Pkm - Ai.docx

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA INVESTIGASI MODEL KINETIKA BARU TERHADAP ADSORPSI Hg (II) PADA ADSORBEN PERFORMA TINGGI ASAM HUMAT– KITIN / Fe2O3

BIDANG PENELITIAN PKM ARTIKEL ILMIAH

Diusulkan oleh : Ahmad Fatwa Lazuardi Mardiana Debora Siregar

F1C116028 F1C115023 F1C116033

UNIVERSITAS JAMBI MUARO JAMBI 2018

Angkatan 2016 Angkatan 2016 Angkatan 2017

INVESTIGASI MODEL KINETIKA BARU TERHADAP ADSORPSI Hg (II) PADA ADSORBEN PERFORMA TINGGI ASAM HUMAT– KITIN/Fe2O3

Ahmad Fatwa Lazuardi , Mardiana , Debora siregar Program Studi Kimia Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Jambi

ABSTRAK Semakin berkembang sektor industri menyebabkan semakin banyak limbah industri yang dihasilkan. Salah satu limbah industri yang berbahaya adalah logam merkuri (Hg) karena sifat merkuri yang mudah larut dalam air dan dapat terikat dalam jaringan tubuh organisme air. Adsorpsi logam dengan adsorben telah banyak dikembangkan. Adsorben seperti asam humat dapat berinteraksi dengan logam. Selain itu kitin yang bersumber dari kerangka hewan Crustasea memiliki kemampuan untuk mengikat ion logam. Adsorben yang dilapisi dengan nanopartikel magnetit Fe3O4 dapat meningkatkan daya adsorpsi karena memiliki luas permukaan yang besar. Perhitungan kinetika adsorbsi pada penelitian ini menggunakan kinetika baru yang dilaporkan oleh Basuki et al (2017) berdasarkan kesetimbangan dinamis dan penurunan matematis dalam ketersediaan situs aktif zat. Pada penelitian ini telah berhasil disintesis adsorben performa tinggi asam Humat–Kitin/Fe3O4 menggunakan metode co-presipitasi. Karakterisasi Fe3O4/Kitin-HA dilakukan menggunakan spektrofotometer FTIR, XRD dan Cu Kα radiasi (λ = 1,5406 Å) dioperasikan pada 40 kV dan 30 mA. Vibrasi sampel pada magnetometer digunakan untuk mengukur kurva magnetisasi. Penentuan kinetika adsorbsi dilakukan dengan mengadsorbsi Hg dengan variasi waktu adsorpsi. Data variasi ini selanjutnya diaplikasikan ke 6 persamaan kinetika: (1) orde 1, (2) orde 2, (3) persamaan Lagergren, (4) persamaan HO, (5) persamaan Santosa, (6) Kinetika baru. Hasil FTIR menunjukkan adanya serapan pada gugus O-H, C-H, C=O, C=C dari asam humat, serapan Si-O dari kitin dan Fe-O dari Fe3O4. Kata kunci: Adsorben, Kinetika adsorpsi, Merkuri.

ABSTRACT The more development of industrial sector, the more waste producted. One of dangerous industrial waste is mercury (Hg) because of mercury is easily soluble in water and can make a bond with aquatic organism tissues. Metal adsorption with adsorbents has been developed. Some adsorbents as humic acid can interact with metals. On the other hands chitin is sourched from crustaceans skeletons that have the ability to bind metals. Adsorbents coated with magnetite Fe3O4 nanoparticle can increase adsorptivity because they have large surface area. The kinestics adsorption calculation in this study used the new kinetics reported by Basuki et al (2017) based on dynamic balance and mathematical decrease in the availability of active sites of substance. High performance humic acid-chitin/Fe3O4 has been synthesized with co-presipitation method. Characterization of Fe3O4/Chitin-HA used spectrophotometer FTIR, XRD and Cu Kα (λ = 1,5406 Å) radiation which operated on 40 kV and 30 mA. Sample vibration on magnetometer used to measure magnetization curve. Determination of kinetics adsorption was carried out by adsorbing Hg with adsorption time variations. This variation data then applied to 6 kinetics equations: (1) orde 1, (2) orde 2, (3) Lagergren equation, (4) HO equation, (5) Santos equation, (6) New kinetics. FTIR results show O-H, C-H, C=O, C=C absorptions from humic acid, Si-O absorption from chitin and Fe-O absorption from Fe3O4. Keywords: Adsorbent, Kinetics Adsorption, Mercury.

