ISSN: 1410-8917
e-ISSN: 2597-9914
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 21 (1) (2018) : 19 – 23
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi

## Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa

## Blue Methylene Retrieval using Silica-Salicylic Acid Modified Filtering
Desriana Chrisyanti a , Gunawan a* , Abdul Haris a
a Analytical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: gunawan@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o A b s t r a c t Keywords: methylene blue, silica, salicylic acid
The  retrieval  of  methylene  blue  using  a  silica-modified  sulfide-salicylic  acid  has  been carried out. Salicylate-silica-acid alloys have been prepared by comparing the four media ie filter paper, silica-filter paper, salicylic acid-filter paper and salicylic acid-silica-filter paper.  This  study  aims  to  study  the  recovery  of  methylene  blue  using  salicylic  acid- modified  silica  filtering  with  various  parameters  on  the  adsorption  and  desorption process. The results showed that the salicylic acid-silica alloy could improve the capability of methylene blue removal. The result of pH variation on the adsorption process showed that at pH 7 methylene blue can be taken 92.89%. Whereas at concentration variation, salicylic acid at 5 mM can take methylene blue equal to 92.86%. The desorption results showed that pH 1 methylene blue could be desorbed at 308.89 mg/g, while the variation of contact  time  of  desorption  ie  at  110  minutes  could  an  saturate  the  blue  methylene  by 589,61 mg/g. The UV-Vis analysis showed a decrease in absorbance in salicylic acid after contact with silica. The FTIR analysis also shows that in salicylate-silica-acid alloys there are Si-O groups derived from silica and C = O derived from salicylic acid.

## A b s t r a k
Kata Kunci: Metilen biru, silika, asam salisilat Pengambilan metilen biru menggunakan penyaringan termodifikasi silika-asam salisilat telah  dilakukan  dengan  membuat  paduan  silika-asam  salisilat  dan  membandingkan keempat media yaitu kertas saring, kertas saring-silika, kertas saring-asam salisilat dan kertas  saring-silika-asam  salisilat.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari pengambilan metilen biru menggunakan penyaringan termodifikasi silika-asam salisilat dengan  berbagai  parameter  pada  proses  adsorpsi  dan  desorpsi.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  paduan  silika-asam  salisilat  dapat  meningkatkan  kemampuan pengambilan  metilen  biru.  Hasil  variasi  pH  pada  proses  adsorpsi  menunjukkan  bahwa pada  pH  7  metilen  biru  dapat  terambil  92,89%,  sedangkan  variasi  konsentrasi  asam salisilat  pada  5  mM  dapat  mengambil  metilen  biru  sebesar  92,86%.  Hasil  desorpsi menunjukkan pada pH 1 metilen biru dapat terdesorpsi sebesar 308,89 mg/g, sedangkan variasi waktu kontak desorpsi yaitu pada waktu 110 menit dapat mendesorpsi metilen biru sebesar 589,61 mg/g. Hasil analisis UV-Vis menunjukkan adanya penurunan absorbansi pada asam salisilat setelah kontak dengan silika. Hasil analisis FTIR juga menunjukkan pada paduan silika-asam salisilat terdapat gugus Si-O yang berasal dari silika dan C=O yang berasal dari asam salisilat.

