Submitted : 30 November Revised : 7 December
Accepted : 8 December

## ADSORPSI LOGAM Cu (II) DAN Fe (II) MEGGUNAKAN KERTAS KORAN BEKAS
Mardiah 1 *, Rif’an Fathoni 1
1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman Jalan Sambaliung 9 Kampus Gunung Kelua Samarinda Kalimantan Timur 75119
* Email: mardiah@ft.unmul.ac.id

## Abstrak
Salah satu parameter yang menentukan kualitas pencemaran air adalah kandungan logam berat seperti  tembaga (Cu)  dan  Besi  (Fe).  Paparan  logam  berat  dapat  mengakibatkan  penyakit  kanker  pada  manusia,  apabila dikonsumsi  secara  terus-menerus.  Oleh  karena  itu,  logam  ini  perlu  untuk  diolah  terlebih  dahulu  sebelum dibuang ke air permukaan atau pun sebagai air bersih. Pada penelitian ini telah diproduksi adsorben dari kertas koran  bekas.  Metode  adsorpsi  dipilih  karena  metode  ini  merupakan  proses  yang  sederhana  dan  efektif  untuk mengurangi  kadar  logam  berat.  Sedangkan  kertas  koran  bekas  memiliki  kandungan  selulosa  yang  telah  lama diketahui  mempunyai  potensi  yang  cukup  signifikan  karena  kemampuan  adsorpsi  nya  .Penelitian  ini  meliputi dua  tahap  yaitu  tahap  pertama  adalah  pembuatan  adsorben  dari  kertas  koran  bekas.  Kertas  koran  bekas dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida 10%  untuk mengurangi berbagai kotoran seperti debu dan tinta. Pada  tahap  kedua,  parameter  yang  telah  diujikan  adalah  dosis  adsorben  dan  waktu  kontak.  Setelah  tahap adsorpsi  selesai,  larutan  disaring  dan  dianalisa  dengan  menggunakan  Spektrofotometer  Serapan    Atom  (AAS). Dari hasil penelitian persen removal Cu (II)  tertinggi 99,31 %  dan Fe (II) 99,99% dan dari persamaan adsorpsi Ishoterm  Langmuir  diperoleh  kapasitas  adsorpsi    maksimal  (Q)    pada  2182  µg/g  untuk  Cu  (II)  dan  1552  µg/g untuk Fe (II).
Kata Kunci :  Adsorben, Adsorpsi, Kertas Koran

## Abstract
One of the parameters that determine the quality of water pollution is the content of heavy metals such as copper (Cu) and iron (Fe). Therefore, these metals need to be processed before being discharged into surface water or even as  clean  water.  This  study  produced  adsorbent  from  old  newspapers.  Adsorption  was  selected  for  this  method because it was a simple and effective process for reducing of heavy metals.  While old newspaper contained cellulose which is known to have potentially significant because of its adsorption capacity. This research included two step, the  first  was  to  produce  adsorbent  from  old  newspapers.  Old  newspapers  dissolved  in  a  solution  of  10%  sodium hydroxide to remove various impurities such as  dust and ink. In the second step, the  parameters that  were tested were dose adsorbent, and contacted time. After the adsorption  was complete, the solution was filtered and analyzed using  Atomic  Adsorption  Spectrophotometer  (AAS).  The  result    showed  that  the    percent  removal  of  Cu  (II)  was 99.31%    and  Fe  (II)    was  99.99%.    From  Ishoterm  Langmuir  adsorption  equation  it  was  obtained  that  maximum adsorption capacity (Q) was at 2182 µg/g for Cu (II) and 1552 µg/g for Fe (II).