PENDAHULUAN Aktivitas dari sektor industri pada era modern ini memegang peranan penting dalam kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK). Namun hasil dari industri tersebut dapat menghasilkan hasil samping yang dapat merugikan bagi lingkungan. Salah satunya adalah logam berat merkuri (Hg). Pencemaran lingkungan oleh merkuri dilatar belakangi oleh sifat merkuri yang mudah larut dalam air dan dapat terikat dalam jaringan tubuh organisme air, menyebabkan merkuri menjadi zat pencemar yang sangat berbahaya (Budiono, 2002). Logam merkuri dapat diubah dalam perairan akibat aktifitas mikroorganisme menjadi komponen metil-merkuri (Me-Hg) dengan kelarutan tinggi terutama dalam tubuh hewan air. selain sifat racun, senyawa ini juga memiliki ikatan yang kuat yang akan terakumulasi melalui rantai makanan (food chain) didalam perairan maupun di darat terutama manusia yang akan berbahaya untuk kesehatan (Ishak, 2017). Banyak metode telah dilakukan untuk mengurangi konsentrasi logam berat merkuri pada lingkungan, salah satunya dengan metode adsorpsi, metode ini dipilih karena memiliki keuntungan seperti hemat energi, mudah di aplikasikan,

dan pemeliharaannya yang sederhana (Heidari et al., 2009). Proses adsorpsi terjadi antara Interaksi ion positif dari logam dengan ion negatif dari permukaan dinding sel atau polimer ekstraseluler, seperti protein dan polisakarida yang memiliki sumber gugus fungsi digunakan untuk mengadsorpsi ion logam (Volesky, 2000). Adsorpsi didasarkan pada interaksi ion logam dengan gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui interaksi pembentukan kompleks. Proses ini biasanya terjadi pada permukaan padatan yang kaya gugus fungsional seperti – OH, -NH, -SH, dan –COOH (Stum dan Morgan, 1996). Dalam proses adsorpsi, zat atau senyawa yang dapat mengadsorpsi ion/senyawa pencemar disebut adsorben. Adsorben yang lebih selektif digunakan ialah adsorben dengan teknologi nanopartikel. Salah satu bahan yang dapat dikembangkan menjadi adsorben yaitu asam humat (AH)-kitin. Asam humat (AH) yang digunakan diperoleh dari tanah gambut. Luas lahan gambut yang tersebar di Provinsi Jambi mencapai 621.000 hektar (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2011). Kandungan senyawa humat yang ada pada tanah gambut mencapai 75% (Tan et al., 1995). Karena pemanfaatannya yang masih sangat terbatas peneliti menggunakan tanah gambut sebagai sumber untuk memperoleh AH. AH merupakan senyawa makromolekul yang mengandung gugus fungsi –COOH dan –OH alkoholat maupun fenolat sebagai gugus fungsional utama yang memiliki kemampuan untuk berinteraksi dengan logam (Stevenson, 1994), Fungsional utama yang terdapat pada AH adalah asam karboksilat, alkohol, fenol, karbonil, fosfat, sulfat, amida, dan sulfide. Seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Yuliati dan Natanael (2016) mendapatkan bahwa Asam humat dapat digunakan sebagai adsorben pada logam. Untuk daya serap asam humat terhadap ion logam bervariasi tergantung dari sifat ion logamnya, sedangkan kitin merupakan senyawa utama penyusun dinding sel kerangka hewan Crustasea yang memiliki kemampuan untuk mengikat ion logam karena mengandung gugus asetamida yang bertindak sebagai penukar ion (Muzzareli, 1997). Dalam perkembangannya,adsorben dilapisi dengan nanopartikel magnetit (Fe3O4) untuk meningkatkan daya adsorpsinya terhadap ion logam. Nanopartikel Fe3O4 sangat tepat dijadikan sebagai absorben logam karena ukuran partikel yang berada pada skala nanometer dan memiliki luas permukaan partikel yang besar.Hal ini menjadi salah satu keunggulan nanopartikel Fe3O4 sehingga memiliki kapasitas besar untuk mengadsorpsi ion logam berat (Zahra et al.,2014). Perhitungan kecepatan adsorpsi pada penelitian-penelitian dari literatur yang ada masih kurang efektif. Oleh karena itu perlu adanya pengembangan persamaan kinetika reaksi adsporpsi. Persamaan kinetika baru yang diusulkan oleh Basukiet al (2017) menunjukkan bahwa persamaan ini lebih aplikatif daripada persamaan orde satu Lagergren. Penerapan persamaan ini pada adsorpsi mengungkapkan bahwa intersep dari persaman garis Lagergren merupakan fungsi yang lebih kompleks (Rusdiarso et al., 2016). Studi tentang kinetika adsorbsi baru sesuai denganmodel kinetika yang dikembangkan berdasarkan kesetimbangan dinamis dan penurunan matematis dalam ketersediaan situs aktif zat. Guna

mengkonfirmasi kebenaran persamaan ini, maka perlu dilakukan investigasi melalui percobaan-percobaan lebih lanjut. Persamaan baru yang dibuktikan adalah:

Berdasarkan latar belakang inilah tim kami bermaksud melakukan Investigasi Model Kinetika Adsorpsi Baru terhadap Adsorpsi Hg (II) pada Adsorben Perfoma Tinggi Asam Humat – Kitin / Fe2O3 Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari cara mensintesis asam humatkitin terlapisi Fe3O4, mengetahui parameter-parameter kinetika adsorpsi ion Hg (II) menggunakan AH-kitin terlapisi Fe3O4 dan membuktikan model kinetika adsorpsi baru menggunakan AH-kitin/Fe3O4 yang diujikan pada ion Hg (II) METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Oven, Seperangkat peralatan gelas standar (merk pyrex), furnace, neraca analitik, desikator, pH meter, saringan 100 mesh, magnetic Stirrer, ayakan 100 mesh, Spektrofotometer AAS, , Spektrofotometer FT-IR, X-ray diffraction, AAS. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit kepiting, FeCl3.6H2O, FeSO4.7H2O, NH4OH 25%,C6H5OH, HCl, HF, H2O2, P2O5, NaOH, N2, CH3OH, air suling, larutan Hg(II), 4-aminoanthypirine, K4[Fe(CN)6] dan asam humat (HA) dari tanah gambut. Prosedur Kerja Ekstraksi dan Pemurnian HA Sebanyak 400 g tanah gambut kering diguncang selama 16 jam pada suhu kamar dengan 4 L HCl 1 M untuk menguraikan karbonat bebas dan menghilangkan logam alkali tanah. Supernatan dipisahkan dengan sentrifugasi pada 850 X g selama 1 jam, residu dinetralkan dengan NaOH 1 M sampai pH 7 dan kemudian ditambahkan 4 L NaOH 0,1 M. Suspensi diguncangdi bawah atmosfer N2 pada suhu kamar selama 24 jam. Supernatan alkali dipisahkan dari residu dengan sentrifugasi, diasamkan dengan 6 M HCl sampai pH 1, dan dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam. Supernatan (Asam fulvat) dipisahkan dari koagulat (AH) dengan sentrifugasi. Tanah liat yang masih ada dihilangkan dengan melarutkan AH dalam volume minimum 0. l N KOH di bawah atmosfer N2 dan kemudian ditambahkan KCl untuk membuat konsentrasi K+ menjadi 0,3 M. Setelah dibiarkanselama 4 jam, padatan tersuspensi dikeluarkan dengan sentrifugasi. Larutan jernih HA diasamkan sampai pH 1 dan HA dibiarkan membeku. Kemudian dipisahkan dengan sentrifugasi dan dikocok berulang-ulang selama 24 jam pada suhu kamar dengan 1 L larutan HCl-HF encer (5 mL HCI pekat + 5 mL HF52% + 990 mL air suling). Setelah itu, HA dibeku-keringkan dan kemudian dikeringkan dalam desikator vakum dengan P2O5 pada suhu kamar.

