MODEL ISOTERM FREUNDLICH DAN LANGMUIR OLEH ADSORBEN ARANG AKTIF BAMBU ANDONG ( G. verticillata (Wild) Munro) DAN
BAMBU ATER ( G. atter (Hassk) Kurz ex Munro)
Murtihapsari, Bertha Mangallo dan Dini Dwi Handyani Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Negeri Papua

## ABSTRACT
Freundlich and Langmuir Isotherms Model by Active Chorcoal Adsorbent Bamboo Andong (G. verticillata (Wild) Munro) and Bamboo Ater (G. atter (Hassk) Kurz ex Munro)
Diazinon insecticide adsorption by two types of adsorbent,  namely activated charcoal bamboo andong (G. verticillata (Wild) Munro) and bamboo ater  (G.  atter  (Hassk)  Kurzex  Munro)  at optimum conditions determined  the  maximum  adsorption  capacity  of  both  types  of  adsorbent.  Data analysison   the  effect of concentration on the  adsorption  capacity  was  used  Langmuir  and  Freundlich  isotherms  equation.  It  was obtained. That  the curve of adsorption isotherms of the Langmuir isotherm better modeled with linear regression coefficients  were  relatively  more  approach  1  is  R 2 =  0,996  for  both  types  of  adsorbents.  Langmuir  isotherm equation obtained from adsorpsi maximum capacity of activated charcoal bamboo andong (G. verticillata (Wild) Munro)  of   4.630 mg/g  (1,433.10 -5 mol/g)  with  K  =  0,332  (Kmol/L) -1 and  E ads at  -2,750  kJ/mol,  while the activated charcoal bamboo ater (G. atter (Hassk) Kurzex Munro) produce the maximum adsorption capacity of 1,786 mg/g (5,868.10 -6 mol/g) with K = 0,202 (Kmol/L) -1 and E ads = -3,898 kJ/mol, so the adsorption of both types of adsorbents indicated experiencing a physical adsorption (physisorption / fisisorpsi).
Keyword : G. verticillata (Wild) Munro, G. atter (Hassk) Kurz ex Munro, Adsorption, Diazinon,  actived charcoal

## ABSTRAK
Adsorpsi insektisida diazinon oleh dua jenis adsorben, yaitu arang aktif bambu andong  ( G. verticillata (Wild)  Munro)  dan  bambu  ater  ( G. atter (Hassk)  Kurz  ex  Munro) pada  kondisi  optimum  bertujuan  untuk menentukan  kapasitas  adsorpsi  maksimum  dari  kedua  jenis  adsorben.  Analisis  data  pengaruh  konsentrasi terhadap  kapasitas  adsorpsi  digunakan  persamaan  isoterm  Langmuir  dan  Freundlich.  Berdasarkan  data  yang diperoleh, kurva isoterm adsorpsi lebih mengikuti model isoterm Langmuir dengan koefisien regresi linier yang relatif  lebih  mendekati  1  yaitu  R 2 =  0,996  untuk  kedua  jenis  adsorben.  Dari  persamaan  isoterm  Langmuir diperoleh kapasitas adsorpsi maksimum arang aktif bambu andong  ( G. verticillata (Wild) Munro) sebesar 4,630 mg/g  (1,433.10 -5 mol/g)  dengan K =  0,332  (Kmol/L) -1 dan  E ads sebesar  -2,750  kJ/mol,  sedangkan  arang  aktif bambu  ater  ( G. atter (Hassk)  Kurz  ex  Munro) menghasilkan  kapasitas  adsorpsi  maksimum  sebesar  1,786  mg/g (5,868.10 -6 mol/g) dengan K = 0,202 (Kmol/L) -1 dan E ads = -3,898 kJ/mol, sehingga adsorpsi kedua jenis adsorben diindikasikan mengalami adsorpsi secara fisik ( physisorption / fisisorpsi).
Kata kunci : G. verticillata (Wild) Munro, G. atter (Hassk) Kurz ex Munro Adsorpsi, Diazinon, Arang aktif

