## KAJIAN ANALITIK PADA PEMISAHAN ION TIMBEL MENGGUNAKAN RESIN LEWATIT K-2621
Cheppy Asnadi, Riri Enriyani*, Rasyid Muhamad. H
Program Studi Analisis Kimia, Politeknik AKA Bogor Jl. Pangeran Sogiri No.283, Tanah Baru, Bogor Utara, Kota Bogor, Jawa Barat 16154
Email: ririyani@kemenperin.go.id
(Received : 1 November 2019; Accepted: 30 November 2019; Published: 1 Desember 2019)

## Abstrak
Resin  Lewatit  K-2621  merupakan  salah  satu  resin  penukar  ion  yang  yang  sifat  pertukarannya  selektif untuk beberapa ion logam. Resin lewatit dapat menyerap ion logam timbel (Pb 2+ ) yang dipengaruhi oleh kapasitas  resin  dan  pH  larutan.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  efisiensi  penyerapan ion  timbel  (Pb 2+ )  terhadap  kapsitas  resin  dan  pH  larutan.  Resin  lewatit  K-2621  divariasikan konsentrasinya  dari  0,03  g/L  –  0,5  g/L  dimana  efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb 2+ masing  –  masing 62,96%,  70,28%,  82,63%,  93.10%,  96,03%  dan  91,63%    .  Sedangkan,  pH  larutan  divariasikan  dari  pH 3,4,5,6  dan  7  dimana  efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb 2+ pada  masing-masing  pH  99,02%;  99,57%; 99,80%; 99,13% dan 98,24% . Efisiensi penyerapan ion Pb 2+ optimum diperoleh pada konsentrasi resin 0,2 g/L menggunakan larutan dengan pH 5.
Kata Kunci : Ion timbel, resin lewatit K-2621, kapasitas resin, pH

## Abstract
Resin  Lewatit  K-2621  is  one  of  Ion  exchange  resin  that  has  selectivity  exchange  for  some  metal  ions. Resin  lewatit  K-2621  could  adsorb  lead  ions  (Pb 2+ )  that  depends  on  resin  capacity  and  pH.  The objective  of  this  research  is  want  to  know  the  effect  of  resin  capacity  and  pH  of  solution  in  lead  ion absorption efficiency. The concentration of resin lewatit K-2621 was varied from 0,03 g/L until 0,5 g/L in  which  the  absorption  efficiency  were  62,96%,  70,28%,  82,63%,  93.10%,  96,03%  and  91,63%  . Meanwhile,  pH  of  solution  was  varied  at  pH  3,4,5,6  and  7  in  which  the  absorption  efficiency  were 99,02%;  99,57%;  99,80%;  99,13%  dan  98,24%.  Optimum  of  absorption  efficiency  was  obtained  by resin concentration 2 g/L using solution at pH 5.
Keyword : Lead ion, resin lewatit K-2621, resin capacity, pH

## PENDAHULUAN
Timbal termasuk  ke dalam logam berat yang tidak mudah terkorosi dan mudah diekstrak dari  bijihnya  untuk  mendapatkan  logam  timbel murni.  Sumber  mineral  yang  paling  lazim ditemui  untuk  logam  timbel  adalah  timbel  (II) sulfida  (PbS)  (Thornton,  2001).  Logam  timbel dapat  mencemari  udara  terdapat  dalam  dua bentuk,  yaitu  dalam  bentuk  gas  dan  partikel- partikel.  Gas  timbel  terutama  berasal  dari pembakaran  bahan  aditif  bensin  dari  kendaraan bermotor  yang  terdiri  dari  tetraetil  Pb  dan tetrametil  Pb.  Partikel-partikel  Pb  di  udara berasal  dari  sumber-sumber  lain  seperti  alkil  Pb dan Pb oksida, pembakaran arang dan sebagainya. Polusi Pb yang terbesar berasal dari pembakaran  bensin,  dimana  dihasilkan  berbagai komponen Pb, terutama PbBrCl dan PbBrCl.2PbO (Fardiaz, 1992). Salah satu bahaya yang  ditimbulkan  oleh  emisi  timbel  adalah
kemunduran  IQ  dan  kerusakan  otak.  elain  itu timbel  berbahaya  karena  dapat  mengakibatkan perubahan bentuk dan ukuran sel darah merah yang mengakibatkan  tekanan  darah  tinggi  (Gusnita, 2012).