Isolasi Kitin Kulit Kepiting didemineralisasi dengan HCl 1 N selama 30 menit pada suhu kamar dengan pengadukan konstan di mana perbandingan padatan dengan pelarut 1:15 (b/v). Setelah demineralisasi, kulit yang telah diekstraksi dikumpulkan denganayakan 80 mesh,dicuci dengan air netral mengalir, dibilas dengan air deionisasi, dan disaring untuk menghilangkan kelembaban berlebih. Deproteinisasi melibatkan pengadukan kulit yang didemineralisasi dengan NaOH 3,5% (w/w) dengan perbandingan padatan:pelarut 1:10 (b/v) selama 2 jam pada suhu 650C. Residu kemudian dicuci dan disaring. Residu kitin dikelantang dengan hidrogen peroksida3%. Produk dikumpulkan, dicuci, dan dikeringkan pada suhu 600C dalam oven selama 4 jam. Pembuatan dan karakterisasi Fe3O4/HA-kitin Hibrida kitin-HA disintesis dengan mereaksikan gel kitin (40 g) dalam 250 3 cm 0,5 M HCl dan HA (40 g) dalam 500 cm3 0,5 M NaOH. Campuran diaduk terus menerus selama 24 jam dan kemudian menunggu 6 jam Larutan campuran disaring, dan presipitasi dicuci dan dikeringkan dalam oven pada suhu 50-60 Fe3O4/Kitin-HA disintesis menggunakan metode co-presipitasi. 1,525 g FeCl3.6H2O dan 1,05 g FeSO4.7H2O dilarutkan dalam 25 mL air suling dan dipanaskan sampai 90°C. NH4OH 25% ditambahkan ke dalam larutan campuran sampai pH 11 dan kemudian 0,25 g asam humat ditambahkan dengan cepat dalam 1 M NaOH dan 12,5 mL air suling. Campuran diaduk pada 90°C selama 30 menit dan kemudian didinginkan sampai suhu kamar. Sedimen hitam dihasilkan yang kemudian dipisahkan dari larutan dan dicuci untuk mnetralkan menggunakan air suling. Fe3O4/Kitin-HA disiapkan menggunakan rasio massa yang berbeda yaitu Fe3O4 : Kitin-HA 1:2 Karakterisasi Fe3O4/Kitin-HA dilakukan menggunakan Shimadzu 8201 PC spektrofotometer IR (FT-IR). Struktur kristal dianalisis dengan menggunakan Shimadzu difraksi sinar-X (XRD) dan menggunakan Cu Kα radiasi (λ = 1,5406 Å) dioperasikan pada 40 kV dan 30 mA. Vibrasi sampel pada magnetometer digunakan untuk mengukur kurva magnetisasi. Stabilitas / pH optimum Sederet 50 mL Hg (II) disiapkan dan keasamannya disesuaikan menjadi 4.0, 5.0, 6.0 7.0, 8.0, 9.0 dan 10.00 dengan menambahkan larutan HCl ke setiap larutan Hg (II). 10 mg Fe3O4/Kitin-HAdituang dan kemudian diaduk selama 2 jam. Setelah disaring melalui membran 100 mesh filter, konsentrasi Hg (II) pada supernatan dianalisis dengan menggunakan AAS. Contoh dan solusi kosong dianalisis dalam kondisi yang sama. Jumlah Sorot 2+ Hg dianggap selisih antara jumlah awal dan sisanya di larutan bereaksi setiap kali sampel dianalisis. AAS adalah spesifik untuk analisis unsur, terutama untuk logam. Komponen utamanya terdiri dari sumber cahaya, unit atomisasi, prisma untuk bubar dan mengisolasi garis emisi, dan detektor dengan amplifier yang sesuai.

Sumber cahaya dengan Panjang gelombang mudah diserap oleh elemen yang akan ada ditentukan diarahkan melalui unit atomisasi, yang mungkin baik aparatus flame atau api intensitas diamati. Parameter termodinamika Sebanyak 10 mg adsorben interaksikan dengan 50 mL larutan yang mengandung berbagai konsentrasiHg2+ 5,10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, dan 400 mg / L pada pH 5.0 selama 2 jam dan kemudian ditunggu 24 jam. Setelah supernatan dipisahkan, konsentrasi Hg2 + dalam supernatan ditentukan dengan AAS. Hasil data dianalisis menggunakan isotherm Freundlich dan Langmuir. Kinetika adsorpsi Percobaan kinetika dilakukanmenggunakan reaktor tipe batch pada 25 ± 0,01 ° C. Sepuluh mg adsorben diinteraksikan dengan 50 ml Hg2+ 50 mg/L selama 5, 10, 20, 30, 40, 60, 90 dan 120 menit.Setelah tercapai waktu yang ditentukan sampel disaring dan diambil larutannya. Konsentrasi Hg2+ dalam larutan dianalisis dengan AAS. Data variasi ini selanjutnya diaplikasikan ke 6 persamaan kinetika: (1) orde 1, (2) orde 2, (3) persamaan Lagergren, (4) persamaan HO, (5) persamaan Santosa, (6) Kinetika baru (tabel 1). HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Adsorben Fe3O4/ Asam Humat-Kitin Ekstraksi Asam Humat Pada penelitian yang dilakukan pembuatan adsorben Fe3O4 / AH-Kitin diawali dengan ekstraksi asam humat dari tanah gambut. Tanah gambut yang digunakan pada penelitian ini diambil dari kabupaten Muaro Jambi dengan koordinat 1.353498o Lintang selatan dan 103.687799o Bujur timur.