## Keywords : Adsorbent, Adsorbtion, Newspaper

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Logam  berat merupakan  logam  yang  memiliki densitas  lebih  besar  dari  6  gr/cm 3 (O’Conell  dkk, 2008). Logam tembaga (Cu) dan Besi (Fe)  merupakan logam  berat  yang  banyak  digunakan  untuk  industri kelistrikan, elektroplating, baja maupun sebagai logam pendukung  dalam  berbagai  industri.  Selain  itu  juga ditemukan sebagai kontaminan pada industri pertambangan,  pengolahan  air  bersih,  pemukiman, dan limbah. Paparan logam berat dapat mengakibatkan  penyakit  kanker  pada  manusia. Sebagai  contoh  logam  Cu  apabila  terkonsumsi manusia  secara  terus  menerus  akan  mengakibatkan iritasi,  gatal-gatal,  penyakit  kulit,  kanker  liver,  ginjal dan  paru-paru  (Chakravarty  dkk,  2008).  Menurut Permenkes  Republik  Indonesia  No  492  tahun  2010, tentang  persyaratan  air  minum  disebutkan  kadar maksimum    yang  diperbolehkan  untuk  Cu  adalah  2 mg/l dan Fe adalah 0,3 mg/l.
Sehingga  logam  ini  perlu  untuk  diolah  terlebih dahulu  sebelum  dibuang  ke  air  permukaan  atau  pun sebagai  air  bersih.  Beberapa  proses  pengolahan tersebut diantara nya adalah koagulasi, presipitasi, ion exchange,  filtrasi  dengan  membran,  elektrochemical, dan  adsorpsi.  Di  antara  proses  tersebut,  proses adsorpsi  merupakan  proses  yang  sederhana  dan efektif untuk mengurangi kadar logam berat. Adsorbsi adalah proses pengumpulan substansi pada permukaan  antara  dua  fase  seperti  padat-cair  dan padat-gas  (Bhatnagar  dan  Sillanpaa,  2010).  Selain  itu, adsorben  (zat  penyerap)  dapat  digunakan  kembali, sebagaimana penelitian yang dilakukan oleh Chakravarty  dkk  (2008)  menunjukan  sebanyak  80% Cu  yang  terserap  pada  adsorben  kertas  koran  dapat dilarutkan dengan menggunakan HCl.
Karbon  aktif  sebagai  adsorben  telah  banyak digunakan  dalam  pengolahan  air.  Sumber  karbon dikonversi menjadi karbon aktif dengan menggunakan pemanasan  yang  tinggi,  tanpa  atau  dengan  sedikit udara. Namun karbon aktif masih merupakan material yang mahal dan apabila diinginkan kualitas yang tinggi maka  akan  menaikkan  biaya  nya  pula.  Selain  itu karbon  aktif    lebih  banyak  digunakan  untuk  adsoprsi komponen  organik  daripada  logam  berat  (O’Conell dkk, 2008).
Sehingga  akhir-akhir  ini  banyak  dikembangkan adsorben  alternatif  yang  sifat  nya low-cost atau berbiaya  murah  namun  memiliki  keunggulan  yang mirip  dengan  karbon  aktif.  Salah  satu  nya  adalah mengembangkan bio-adsorbent yang  berasal  dari selulosa. Selulosa merupakan material yang ketersediaanya  melimpah  dan  dapat  diperbaharui. Dibandingkan  polimer  sintetik,  selulosa  merupakan biopolimer alami, sehingga lebih mudah terdekomposisi  oleh  lingkungan.  Selain  itu  selulosa mempunyai  potensi  yang  cukup  signifikan  karena kemampuan  adsorpsi  nya.  Shukla  dan  Sakhardande (1991), telah melakukan penelitian yakni menggunakan adsorben yang berasal dari pulp bambu dan serbuk gergaji yang diwarnai dengan monochlorotriazine, adsorben tersebut mampu
