adsorpsi. 5. Waktu Kontak Penentuan waktu kontak yang menghasilkan kapasitas adsorpsi maksimum terjadi pada waktu kesetimbangan.

11

2.4 Kadar Air Metode Gravimetri Analisis gravimetri adalah suatu cara penentuan unsur atau senyawa berdasarkan berat dimanaunsur yang ditentukan dipisah dan dirubah menjadi senyawa tertentu dan murni kemudian baru ditimbang. Penimbangan hasil reaksi dilakukan menggunakan timbangan neraca analitik agar diperoleh hasil yang lebih teliti karena dapat mengukur sampai berat 0,0000 gram. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan sampel di dalam oven pada suhu 105-110oc selama 3 jam atau sampai didapat berat yang konstan. (Hermayanti, Gusti, 2006) Tujuan penetapan kadar air untuk mengetahui sifat higroskopis dari karbon aktif. Terikatnya molekul air yang ada pada karbon aktif oleh aktivator menyebabkan poro-pori pada karbon aktif semakin besar. Semakin besar pori-pori maka luas permukaan karbon aktif semakin bertambah, dengan bertambahnya luas permukaan ini mengakibatkan semakin meningkatnya kemampuan adsorbsi dari karbon aktif sehingga semakin baikmkualitas dari karbon aktif tersebut. Rendahnya kadar air dalam arang aktif menunjukan bahwa kandungan air bebas dan air terikat yang terdapat dalam arang aktif telah menguap selama proses karbonisasi. (Yeniza, 2005)

2.5 Kadar Abu Metode Gravimetri Penentuan kadar abu adalah mengoksidasikan senyawa organik pada suhu yang tinggi, yaitu kisaran 500-600oc dan melakukan penimbangan zat

12

yang tinggal setelah proses pengabuan tersebut. Pengabuan dianggap selesai apabila diperoleh sisa pembakaran yang umumnya bewarna putih abu-abu dan berat konstannya dengan selang waktu 30 menit. Penimbangan terhadap sampel dilakukan dalam keadaan dingin, untuk itu krusibel yang berisi abu dikeluarkan dari dalam furnace dan dimasukkan kedalam oven bersuhu 105oc agar suhunya turun menyesuaikan dengan suhu didalam oven, barulah dimasukkan kedalam desikator sampai dingin, barulah abunya dapat ditimbang hingga hasil timbangannya konstan. (Anonim, 2010)

2.6 Penentuan Kadar Zat Mudah Menguap Metode Gravimetri Penetapan kadar zat mudah menguap ini untuk mengetahui kandungan senyawa yang mudah menguap yang terkandung dalam karbon aktif pada suhu 950oc. Nilai kadar zat mudah menguap hilang pada pemanasan 950oc. Besarnya kadar abu ini disebabkan terdapatnya senyawa non karbon yang menempel pada permukaan arang aktif terutama atom H maupun atom O yang terikat kuat pada atom C pada permukaan karbon aktif dalam bentuk CO2, CO, CH4, dan H2. Senyawa non karbon tersebut merupakan suatu pengotor yang menutupi pori-pori dari karbon aktif, sehimgga akan mengurangi efektifitasnya dalam menyerap adsorbat.

2.7 Daya Serap Arang Aktif Terhadap Iod (I2) Daya serap terhadap iodium merupakan indikator penting dalam menilai karbon aktif, semakin tinggi daya serap iodium maka semakin

13

baik kualitas karbon aktif. Daya adsorbsi karbon aktif terhadap iodium memiliki kolerasi dengan luas permukaan dari arang aktif. Semakin besar angka iodium maka semakin besar kemampuan mengaadsorbsi adsorbat atau zat terlarut. Salah satu metode yang digunakan dalam analisis daya adsorbsi arang aktif terhadap iodium adalah dengan metode titrasi iodometri. Kereaktifan dari arang aktif dapat dilihat dari kemampuannya mengadsorbsi subtratnya. (Ilham, Raldy. 2016)

2.8 Kadar Karbon Terikat Karbon dalam karbon adalah zat yang terdapat pada fraksi pada tripolisis selain abu (zat organik) dan zat-zat atsiri yang masih terdapat pada pori-pori karbon aktif. (Ferry, 2002)

14