Gambar 1. Lokasi pengambilan sampel gambut

Setelah diperoleh, tanah gambut lalu dikeringkan dan dibersihkan yang bertujuan untuk mengurangi kadar air dan pengotor lain yang terdapat di tanah gambut. Tanah gambut yang diperoleh memiliki kadar air sebesar 27,62% dengan keterangan yang terdapat pada tabel 1. Tabel 2. Kadar air tanah gambut

Setelah dibersihkan tanah gambut lalu digerus untuk memperbesar luas permukaannya agar hasil ekstraksi yang diperoleh optimal. 500 gr Tanah gambut lalu diekstraksi menurut IHSS (International Humic Substances Society), asam humat diekstraksi dengan menggunakan basa kuat NaOH, lalu di endapkan dengan menggunakan asam HCl selama 24 jam (Santosa, et al, 2008). Hal ini didukung berdasarkan penelitian Prasasti (2013), Asam humat larut didalam basa namun tidak larut di dalam asam, sehingga digunakan larutan basa kuat yaitu NaOH dan asam kuat untuk mengendapkannya dalam asam kuat HCl. Endapan diperoleh dengan menggunakan centrifuge untuk memisahkan antara endapan Asam humat dan asam fulvat yang larut. Selanjutnya asam humat dikeringkan pada suhu 60℃. Untuk hasil dari ekstraksi bahan tanah gambut menjadi asam humat, didapatkan hasil asam humat sebesar 87,246 gram atau 17,45 %. Isolasi Kitin Selanjutnya proses isolasi kitin dilakukan dengan digunakan kutikula dari berbagai jenis krustasea yang merupakan sumber utama dari kitin (Dompeipen, 2016), dari penelitian ini yang diambil adalah 30 gr dari kulit kepiting yang terlebuh dahulu dihaluskan dan didemineralisasi dengan menggunakan asam HCl 1N, fungsi dari didemineralisasi ini adalah untuk menghilangkan unsur-unsur mineral dari cangkang terutama adalah kalsium karbonat. Ca3(PO4)2(s)+6HCl(aq) →3CaCl2(aq)+2H3PO(aq) CaCO3(s) + 2HCl(aq) →CaCl2(aq) + H2CO3(g) H2CO3(g) →CO2(g) + H2O(l) Pereaksi preferensial yang mungkin untuk digunakan adalah asam klorida, karena demineralisasi melibatkan pelarutan mineral dalam asam dan juga dekomposisi kalsium karbonat ke dalam garam kalsium yang larut dalam air dengan pelepasan karbon dioksida, pelepasan karbondioksida pada penelitian ini ditandai oleh gelembung dan buih yang terbentuk pada permukaan larutan selama proses demineralisasi selama 30 menit menandakan reaksi tengah berlangsung (Dompeipen, 2016). Proses pemisahan mineral ditunjukkan dengan terbentuknya gas CO2 berupa gelembung udara pada saat larutan HCl ditambahkan dalam sampel, sehingga penambahan HCl ke dalam sampel dilakukan secara bertahap agar sampel tidak meluap.

Selanjutnya dilanjutkan dengan tahap deproteinasi yaitu tahap penghilangan protein dari cangkang rajungan dengan menggunakan reagen NaOH 1M. Pada saat deproteinasi larutan menjadi agak mengental dan berwarna kemerahan. Larutan yang agak mengental tersebut karena adanya kandungan protein dari dalam crude kitin yang terlepas dan berikatan dengan ion Na+, membentuk natrium proteinat.Menurut Agustina et al. (2015) Kulit bebas mineral yang diperoleh dari tahap demineralisasi dilanjutkan dengan tahap deproteinasi. Proses ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan ikatan-ikatan protein dari kitin. Pada tahap deproteinasi, protein yang terkandung dalam kulit udang larut dalam basa sehingga protein yang terikat secara kovalen pada gugus fungsi kitin akan terpisah. Penggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi dan suhu yang tinggi semakin efektif dalam menghilangkan protein.

Gambar 2. Reaksi Deproteinasi kitin hasil tahap deproteinisasi dicuci dengan aquades untuk menghilangkan sisa NaOH yang masih menempel pada crude kitin. Dari hasil demineralisasi kitin yang didapatkan dari 30 gram cangkang adalah sebanyak 4,9 gram atau hasil sebesar 16,33%. Immobilisasi AH-Kitin Immobilisasi merupakan istilah untuk mengubah senyawa awal yang bersifat mudah larut atau bergerak menjadi tidak mudah larut. Selain itu, Immobilisasi senyawa dengan spesies pendukung dapat mengurangi jumlah asam humat yang digunakan. Pada senyawa kitin menunjukkan bahwa gugus asetamido yang ada pada kitin memiliki 2 macam bentuk konjugasi yang dapat dilihat pada gambar 3 berikut.