mengurangi kadar logam Cu 2+ , Pb 2+ , Hg, Fe 2+ ,Fe 3+ , Zn 2+ dan Ni 2+ .
Kertas koran bekas merupakan salah satu sumber selulosa  dan  memiliki  potensi  untuk  digunakan sebagai adsorben logam berat. Sebagaimana penelitian yang  dilakukan  oleh  Chakravarty  dkk  (2007) menggunakan  kertas  koran  yang  telah  dimodifikasi sebagai  adsorben  untuk  mengurangi  kadar  logam  Zn dengan kapasitas adsorpsi sebesar 9,20 mg/gr dengan konsentrasi  awal  Zinc  10,31  mg/l.    Kemudian Chakravarty dkk (2008) melakukan penelitian  dengan adsorben kertas koran untuk menyerap logam Cu (II), diperoleh  kapasitas  loading  maksimum  sebesar  30 mg/gr dengan konsentrasi awal Cu(II) 20 mg/l.
Dehghani  dkk  (2016)  menggunakan  kertas  koran bekas yang telah dimodifikasi untuk  menyerap logam chromium  sebesar  59,88  mg/gr  (64%)    dengan  dosis adsorben 3 gr/l dan waktu kontak 60 menit.
Oleh karena itu, dari paparan di atas kertas koran bekas memiliki potensi untuk di kembangkan menjadi salah satu alternatif adsorben logam berat.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  dalam  dua  tahap  yaitu tahap  pertama  adalah  pembuatan  adsorben  dari kertas  koran  bekas.  Kertas  koran  yang  sudah  tidak digunakan  lagi  direduksi  ukurannya,  kemudian dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida. Kemudian  kertas  koran  bekas  disaring  dengan menggunakan  kertas  saring  whatman  41  dan  dicuci dengan  aquadest  hingga  pH  nya  6,5-7.  Setelah  itu dikeringkan di dalam oven dan direduksi ukuran nya.
Adsorben  yang  diperoleh  dari  tahap  pertama kemudian  dilanjutkan  penggunaanya  pada  tahap kedua yakni tahap adsorpsi. Pada tahap ini, parameter yang  diujikan  adalah  dosis  adsorben,  lama  nya  waktu kontak , dan  jenis  larutan  yang  akan  digunakan  yakni CuSO 4. 5 H 2 O dan FeSO 4. 7 H 2 O .
Adsorben  dengan  dosis  yang  telah  ditentukan 0,05,  0,1,  0,25,  0,5  dan  1  gr  ,  dimasukan  ke  dalam  50 ml  larutan  CuSO 4. 5H 2 O  dan  FeSO 4. 7H 2 O  dengan konsentrasi 20 mg/lt selama waktu 120 menit.
Untuk  mengetahui  pengaruh  waktu  kontak terhadap  proses  adsorpsi,  digunakan  dosis  1  gram adsorben dengan waktu kontak 30, 60 dan 120 menit. Kemudian  setelah  adsorpsi  selesai,  larutan  disaring dengan  kertas  saring  whatman  41  dan  dianalisa dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom (AAS).
Persen removal Cu  (II)  dan  Fe(II)  serta  kapasitas adsorpsi,  dihitung  dengan  menggunakan  persamaan berikut :
% removal =                    x 100   ................................[1] Kapasitas adsorpsi :
................................[2]
Keterangan : C i : konsentrasi awal Cu atau Fe (mg/l) C e : konsentrasi akhir Cu atau Fe (mg/l) q e :Cu atau Fe yang teradsorpsi oleh adsorben (mg/g)
V  : total volume larutan (liter) m :dosis adsorben (g)