Teknik  pemisahan  adalah  salah  satu metode dalam analisis kimia untuk menghilangkan atau  memisahkan  suatu  analit  dalam  suatu  matriks sampel.  Dalam  kimia  analitik  ada  beberapa  teknik pemisahan yang bersifat konvensional dan instrumentasi.  Beberapa  teknik  pemisahan  yang dikenal  adalah  teknik  ekstraksi  yang  meliputi ekstraksi cair-cair dan padat cair, teknik pemisahan dengan  pertukaran  ion,  teknik  pemisahan,  dan teknik terbaru dalam pemisahan dan prakonsentrasi adalah molecular imprinted polimer /ion imprinted polimer. Dengan  berbagai  teknik  pemisahan tersebut  dapat  diaplikasikan  untuk  pemisahan  ion timbel.  Ion  timbel  dapat  dipisahkan  dengan metode-metode  tersebut  dengan  melihat  kondisi
matriks,  jumlah  analit,  efisiensi  dan  recovery (Lestari, 2007).
Ion  timbel  dapat  dipisahkan  dengan teknik ekstraksi pelarut menggunakan pengompleks  atau  reagen  spesifik  (  Day  dan Underwood,  1991).  Selain  itu  ion  timbel  dapat dipisahkan menggunakan bahan penyerap zeolit. Teknik yang akan dikembangkan untuk penghilangan ion logam timbel adalah pemisahan  dengan  pertukaran  ion  menggunakan resin.  Resin  adalah  senyawa  hidrokarbon terpolimerisasi  sampai  tingkat  yang  tinggi  yang mengandung ikatan-ikatan hubung silang ( cross- linking ) serta gugusan yang mengandung ion-ion yang dapat dipertukarkan (Lestari, 2007).
Salah  satu  resin  yang  dapat  digunakan untuk  pemisahan  kation  adalah  resin  lewatit. Resin ini biasanya digunakan untuk menghilangkan  logam  kalsium  dan  magnesium dari air. Resin ini mempunyai sifat laju alir yang tinggi  selama  regenerasi  dan  pemanfaatan  yang baik  dari  total  kapasitas  dan  kebutuhan  air bilasan  rendah.  Untuk  melihat  kemampuan penyerapan resin sangat tergantung pada kondisi pH  (Sharma et  al ,  2014).  Kapasitas  serapan maksimum resin lewatit terhadap tembaga sulfat terjadi  pada  penambahan  0,2  gram  (Cheppy, 2016). Pada penelitian ini dicoba kapasitas resin dan  pH  larutan  terhadap  penyerapan  tembaga oleh resin Lewatit K-2621.

## BAHAN DAN METODE
Alat Spektrofotometer Serapan Atom, pH meter, piala gelas, labu takar, erlenmeyer dan peralatan gelas lainnya.
Bahan Resin  Lewatit  K-2621,  PbSO 4 ,  HCl,  NaOH, indikator universal, kertas saring, air suling.
Pemisahan dengan Metode Batch Larutan  Pb 2+ dengan  konsentrasi  5  ppm dari  garam  timbel  (II)  sulfat  sebanyak  100  mL dimasukkan  ke  dalam  gelas  piala.  Ke  dalam  gelas piala dimasukkan resin  yang kering sebanyak 0,03 g, 0,04 g, 0,05 g, 0,1 g, 0,2 g, 0,5 g. Larutan diatur pH sampai 4 dengan menggunakan HCl 0,1 M dan pH  diukur  menggunakan    pH  meter.  Larutan dikocok  dan  dibiarkan  selama  2  jam  sampai kesetimbangan  tercapai.  Setelah  kesetimbangan tercapai  resin  dipisahkan  dan  larutan  dianalisis dengan menggunakan AAS.