Gambar 3. Konjugasi gugus Asetamido pada kitin Struktur konjugasi pada gambar 3 mampu bereaksi dengan gugus asam karboksilat pada senyawa asam humat sehingga mampu dihasilkan gugus baru. Terbentuknya gugus baru ini yang menyebabkan asam humat terimobilisasi dengan kitin seperti terlihat pada gambar 4.

Gambar 4. gugus fungsional baru hasil immobilisasi AH-Kitin Menurut santosa et al. (2014) Imobilisasi diperkirakan terjadi melalui reaksi kondensasi antara grup N-asetil dari kitin dan karboksilat HA yang terprotonasi. Ketika kitin ditambahkan HCl, gugus N-asetilnya terprotonasi sehingga lebih mudah untuk bereaksi dengan AH, sementara AH dilarutkan dan diubah menjadi bentuk polianionik dalam NaOH. Dengan pembentukan polianion dari molekul netralnya, Ikatan hidrogen pada AH terganggu dan AH meregang karena kekuatan tolakan di antara muatan negatif.

Gambar 5. Mekanisme Reaksi Pembentukan AH-Kitin. Sintesis AH-Kitin dilakukan dengan mereaksikan Asam Humat ke dalam NaOH 0,5 M dan Kitin ke dalam HCl 0,5 M yang selanjutnya dilakukan proses pencampuran dan pengadukan selama 24 jam. Hasil yang didapat dari proses ini adalah dihasilkan 7,47 gram AH-Kitin yang dapat digunakan untuk proses selanjutnya. Sintesis Magnetite (Fe3O4) terlapis AH-Kitin Selanjutnya untuk sintesis Fe3O4 terlapis AH-Kitin dilakukan dengan metode kopresipitasi seperti penelitian yang dilakukan bahwa sintesis nanopartikel Fe3O4 telah berhasil dilakukan oleh Permana et al (2017) Tahapan pembentukan partikel Fe3O4 pada sintesis berlangsung mengikuti persamaan reaksi kimia berikut. Fe2+ + 2OH→ Fe(OH)2

2Fe3+ + 6OH→ 2Fe(OH)3 Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3 → Fe3O4 + 4H2O Metode kopresipitasi digunakan karena prosedurnya lebih mudah dilakukan, memerlukan suhu reaksi <100˚C, dan memberikan hasil partikel berskala nano (<20nm). Metode kopresipitasi merupakan proses kimia yang membawa suatu zat terlarut dan diendapkan bersama-sama sehingga terbentuk endapan yang dikehendaki. Untuk sintesis Fe3O4 digunakan FeSO4.7H2O dan FeCl3.6H2O bereaksi dengan NH4OH sehingga membentuk Fe3O4. Pemilihan NH4OH sebagai agen pengendap akan menghasilkan ukuran partikel Fe3O4 yang lebih kecil dibandingkan agen pengendap lainnya. Selain ukuran tingkat kemurnian yang dihasilkan lebih tinggi pula. Hal ini dikarenakan penggunaan NH4OH yang mengotori endapan dapat dengan mudah dihilangkan dengan cara pencucian (Liong, 2005). Berikut tahapan reaksi yang terjadi antara FeSO4.7H2O dan FeCl3.6H2O FeSO4·7H2O(aq) → FeSO4(aq) + 7H2O(l) FeSO4(aq) → Fe2+(aq) + SO42-(aq) 2Fe2+(aq) + 2NH4OH(aq) → 2Fe(OH)2⁻(aq) + 2NH3(aq) Fe(OH)2(aq) → FeO(aq) + H2O(l) FeCl3·6H2O(aq) → FeCl3(aq) + 6H2O(l) FeCl3(aq) → Fe3+(aq) + 3Cl⁻(aq) 2Fe3+(aq) + 3NH4OH(aq) → 2Fe(OH)3⁻(aq) + 3NH3(aq) 2Fe(OH)3(aq) → Fe2O3(aq) + 3H2O(l) FeO(aq) + Fe2O3(aq) → Fe3O4(s) Kemudian 0,25 g asam humat-kitin ditambahkan dalam reaksi. Magnetite adalah padatan amfoter, yang dapat mengembangkan muatan dalam reaksi protonasi dan deprotonasi dari situs Fe-OH di permukaan. AH dan Fe3O4 dapat bereaksi dalam kondisi asam maupun basa melalui gugus aktif dari AH. Menurut Koesnarpadi et al (2015) Pada pH lebih rendah dari PZC (pH <7,9) muatan permukaan positif, interaksi elektrostatik antara HA dan Fe3O4 adalah dan dominan dalam kondisi asam adalah sebagai berikut : Fe-OH2+(aq) + R-COO-(aq) → Fe-OOC-R(s) + H2O(l) Sedangkan dalam kondisi basa Di atas pH PZC (pH> 7.9) muatan permukaan negatif, interaksi dominan antara HA dan Fe3O4 adalah kemungkinan reaksi pergantian ligan dengan hidroksil dari Magnetite seperti pada persamaan berikut. Fe-OH(aq) + R-COO-(aq) → Fe-OOC-R(s) + OH-(aq) Endapan berwarna hitam pekat yang diperoleh dipisahkan dari larutan disaring dan dicuci dengan akuades untuk menghilangkan pengotor dan bau NH4OH dari endapan Fe3O4. Endapan tersebut kemudian dikeringkan di oven pada suhu 80˚C selama 2 jam untuk menghilangkan kadar air yang masih tersisa, dan digerus hingga diperoleh serbuk Fe3O4/AH-Kitin berwarna hitam pekat.