## Adsorbsi Ishoterm Langmuir
Model  pendekatan  adsorpsi  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  adsorbsi  ishoterm Langmuir.  Variabel  yang  digunakan  adalah    adsorben kertas koran  seberat 0,05 gram dan waktu kontak 30, 60 dan 120 menit.
Adapun  model  persamaan  Langmuir  dalam bentuk konsentrasi  sebagai berikut:
.................................................................... (3)
Dimana    q    adalah    massa  adsorbat  yang  teradsorbsi per    satuan  massa  adsorben  (mg/g),  Q  merupakan kapasitas  adsorbsi  (mg/g),    C  adalah  konsentrasi adsorbat  dalam  larutan  dan  b  adalah  konstanta kesetimbangan
Model adsorbsi dari Langmuir dapat dinyatakan dalam bentuk linier:
.................................................................... (4)
Di  mana  Q  dan  b  adalah  konstanta,  dan  harganya diperoleh  dari  ploting  grafik  C/q  vs  C.  Persamaan tersebut  merupakan  garis  lurus  dengan  slope  Q  dan intercept Q,b.

## 3. PEMBAHASAN

## 3.1 Pembuatan adsorben
Pada  penelitian  ini,  pembuatan  adsorben dilakukan dengan cara merendam kertas koran dalam larutan  NaOH  10%.  Tujuan  dari  perendaman  adalah untuk  menghilangkan  kotoran  seperti  debu  dan  tinta yang  melekat  pada  kertas  koran.  Proses  perendaman dilakukan  selama  satu  jam,  untuk  menghindari degradasi selulosa.
3.2. Pengaruh dosis adsorben terhadap konsentrasi akhir larutan
Koran terdiri dari matriks selulosa yang memiliki situs aktif (OH), situs aktif ini memiliki peran  penting untuk proses adsorpsi. Dengan adanya gugus hidroksil ini, selulosa mampu membentuk ikatan hidrogen baik secara  inter  maupun  intramolekuler    (Chakravarty dkk, 2008).
Gambar  1  dan  2  menunjukkan  hubungan  antara banyaknya  dosis  adsorben  yang  ditambahkan  dan konsentrasi  akhir  ion  Cu(II)  dan  Fe(II)  setelah dikontakkan  selama  120  menit.    Konsentrasi  awal larutan  Cu(II)  dalam  larutan  yang  digunakan  adalah sebesar  4,195  mg/l,  dan  Fe(II)  sebesar  1,659  mg/L. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  besarnya konsentrasi akhir logam Cu(II) dan Fe(II) pada  proses
adsorpsi  sangat  tergantung  pada  banyaknya  dosis adsorben  yang  digunakan  atau  dikontakkan  dalam larutan.  Semakin  banyak  adsorben  yang  dikontakkan dalam larutan, maka semakin besar  Cu(II) dan Fe (II) yang terserap dan konsentrasi akhir   Cu(II) dan Fe(II) akan  semakin  kecil.  Pada  dosis  adsorben  0,05  gram sudah  mampu  mengurangi  kadar  Cu(II)    dan  Fe  (II) dalam  larutan.  Dan  terlihat  konstan  apabila konsentrasi  dosis  adsorben  dinaikan  hingga  1  gram baik untuk adsorpsi Cu (II) maupun Fe (II).
Gambar 1 . Pengaruh dosis adsorben terhadap konsentrasi akhir Cu (II) dalam larutan
Gambar 2 . Pengaruh dosis adsorben terhadap konsentrasi akhir Fe (II) dalam larutan