## PENDAHULUAN
Diazinon  merupakan  salah  satu insektisida  golongan  organofosfat  yang digunakan untuk membasmi kutu, ngengat, kecoa  dan  tungau.  Diazinon  banyak digunakan dalam bidang pertanian,
perkebunan  dan  kehutanan.  Diazinon mempengaruhi sistem saraf dengan
menghambat aktivitas enzim kolinesterase. Diazinon  mudah  terserap  oleh  kulit  dan bersifat  sinergis  dengan  racun  lainnya. Keracunan  diazinon  pada  manusia  dapat menyebabkan  iritasi  pada  kulit,  sakit kepala,  berkeringat,  gelisah,  kehilangan konsentrasi, mual,  muntah, denyut jantung melemah, sakit perut, diare, pingsan, koma
dan kematian (Anonim, 2008), oleh karena itu residu insektisida perlu dikendalikan.
Beberapa  material  adsorben  yang dapat  digunakan  dalam  adsorpsi  residu insektisida  adalah  zeolit,  arang  aktif,  abu sekam,  dan  bentonit.  Arang  aktif  bambu memilki  luas  permukaan  berpori  yang lebih  besar  dibandingkan  dengan  arang kayu  yaitu  lebih  dari  1000  m 2 /g  (Anonim, 2010).  Arang  aktif  bambu  ater  memiliki karakteristik  arang  aktif  yang  memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) (Krisdiantoro et  al .  2006).    Arang  aktif bambu memilki kapasitas adsorpsi terhadap  metilen blue dengan  kapasitas adsorpsi  maksimum  454,2  mg/g  (Hameed et al. 2006). Arang aktif bambu andong ( G. verticillata (Wild)  Munro) dan  bambu betung  ( G.  aspera (Schultes  F)  Kurtz) memilki  kapasitas  adsorpsi  yang  lebih tinggi  yaitu  1.150  mg/g  dan  1.004  mg/g terhadap iodine dibandingkan  dengan arang  aktif    yang  berasal  dari  tempurung kelapa  dan  bakau  (Krisdiantoro et  al . 2006).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengkaji  kemampuan  adsorpsi arang  aktif bambu  andong  ( G.  verticillata (Wild.) Munro)  dan  bambu  ater  ( G.atter (Hassk) Kurz ex Munro) terhadap diazionin dengan persamaan  isoterm  adsorpsi  Langmuir  dan Freundlich.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan dan Peralatan yang Digunakan
Bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  meliputi  ;  batang  bambu andong ( G. verticillata (Wild) Munro) dan ater  ( G.  atter (Hassk)  Kurz  ex  Munro) yang berasal dari daerah Amban Kabupaten  Manokwari,  pestisida  diazinon 60  EC  (diazinon  600  g/L),  kertas  saring Whatman 42, dan aquades.
Alat  –  alat  yang  digunakan meliputi  seperangkat  alat  –  alat  gelas, timbangan  analitik,  Neraca  OHAUS, saringan  ayakan  (mesh  100),  Tungku pembuat  arang,  oven,  tanur,  eksikator, shaker  dan  spektroskopis  UV-vis  merk Milton Roy Array 3000.