Penentuan Kondisi Optimum Pemisahan Timbel
Larutan  Pb 2+ dengan  konsentrasi  3  ppm dari  garam  timbel  (II)  sulfat  sebanyak  100  mL dimasukkan  ke  dalam  gelas  piala.  Masing-masing gelas  piala  divariasikan  pH  nya  dari  pH  3,  4,  5,  6 dan  7.  Ke  dalam  gelas  piala  dimasukkan  resin kering sesuai dengan hasil optimum dari pemisahan  dengan  metode batch .  Larutan  dikocok dan dibiarkan selama 2 jam sampai kesetimbangan tercapai.  Setelah  kesetimbangan  tercapai  resin dipisahkan dan larutan dianalisis dengan menggunakan AAS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemisahan dengan Metode Batch
Pemisahan dengan metode batch bertujuan  untuk  menentukan  kapasitas  maksimum resin  yang  dapat  digunakan  dalam  penyerapan  ion logam  Pb 2+ .  Efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb 2+ menggunakan  resin  lewatit  K-2621  dapat  dilihat pada Gambar 1.
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Ef isi en si p en yer ap an io n Pb ( % ) Konsentrasi resin (g/L)
Dari  Gambar  1  diperoleh  bahwa semakin besar konsentrasi  resin yang digunakan maka  efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb 2+ oleh resin  lewatit  semakin  meningkat.  Efisiensi penyerapan  ion  Pb 2+ pada  konsentrasi  0,03  g/L sebesar  62,96%  kemudian  meningkat  menjadi 70,28%  pada  konsentrasi  resin  0,04  g/L sedangkan pada konsentrasi 0,05 g/L dan 0,1 g/L efisiensi  penyerapan  ion  Pb 2+ sebesar  82,63% dan  93.10%.  Efisiensi  penyerapan  ion  Pb 2+ optimum  berada  pada  konsentrasi  resin  0,2  g/L dengan  efisiensi  penyerapan  sebesar  96,03%. Kemudian  efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb 2+ menurun  pada  konsentrasi  resin  0,5  g/L  dengan penyerapan sebesar 91,63%.
Kondisi
optimum ditentukan berdasarkan  kapasitas  adsorpsi  tertinggi  dari
masing – masing parameter. Peningkatan kapasitas adsorben  dalam  penelitian  ini  berupa  resin  lewatit K-2621 akan  menyediakan sisi aktif  yang semakin besar  sehingga  efisiensi  penyerapan  semakin meningkat.  Menurunnya  kapasitas  adsorpsi  resin setelah  mencapai nilai  maksimum disebabkan oleh proses  desorpsi  atau  pelepasan  kembali  adsorbat setelah  pengocokan.  Desorpsi  terjadi  akibat permukaan  adsorben  yang  telah  jenuh  sehingga laju adsorpsi menjadi menurun (Barros, 2003).

## Penentuan  kondisi  optimum  pemisahan  ion timbel
Penentuan  kondisi  optimum  dilakukan dengan  memvariasikan  pH  larutan  Pb 2+ dari  pH 3,4,5,6  dan  7.  Pengaruh  pH  terhadap efisiensi penyerapan ion  Pb 2+ dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pengaruh pH terhadap efisiensi penyerapan ion timbel oleh resin lewatit K-2621
Dari  Gambar  2  diperoleh  bahwa semakin  tinggi  pH  larutan  Pb 2+ maka  efisiensi penyerapan  ion  logam  Pb 2+ oleh  resin  lewatit semakin  meningkat.  Efisiensi  penyerapan  ion Pb 2+ pada  pH  3,4,5,6  dan  7  sebesar  99.02%; 99.57%; 99.80%; 99.13% dan 98.24%. Kecilnya efisiensi ion Pb 2+ yang terserap pada pH 3 dan 4 disebabkan oleh protonasi yang berlebihan. Pada kondisi  pH<5  spesi  ion  timbel  yang  terbentuk dalam  larutan  adalah  ion  Pb 2+ sehingga  terjadi persaingan antara proton dan muatan positif Pb 2+ di  permukaan  resin.  Pada  pH  5  efisiensi penyerapan resin mengalami peningkatan disebabkan  oleh  berkurangnya  kompetisi  antara proton dengan muatan positif Pb 2+ di permukaan resin sehingga ion timbel yang diserap oleh resin semakin meningkat (Kobya M et. al , 2005).