## 3.3. Pengaruh waktu kontak terhadap konsentrasi akhir larutan
Gambar  3  dan  4  menunjukkan  hubungan  antara lamanya  waktu  kontak  yakni  30,  60  dan  120  menit pada  dosis  adsorben  1  gram  terhadap    konsentrasi akhir Cu(II) dan Fe(II).  Hasil penelitian menunjukkan bahwa  besarnya  konsentrasi  akhir  ion  logam  Cu(II) dan  Fe(II)  pada  waktu  kontak  30  menit  secara keseluruhan  baik  pada  adsorpsi    Cu(II)    maupun  Fe (II)    sudah  dapat  mengurangi  konsentrasi  Cu(II)  dan Fe(II)    dalam  larutan.  Dan  terlihat  konstan  apabila dinaikkan  menjadi  60  dan  120  menit  baik  untuk adsorpsi  Cu  (II)  maupun  Fe  (II).  Semakin  lama  waktu kontak antara larutan dengan adsorben menyebabkan semakin  banyaknya  adsorbat  yang  menempel  pada permukaan adsorben.
Gambar 3 . Pengaruh waktu kontak  terhadap konsentrasi akhir Cu (II) dalam larutan
Gambar 4 . Pengaruh waktu kontak terhadap konsentrasi akhir Fe (II) dalam larutan
3.4.  Pengaruh  dosis  adsorben  terhadap  persen removal
Persen removal merupakan besarnya konsentrasi Cu (II) dan Fe (II)  yang terserap oleh adsorben kertas koran  per konsentrasi awal Cu (II) dan Fe (II). Gambar 5    dan  6  persen removal meningkat  seiring  dengan kenaikan  dosis  adsorben  (dari  0,05  sampai  1  gram). Hal  ini  menunjukan  kemampuan  adsorben  kertas koran dalam mengadsorbi, semakin besar konsentrasi dosis  adsorben  maka  semakin  banyak  pula  logam  Cu (II)  dan  Fe  (II)  yang  terserap.  Pada  dosis  adsorben 0,25  gram  baik  Cu  (II)  maupun  Fe(II)  mulai  terlihat konstan.  Pada  dosis  yang  tinggi  kemungkinan adsorbat  yang  menempel  lebih  banyak,  dan  juga tercapai  keadaan  yang  jenuh  yaitu  adsorben  kertas koran  sudah  tidak  dapat  lagi  menyerap  Cu(II)  dan  Fe (II).  Persen removal tertinggi  pada  99,31  %  untuk logam Cu(II) dan pendekatan 99,99 % untuk logam Fe (II),  hal  ini  dikarenakan  pada  pembacaan  adsorbansi Spektrofotometer  Serapan  Atom  (AAS)  bernilai negatif,    karena  konsentrasi  Fe  (II)  yang  terkandung dalam  larutan  sangat  kecil  sehingga  AAS  tidak  dapat mendeteksi keberadaan Fe(II).
3.5. Pengaruh waktu terhadap persen removal Gambar  7  dan  8  menunjukkan  hubungan  antara lamanya  waktu  kontak  yakni  30,  60  dan  120  menit pada    dosis  1  gram  terhadap    persen removal ion logam  Cu(II)  dan  Fe(II).    Semakin  lama  waktu  kontak antara adsorben dengan larutan, maka semakin besar
persen removal logam  Cu(II)  dan  Fe  (II).  Adapun waktu kontak 60 dan 120 menit baik Cu(II) dan Fe(II) mulai terlihat konstan.
Gambar 5 . Pengaruh dosis adsorben  terhadap % removal Cu (II) dalam larutan
Gambar 6 . Pengaruh dosis adsorben  terhadap konsentrasi % removal Fe (II) dalam larutan
Gambar 7 . Pengaruh waktu kontak  terhadap % removal Cu (II) dalam larutan
3.6.  Pengaruh  dosis  adsorben  terhadap  kapasitas adsorbsi
Kapasitas adsorpsi merupakan besarnya konsentrasi  Cu  (II)  dan  Fe  (II)    yang  terserap  oleh adsorben  kertas  koran    per  gram  adsorben  kertas koran  pada  volume  larutan  yang  dikontakkan. Konsentrasi  awal  larutan  ion  Cu(II)  yang  digunakan adalah  sebesar  4,195  mg/l,dan  Fe(II)  sebesar  1,659 mg/L  dalam  50  ml  larutan  CuSO 4. 5  H 2 O  dan  FeSO 4. 7
H 2 O.  Pengaruh  dosis  adsorben  terhadap  kapasitas adsorpsi Cu (II) dan  Fe (II) dapat dilihat pada Gambar 9  dan  10.  Kapasitas  adsorbsi  (q)    Cu  (II)    dan  Fe(II) menurun seiring dengan meningkatnya dosis adsorben.  Hal  ini  dapat  terjadi  karena  konsentrasi kesetimbangan  dari  Cu(II)  dan  Fe(II)  dalam  larutan lebih  rendah  jika  konsentrasi  dosis  adsorben  lebih tinggi  sebagaimana  penelitian  yang  dilakukan  oleh Wang  dan  Li  (2009)  yang  melakukan  adsorbsi  Cr(VI) dengan menggunakan kertas koran terjadi penurunan kapasitas adsorbsi jika dosis adsorben dinaikkan.
Gambar 8 . Pengaruh waktu kontak  terhadap % removal Fe (II) dalam larutan
Gambar 9 . Pengaruh dosis adsorben  terhadap kapasitas adsorpsi Cu (II) dalam larutan
Gambar 10 . Pengaruh dosis adsorben  terhadap kapasitas  adsorpsi Fe (II) dalam larutan
3.7.  Pengaruh  waktu  kontak  terhadap  kapasitas adsorbsi
Pengaruh  lamanya  waktu  kontak  terhadap kapasitas  adsorpsi  Cu  (II)  dan    Fe  (II)  dapat  dilihat pada Gambar 11 dan 12. Semakin lama waktu kontak, kapasitas adsorbsi cenderung konstan.