## Pembuatan arang aktif (Haniko, 2010)
Proses pembuatan arang dilakukan dengan  menggunakan  tungku  pemanas yang  terbuat  dari  wadah  besi.  Potongan bambu  dimasukkan  ke  dalam  wadah  yang telah dilubangi bagian tutupnya, selanjutnya  bambu  tersebut  dinyalakan hingga mengeluarkan asap. Lubang (ventilasi) dibagian penutup wadah
dibiarkan  terbuka  agar  menjadi  saluran keluarnya  asap.  Ketika  asap  yang  keluar berwarna kebiru – biruan, ventilasi ditutup dan  dibiarkan  selama    6  jam  untuk pengarangan  bambu  ater  ( G.  atter (Hassk) Kurz  ex  Munro)  dan  8  jam  untuk pengarangan bambu andong ( G. verticillata (Wild)  Munro).  Arang  yang dihasilkan  setelah  dingin  kemudian  dicuci dengan menggunakan aquades dan dikeringkan  dengan  menggunakan  oven pada temperatur 100°C selama 1 jam. Pada tahap  akhir  arang  diaktivasi  secara  fisik melalui  pemanasan  pada  temperatur    300, 350,  dan  400ºC  dengan  variasi  waktu masing  –  masing  temperatur    selama  15 dan  30  menit.  Arang  aktif  kemudian digerus  menggunakan  lumpang  porselin lalu diayak dengan ukuran 100 mesh.

## Penentuan  rendemen  (SNI  01-1682- 1996)
Rendemen  arang  aktif  ditetapkan dengan  menghitung  perbandingan  berat arang  aktif  hasil  aktivasi  terhadap  berat arang tanpa teraktivasi.

## Pembuatan larutan diazinon
Larutan formulasi diazinon 600g/L
diencerkan dalam aquades, dibuat konsentrasi 5 mg/L, 10 mg/L, 25 mg/L, 50 mg/L, 75 mg/L dan 100 mg/L.

## Penentuan konsentrasi optimum
Sebanyak  0,5  g  arang  aktif dimasukkan  ke  dalam  setiap  erlenmeyer kemudian  di  tambahkan  100  ml  diazinon dengan  variasi  konsentrasi  tertentu,  lalu diaduk menggunakan shaker selama waktu kontak optimum, kemudian disaring menggunakan kertas saring. Variasi
konsentrasi  diazinon  yang  digunakan adalah  5  mg/L,  10  mg/L,  25  mg/L,  50 mg/L, 75 mg/L dan 100 mg/L. Filtrat yang dihasilkan kemudian diukur absorbansinya menggunakan  spektroskopis  UV-Vis  pada λ mak 280 nm untuk mengetahui konsentrasi diazinon  setelah  teradsorpsi  oleh  arang aktif (Wijayanti, 2009) .

## Analisis Data
Analisis  data  dilakukan  dengan menentukan  kadar  akhir  diazinon  setelah melalui  proses  adsorpsi  dari  konsentrasi adsorbat terhadap kapasitas adsorpsi. Hasil tersebut kemudian dianalisis menggunakan persamaan isoterm Langmuir dan Freundlich  untuk  menentukan  model isoterm adsorpsi pada adsorben. Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir (Zahroh, 2010) : Q = b.K.Ce 1+K.Ce …………………(2.1)
Persamaan di atas dapat diturunkan secara linier menjadi :
Ce Q = 1 K b + 1 b C e ……………(2.2)
Keterangan :
C e =  konsentrasi kesetimbangan adsorbat  dalam  larutan  setelah adsorpsi (mg/L) Q =  jumlah  adsorbat  teradsorpsi  per bobot adsorben (mg/g) K =   konstanta kesetimbangan adsorpsi (L/mg) B =  kapasitas  adsorpsi  maksimum dari adsorben (mg/g) Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich (Rahmalia et al. 2009) :
Q =  k.Ce 1/n ………….………….(2.3)
Persaman  diatas  dapat  diubah kedalam  bentuk  linier  dengan  mengambil bentuk logaritmanya :
Log Q  =  Log k + 1/n Log Ce………...(2.4) Keterangan : C e =   konsentrasi kesetimbangan adsorbat  dalam  larutan  setelah adsorpsi (mg/L) k =   konstanta adsorpsi Freundlich n =  konstanta empiris Q =   jumlah  adsorbat  teradsorpsi  per bobot adsorben (mg/g)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  pembuatan  arang  aktif bambu  andong  ( G.  verticillata (Wild) Munro)  dan  bambu  ater  ( G.  atter (Hassk) Kurz  ex  Munro)  dilakukan  melalui  dua tahap.  Pertama  yaitu  tahap  karbonisasi, dimana  kedua  jenis  bambu  tersebut diarangkan  secara  terpisah  menggunakan tungku  pemanas  dengan  sistem  tertutup sehingga  memungkinkan  tidak  terjadi proses  oksidasi  yang  dapat  menyebabkan arang  menjadi  abu.  Tahap  kedua  yaitu pengaktifan  kedua  jenis  arang  melalui aktivasi secara fisik menggunakan temperatur tinggi serta waktu aktivasi yang divariasikan.