Gambar 6. Gambar struktur AH-Kitin/Fe3O4 (Stevenson, 1994). Karakterisasi Karakterisasi Gugus Fungsi AH-Kitin/Fe3O4 yang telah disintesis dikarakterisasi dengan instrumen FTIR untuk mengidentifikasi gugus fungsi. Karakterisasi gugus fungsi dilakukan untuk melihat keberhasilan dari sintesis adsorben melalui serapan pada bilangan gelombang tertentu yang merupakan indikasi adsorben telah berhasil disintesis. Interpretasi spektra inframerah pada penelitian ini digunakan pada bilangan gelombang 4000-400 cm-1. Dengan hasil yang terdapat pada gambar 7 berikut. ( e () d ) ( c ) ( b () a ) Gambar 7. Spektra FT-IR (a) AH; (b) kitin; dan (c) Fe3O4 (d) AH-Kitin (e) AHKitin/Fe3O4. Berdasarkan spektra FTIR Asam Humat (AH) yang ditunjukkan pada gambar 7(a). Munculnya puncak landai pada daerah 3448.72 cm-1 yang lebar, serapan bilangan gelombang 3450-3050 cm-1 mengindikasikan adanya vibrasi ulur dari gugus O-H. Vibrasi ulur C-H alifatik dapat dilihat pada serapan di daerah

2924,09 dan 2854,65 cm-1. Selanjutnya untuk Serapan C=O (H yang terikat pada COOH) dapat dilihat dari serapan pada daerah 1705,07 cm-1. Serapan C=C aromatic dapat terlihat pada bilangan gelombang 1625-1590 cm-1 dimana pada hasil dapat dilihat pada daerah 1627,92 cm-1 (Kiprop et al, 2013). Menurut Basuki et al (2017) serapan pada daerah 1280-1200 cm-1 dapat berupa vibrasi tekuk OH dan vibrasi ulur C–O dari COOH dalam hasil dapat dilihat pada daerah 1273,02 cm-1. Serapan tajam juga sering ditemukan pada daerah sekitar 2330 yang merupakan vibrasi ulur C=O dari CO2 yang terjebak dalam matriks KBr hasil dekarboksilasi gugus COOH. Spektra FTIR dari Kitin yang terdapat pada gambar 7(b).

KESIMPULAN

UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberi dukungan moril dan materil sehingga penelitian ini dapat terlaksana. DAFTAR PUSTAKA Agustina, S., I M. D. Swantara dan I N. Suartha. 2015. “Isolasi Kitin, Karakterisasi, Dan Sintesis Kitosan Dari Kulit Udang”. Jurnal Kimia Vol 9 (2): 271-278 Badan penelitian dan pengembangan pertanian. 2011, Peta Lahan Gambut Indonesia Skala 1:250.000. Kementerian Pertanian, Cimanggu, Bogor Basuki, R., B. Rusdiarso dan S. J. Santosa. 2017. “Ekstraksi Adsorben Ramah Lingkungan dari Matriks Biologi: Asam Humat Tinja Kuda (AH-TK)”. Chempublish Journal vol 2 No.1 Budiono, Achmad, 2002, Pengaruh Pencemaran Merkuri Terhadap Biota Air, Makalah Pengantar Filsafat Sains.Bogor :Institut Pertanian Bogor Dompeipen, E. J., M. Kaimudin dan R. P. Dewa. 2016. Isolasi Kitin Dan Kitosan Dari Limbah Kulit Udang. Majalah BIAM 12 (01) 32-38 Heidari A., H. Younesi, dan Z. Mehraban. 2009. “Removal of Ni(II), Cd(II), and Pb(II) from a ternary aqueous solution by amino functionalized mesoporous and nano mesoporous silica”. J. Chem. Eng vol. 153 : 70–79.Herdyastuti N, Raharjo TJ, Mudasir, Matsjeh S. 2009. Chitinase and chitinolytic