## 3.8. Model Adsorpsi Ishoterm Langmuir
Kapasitas  penyerapan  maksimal  dari  adsorben kertas  koran  diperoleh  dengan    menggunakan pendekatan  model  persamaan  Langmuir.  Model adsorpsi  Ishoterm  Langmuir  dapat  dilihat  pada Gambar  13  dan  14.    Dosis  adsorben  yang  digunakan adalah  0,05  gram  dan  waktu  kontak  30,60  dan  120 menit  untuk  larutan  Cu  (II)  dan  Fe  (II).  Dari  hasil perhitungan menggunakan persamaan model adsorpsi Ishoterm Langmuir diperoleh R 2 untuk Cu (II) 0,9969 dan  Fe(II)  1.  Sehingga  model  adsorpsi  ishoterm Langmuir  dapat  diterapkan.  Kapasitas  Penyerapan maksimal  diperoleh  sebesar  2182  µg/g  untuk  Cu  (II) dan 1552 µg/gr untuk Fe (II) dengan konsentrasi awal Cu (II) 4,195 mg/l, dan Fe(II)  1,659 mg/l.
Gambar 11 . Pengaruh waktu kontak  terhadap kapasitas adsorpsi Cu (II)
Gambar 12 . Pengaruh waktu kontak  terhadap kapasitas adsorpsi Fe (II)
Gambar 13 . Model Adsorpsi Ishoterm Langmuir Cu (II)
Gambar 14 . Model Adsorpsi Ishoterm Langmuir Fe (II)

## 4. KESIMPULAN
Adsorben  dari  kertas  koran  bekas  dapat digunakan untuk mengurangi kadar Cu (II) dan Fe (II) dalam  larutan.  Kapasitas  Penyerapan  maksimal diperoleh  sebesar  2182  µg/g  untuk  Cu  (II)    dan  1552 µg/gr  untuk  Fe  (II)  dengan  konsentrasi  awal  Cu  (II) 4,195 mg/l,dan Fe(II)  1,659 mg/l.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  Lembaga  Penelitian  dan Pengabdian kepada
Masyarakat,
Universitas
Mulawarman,  Kementerian  Riset,  Teknologi  dan Pendidikan  Tinggi  yang  telah  membiayai  penelitian ini.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Bhatnagar  Amit;  Sillanpaa  Mika;  Utilization  of  agro industrial  and  municipal  waste  materials  as potential  adsorbents  for  water  treatment—A review, Chemical Engineering Journal,  2010, 157, 277–296.
Chakravarty S.;  Bhattacharjee S.; Gupta K.K.; Singh M.; Chaturvedi  H.T.;  Maity  S.,  Adsorption  of  Zn  from aqueous  solution  using  chemically  treated newspaper  pulp,    Bioresour.  Technol.,  2007,  98  , 3136–3141.
Chakravarty S.;  Pimple S;  Chaturvedi Hema T.; Singh S.; Gupta K.K.,   Removal of copper from aqueous solution  using  newspaper  pulp  as  an  adsorbent” Journal  of  Hazardous  Materials,  2008,159,    396– 403.
Dehghani  Mohammad  Hadi;  Sanaei  Daryoush;  Ali Imran;
Bhatnagar Amit, Removal of
chromium(VI)  from  aqueous  solution  using treated  waste  newspaper  as  a  low-cost adsorbent:  Kinetic  modeling  and  isotherm studies, Journal of Molecular Liquids,  2016, 215, 671–679.
O’Connell  David  William;  Birkinshaw  Colin;  O’Dwyer
Thomas  Francis,    Heavy  metal  adsorbents prepared  from  the  modification  of  cellulose:  A review, Bioresource Technology, 2008, 99, 6709– 6724.
Permenkes  Republik  Indonesia  No  492/MENKES /PER/IV/  2010,  tentang  persyaratan  kualitas  air minum.
Shukla  S.R.;  Sakhardande  V.D;  Dyestuffs  for  improved metal  adsorption  from  effluents,  Dyes  Pigments, 1991, 17, 11–17.
Wang Xue Song ; Li Zhi Zhong, Removal of Cr (VI) from aqueous  solution  by  newspapers,  Desalination, 2009, 249, 175–181.