## Rendemen
Rendemen  tertinggi  terdapat  pada arang  aktif    temperatur  300°C  selama  15 menit  dan  terendah  terdapat  pada  arang aktif dengan temperatur 400°C selama   30 menit, sedangkan untuk sampel arang aktif bambu  ater  ( G.  atter (Hassk)  Kurz  ex Munro)  rendemen  berkisar  antara  54,6– 80,2%.  Rendemen  arang  aktif  dipengaruhi oleh  waktu  dan  temperatur  aktivasi. Peningkatan temperatur dan waktu aktivasi yang  digunakan  mampu  menurunkan rendemen arang aktif yang dihasilkan.

## Konsentrasi Optimum
Konsentrasi  optimum diazinon yang  teradsorpsi  oleh  arang  aktif    bambu andong  ( G.  verticillata (Wild)  Munro) adalah  22,163  mg/L  dengan  kapasitas adsorpsi  sebesar  4.433  mg/g,  sedangkan
arang  aktif  bambu  ater  ( G.  atter (Hassk) Kurz  ex  Munro)  mencapai  konsentrasi optimum  diazinon  sebesar  8,476  mg/L dengan  kapasitas  adsorpsi  sebesar  1,695 mg/g.  Pada  kedua  jenis  adsorben  tersebut terjadi penurunan kapasitas adsorpsi diatas konsentrasi  optimum,  hal  ini  disebabkan oleh  lapisan  luar  arang  aktif    telah  jenuh dengan  diazinon  sehingga  adsorben  tidak dapat  lagi  menjerap  melekul  –  molekul diazinon lainnya (Widhianti, 2010).
Optimasi konsentrasi diazinon dapat  diketahui  bahwa  pada  konsentrasi  5 mg/L  sampai  dengan  50  mg/L  terjadi kenaikan  kapasitas  adsorpsi  arang  aktif bambu  andong  ( G.  verticillata (Wild) Munro)  dan  pada  arang  aktif  bambu  ater ( G.  atter (Hassk)  Kurz  ex  Munro)  terjadi peningkatan kapasitas adsorpsi pada konsentrasi  5  mg/L  sampai  dengan  75 mg/L  (Gambar  1).  Hal  ini  dikarenakan semakin tinggi konsentrasi larutan diazinon  maka  semakin  banyak  molekul diazinon yang bertumbukan dan berinteraksi  dengan  adsorben,  sehingga kemampuan adsorpsinya meningkat (Widhianti, 2010). Porositas adsorben dapat mempengaruhi daya adsorpsi suatu adsorben. Adsorben dengan porositas yang besar  mempunyai  kemampuan  menyerap yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan adsorben  yang  memiliki  porositas  kecil (Khasanah,  2009).  Arang  aktif  bambu andong memiliki daya adsorpsi yang lebih tinggi  dibandingkan  dengan  arang  aktif bambu  ater  karena  pembentukan  porositas yang lebih besar.