Penurunan efisensi penyerapan ion Pb 2+ terjadi  pada  kondisi  larutan  dengan  pH>5, disebabkan  dalam  kondisi  basa  terbentuknya spesi hidrokso seperti Pb(OH) 2 yang mengendap di dalam larutan. Pengendapan tersebut menyebabkan  menurunnya  kadar  Pb 2+ dalam larutan sehingga ion Pb 2+ yang diserap oleh resin semakin sedikit. Berdasarkan data Ksp diperoleh
bahwa  Pb(OH) 2 mulai  mengendap  pada  pH>5 sehingga  terjadi  penurunan  laju  adsorpsi  pada  pH tersebut.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  dengan pemisahan  menggunakan  metode batch diperoleh kapasitas  resin  optimum  pada  konsentrasi  0,2  g/L dengan  efisiensi  penyerapan  sebesar  96,03%  dan efisiensi  penyerapan  ion  timbel  oleh  resin  Lewatit K-2621  optimum  pada  pH  5  dengan  efisiensi penyerapan sebesar 99,80%.

## DAFTAR PUSTAKA
Barros,  J.  (2003). Biosorption  of  cadmium  using the  fungus  aspergillus  niger .  Brazilian Journal of Chemical Engineering, 20, 1-17. Cheppy,  A.  (2016). Pemisahan  Ion  Tembaga Menggunakan Resin Lewatit  K-2621. Warta AKAB Politeknik AKA Bogor, 36 , 2 Day and Underwood. (1991). Quantitative Analysis Fourth  Edition ,  Practice  Hall  International, New Jersey.
Fardiaz,  S.  (1992). Mikrobiologi  Pangan  I . Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Gusnita, D. (2012). Pencemaran Logam Berat di Udara  (Pb)  dan  Upaya  Penghapusan Bensin  Bertimbal ,  Berita  Dirgantara, 13 , 3. Helcio, J.I.., Rodrigo, F. D.S.S., Maria, D. R. C, Angelo,  C.N.,  Marco,  A.K.D.A.,  dan Andre,  L.D.C.P.  (2012). State-of-the-Art and  Trends  in  Atomic  Absorption , Review. Kalal, HS.,  H.A Panahi, H Hoveidi, M Taghiof, MT  Menderjani.  (2012). Synthesis  and application of Amberlite xad-4 funtionalized  with  alizarin  red-s  for preconcentration and adsorption of
rhodium (III) . Iran Journal of Environmental Health science
&Engineering, 1-9. Kobya M., Demirbas E., Senturk E dan  Ince M. (2005). Adsorption  of  heavy  metal  ions from  aqeous  solutions  by  activated carbon  prepared  from  apricot  stone . Bioresour. Technol, 19, 1518 -1521. Lestari,D.E. dan Utomo,S.B.
(2007).
Karakterisasi  Kinerja  resin  penukar  Ion pada Sistem Air bebas mineral (GCA 01) RSG-GAS. Seminar  nasional  III  SDM teknologi nuklir, 95-104. Palar,  H.  (1994). Pencemaran  dan  Toksikologi Logam Berat , Rineka Cipta, Jakarta.10-11 dan 74 – 75. Sharma, U., Agrawal, S., Shrivastaw, K. (2014). An  Analytical  Approach  for  Removal  of Heavy  Metals  from  Aquous  Solution  by Inorganic  Basic  Lead  Molybdate  Ion Exchanger  8-  hydroxyquinolin. Chemical Science Transactions, 312, 341-349 Thornton, I., Rautiu, R., Brush, S. (2001). LEAD the facts, IC Consultants Ltd, London.