microorganism: Isolation, characterization and potential. Indo J Chem 9 (1): 37-47. Ishak, N. I. 2017. “Analisis Risiko Lingkungan Logam Berat Merkuri pada Sedimen Laut di Wilayah Pesisir Kota Makassar”. PROMOTIF: Jurnal Kesehatan Masyarakat Volume 7, Nomor 2. Kiprop, A. K., M. C. J. Coumon., E. Pourtier., S.Kimutai dan S.Kirui. 2013. “Synthesis of Humic and Fulvic Acids and their Characterization using Optical Spectroscopy (ATR-FTIR and UV-Visible)”. International Journal of Applied Science and Technology Vol. 3 No. 8 Koesnarpadi S., S. J. Santosa., D. Siswanta dan B. Rusdiarso. 2015. “Synthesis and characterizatation of magnetite nanoparticle coated humic acid (Fe3O4/HA)”. Procedia Environmental Sciences 30: 103 – 108. Koesnarpadi, S., S. J. Santosa., D. Siswanta dan B. Rusdiarso. 2017. Humic Acid Coated Fe3O4 Nanoparticle for Phenol Sorption. Journal Chemistry. Vol 17 (2), 274-283. Liong, S. 2005. A Multifunctional Approach to Development, Fabrication and Characterization of Fe3O4 Composite. Georgia Institut of Technology. Muzzarelli, R.A.A., 1997, Chitin, Pergamon Press. Permana, B. , T. Saragi., M. Saputri., L. Safriani., I. Rahayu dan Risdiana. 2017. “Sintesis Nanopartikel Magnetik Dengan Metode Kopresipitasi”. Jurnal Material dan Energi Indonesia Vol. 07, No. 02 : 17-20. Prasasti, P., S. Juari dan S. Sudiono. 2013. ” Kinetika Adsorpsi-Reduksi Ion Au(III) Pada Asam Humat Hasil Isolasi Dari Tanah Gambut Rawa Pening”. Pharmaciana Vol. 3, No. 2: 15 -22 Rusdiarso, H., R. Basuki and S. J. Santosa. 2016. “Evaluation of Lagergren Kinetics Equation by Using Novel Kinetics Expression of Sorption of Zn2+ on to Horse Dung Humic Acid (HD-HA)”. Journal Chemistry. Vol 16 (3) : 338346. Santosa, S. J., D. Siswanta ., S. Sudiono dan R. Utarianingrum. 2008. “Chitin– humic acid hybrid as adsorbent for Cr(III) in effluent of tannery wastewater treatment”. Applied Surface Science Vol. 254 : 7846–7850 Santosa, J.S., D. Siswanta. Dan S. Surdiono. 2014. Dekontaminasi Ion Logam dengan Biosorben bebasis Asam Humat, Kitin, dam Kitosan.Yogyakarta : UGM Press. Stevenson, F.J., 1994, Humus Chemistry, John wiley and Sons, New York. Stum, W., dan Morgan, J. J., 1996, Aquatic Chemistry : Chemical Equilibria in Natural Water., 3rd ed., John Willey and Sons., Inc., New York. Tan, K. H.1995, Dasar-dasar Kimia Tanah, Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Volesky, B. 2000. Biosorption Of Heavy Metals. Boston. CRC Press.

Yuliati, Y.B dan C.L. Natanael. 2016. ” Isolasi Karakterisasi T Asam Humat Dan Penentuan Daya Serapnya Terhadap Ion Logam Pb(II) Cu(II) Dan Fe(II)”. Al-Kimia Vol. 4 No. 1. Zahra,M.K, Fatemeh, Z. And Monir, A.M., 2014. Magnetic solid Phase extraction of Au(III) using Fe3O4 Nanoparticles Prior to Its Flame Atomic Adsorption Spectrometric Determination. J. of Advances in Chemistry. Vol.6 No. 2, 991-998.