## Penentuan Kurva Standart Diazinon
Struktur
molekul diazinon
memiliki gugus kromofor (N = C, C = C, S =  P)  yang  merupakan  gugus  atau  atom dalam  senyawa  organik  yang  mampu menyerap  senyawa  UV  dan  visible,  selain
itu terdapat tiga gugus auksokrom O - yang memberikan transisi n      π * , dimana pada transisi  tersebut  menyerap  pada  range panjang gelombang antara 200 – 700 nm. Penentuan  konsentrasi  diazinon  dalam sampel dapat dilakukan dengan
menggunakan  kurva  kalibrasi  hubungan antara  absorbansi  terhadap  konsentrasi larutan  standar.  Hal  ini  sesuai  dengan Hukum  Lambert-Beer  yang  menyatakan bahwa  jumlah  energi  cahaya  yang  diserap (absorbansi)  adalah  sebanding  dengan konsentrasi (C) (Anonim, 2009).
Arang  aktif  yang  telah  diaktivasi diuji  kemampuan  adsorpsinya  terhadap diazinon dengan berbagai perlakuan waktu dan  suhu  aktivasi.  Hasil  pengukuran absorbansi  dari  masing  –  masing  jenis filtrat  yang  dihasilkan  setelah  proses adsorpsi  kemudian  dimasukkan  dalam persamaan  garis  lurus  dari  kurva  standar y=  0,0972x  –  0,0637  dengan  koefisien regresi  linier r =  0,999  akhirnya  akan diperoleh konsentrasi akhir dazinon.
Persamaan  isoterm  Langmuir  dan Freundlich di atas, terlihat bahwa adsorpsi diazinon  dari  kedua  jenis  adsorben  lebih mengikuti model isoterm adsorpsi Langmuir  (Gambar  3),  dibuktikan  dengan harga  koefisien  relasi  (R 2 )  yang  lebih mendekati  1  (Pranoto et.  al 2003) dibandingkan  model  Freundlich  (Gambar 4),  sehingga  dapat  diasumsikan  bahwa adsorpsi  diazinon  yang  terjadi  pada permukaan  adsorben  arang  aktif  bambu andong ( G. verticillata (Wild) Munro) dan bambu  ater  ( G.  atter (Hassk)  Kurz  ex Munro)  bersifat  homogen  dan  adsorbat teradsorpsi dalam bentuk tunggal (monolayer). Langmuir  menggambarkan  bahwa pada permukaan adsorben terdapat
sejumlah tertentu sisi aktif yang sebanding dengan  luas  permukaan.  Pada  setiap  sisi aktif  hanya  ada  satu  molekul  yang  dapat diadsorpsi (Khoirunnisa, 2005).
Gambar 1.  Grafik hubungan variasi konsentrasi terhadap kapasitas adsorpsi
Gambar 2.  Kurva standar diazinon
Gambar 3. Grafik persamaan isoterm Langmuir
0,0 1,5 3,0 4,5 0 25 50 75 100 Q ( m g /g ) Konsentrasi (mg/L) Arang aktif bambu andong Arang aktif bambu ater y = 0,0972x - 0,0637 R² = 0,9997 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 5 10 15 20 25 30 A b so rb an si Konsentrasi y = 0,216x + 0,6506 R² = 0,9966 y = 0,5601x + 2,7784 R² = 0,9961 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 C e/Q Ce Isoterm Langmuir Arang aktif bambu andong Arang aktif bambu ater
Gambar 4. Grafik persamaan isoterm Freundlich.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Kapasitas adsorpsi maksimum diazinon  oleh  arang  aktif  bambu  andong
( G.  verticillata (Wild)  Munro)  adalah 4,630  mg/g    atau  1,433.10 -5 mol/g  dan arang  aktif  bambu  ater  ( G.  atter (Hassk)
Kurz  ex  Munro)  adalah    1,786  mg/g  atau 5,868.10 -6 mol/g. Adsorben arang aktif bambu andong ( G. verticillata (Wild) Munro) dan bambu  ater    ( G.  atter (Hassk)  Kurz  ex Munro)  mencapai  linearitas  tertinggi  pada kurva  plot  C e /Q  terhadap  C e dengan  R 2 = 0,996  pada  isoterm  Langmuir  sedangkan linearitas  yang  dicapai  pada  isoterm Freundlich  oleh  adsorben  arang  aktif bambu  andong  ( G.  verticillata (Wild) Munro) adalah R 2 = 0,553 dan R 2 = 0,902 untuk adsorben arang aktif bambu ater ( G. atter (Hassk) Kurz ex Munro).

## Saran
Perlu  dikaji  model  isotherm  adsorpsi lainnya  mengenai  beberapa  jenis  adsorben dengan beragam variabel dan parameter.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Ekstensi toksikologi
diazinon .  Jakarta  :  Badan  Zat Beracun  dan  Penyakit  Registry, Divisi  Toksikologi  Lingkungan dan Kedokteran.
Anonim.  2009. Alat  analisa  (pengantar praktikum  instrumen) .  Surakarta: Jurusan Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Anonim. 2009. Jenis pestisida . http://www.dgwibawa.awardspac e.com (15  juli  2009)  PT.  Darma Guna Wibawa. Anonim. 2010. Karbon Aktif. http://www.wikipedia.com/karbo n-aktif  (26 Januari 2011).
Hameed BH, Din ATM, Ahmad AL. 2006. Adsorption  of  methylene  blue into bamboo-based activated carbon : kinetics and equilibrium studies . J Elsevier B.V. All rights reserved.
Haniko  S.  2010. Studi  adsorpsi  ion  Ca 2+ menggunakan  adsorben  arang kayu  matoa  (Pometia  pinnata) untuk menurunkan kesadahan air
[skripsi].  Manokwari  :  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan  Alam,  Universitas Negeri Papua. Khasanah  EN.  2009. Adsorpsi  logam berat . Oseana, Vol. XXIV No. 4 : 1 – 7
y = 0,2917x + 0,173 R² = 0,5333 y = 0,2499x - 0,2271 R² = 0,9029 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 L o g Q Log Ce Isoterm Freundlich Arang aktif bambu andong Arang aktif bambu ater
Khoirunnisa  F.  2005. Kajian  adsorpsi  dan desorpsi Ag(S 2 O 3 ) 2 3-
dalam limbah  fotografi  pada  dan  dari adsorben  kitin  dan  asam  humat terimobilisasi  pada  kitin [Tesis]. Yogyakarta : Jurusan Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Program Pasca  Sarjana  Universitas  Gajah Mada. Krisdiantoro, Sumarni G, Ismanto A. 2006. Sari  hasil  penelitian  bambu . http://www.dephut.go.id/index.p hp?q=id/node/1241 [22 November 2006] Pranoto, Masykur A, Mawahib SAS. 2003. Penurunan  kadar  timbal  dan  zat warna  tekstil  dalam  larutan dengan  menggunakan  karbon aktif  bagasse .  Jurusan  Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret  Surakarta.  Enviro 2  (1)  : 9–16, ISSN : 1411 – 4402 Rahmalia  W,  Yulistira  F,  Ningrum  J, Qurbaniah  M,  Ismadi  M.  2009. Pemanfaatan potensi tandan
kosong kelapa sawit (Elais
guineensis  Jacq)  sebagai  bahan dasar  c-aktif  untuk  adsorpsi logam  perak  dalam  larutan . Pontianak  :  Jurusan  Kimia, Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan  Alam  Universitas Tanjungpura
Widhianti  W.  D.  2010. Pembuatan  arang aktif  dari  biji  kapuk  (Ceiba pentandra  L.)  sebagai  adsorben zat  warna  rhodamin  B [skripsi].
Surabaya  :  Fakultas  Sains  dan
Teknologi, Univesitas Airlangga.
Wijayanti R. 2009. Arang aktif dari ampas tebu  sebagai  adsorben  pada pemurnian  minyak  goreng  bekas [skripsi]. Bogor : Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Zahroh  W.  2010. Kajian  kesetimbangan adsorpsi  Cr  (VI)  pada  biomassa kangkung  air  (Ipomoea  aquatica Forsk) [skripsi]. Malang : Jurusan  Kimia,  Fakultas  Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri  (UIN)  Maulana  Malik Ibrahim.