## 1. Pendahuluan
Industri tekstil merupakan salah satu industri yang berkembang  begitu  pesat  di  Indonesia.  Salah  satu
kegiatan  dalam  proses  industri  tekstil  adalah  proses pewarnaan [1, 2]. Metilen biru merupakan salah satu zat warna  kation  yang  sering  digunakan  pada  pencelupan
kapas,  kayu  dan  sutra  [3].  Paparan  akut  metilen  biru dapat  menyebabkan  beberapa  efek  berbahaya  yaitu menyebabkan  peningkatan  denyut  jantung,  muntah, sianosis, ikterus dan nekrosis [4]. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan terhadap limbah metilen biru.
Salah satu pengolahan limbah metilen biru dengan menggunakan adsorben. Silika dikenal sebagai adsorben yang mampu mengadsorp antara lain ion logam dan zat warna. Berdasarkan penelitian Han dkk. [5] metilen biru teradsorpsi  90%  dengan  menggunakan  silika.  Selain penggunaan  adsorben,  ekstraksi  cair-cair  merupakan salah  satu  metode  pengambilan  metilen  biru  [6]. Ekstraksi  cair-cair  menggunakan  ekstraktan  sebagai carrier dalam  proses  eskstraksi  yang  berikatan  dengan pelarut  organik,  sehingga  zat  warna  dapat  digunakan kembali.  Penelitian  El-Ashtoukhy  dan  Fouad  [3] menggunakan  ekstraktan  sodium  dodesilbenzena sulfonat  yang  dapat  mengambil  metilen  biru  sebesar 93,65%.  Ekstraktan  lain  yang  digunakan  untuk pengambilan  metilen  biru  adalah  asam  salisilat.  Asam salisilat  dapat  mengambil  metilen  biru  lebih  dari  93%. Berdasarkan  beberapa  penelitian  diatas,  penelitian  ini akan  dilakukan  dengan  memadukan  silika  dan  salisilat untuk  mempelajari  pengambilan  metilen  biru  dengan penyaringan  termodifikasi  asam  salisilat  dengan berbagai parameter.

## 2. Metode Penelitian

## Alat dan bahan
Alat  yang  digunakan  adalah  peralatan  gelas laboratorium,  magnetic  stirrer,  pH  universal,  kertas saring halus, Neraca analitik (Mettler-200), Spektrofotometer  UV-Vis  (Shimadzu)  dan  Fourier Transform Infra Red (FTIR) shimadzu prestige 21. Bahan yang  digunakan  adalah  metilen  biru  (Merck),  asam salisilat  (Merck),  silika  G60  (Merck),  HCl  37%,  NaOH (Merck) dan akuades.

## Pengambilan Metilen Biru
Pengambilan  metilen  biru  dilakukan  dengan membandingkan  empat  macam  media  yaitu  kertas saring,  kerta  saring-silika,  kertas saring-asam  salisilat dan kertas saring-silika-asam salisilat.

## Pembuatan Paduan Silika- Asam Salisilat
Silika sebanyak 5 mg diratakan di atas kertas saring, kemudian  dialirkan  asam  salisilat  ke  atas  kertas  saring yang telah dilapisi silika.

## Studi Adsorpi
Studi  adsorpsi  meliputi  variasi  pH,  variasi konsentrasi  asam  salisilat  dan  variasi  konsentrasi metilen  biru.  Filtrat  hasil  penyaringan  diukur  dengan menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis,  sedangkan silika-asam  salisilat  diatas  kertas  saring  dikeringkan untuk dilanjutkan pada proses desorpsi

## Studi Desorpsi
Studi desorpsi meliputi variasi pH dan waktu kontak. Proses desorpsi menggunakan silika-asam salisilat hasil
adsorpsi yang dimasukkan ke dalam cawan petri dengan variasi pH dan waktu kontak. Hasil desorpsi didekantasi untuk
selanjutnya diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

## Karakterisasi Paduan Silika-Asam Salisilat
Filtrat  dari  asam  salisilat  yang  menetes  setelah kontak dengan silika serta hasil desorpsi diukur dengan menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis,  sedangkan hasil  lapisan  silika-asam  salisilat  di  atas  kertas  saring sebelum adsorpsi dan setelah adsorpsi dikeringkan untuk dianalisis dengan menggunakan FTIR.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Pengambilan Metilen Biru
Pengambilan  metilen  biru  membandingkan  empat media  yaitu  kertas  saring,  kertas  saring-silika,  kertas aring-asam  salisilat  dan  kertas  saring-silika-asam salisilat.  Pembandingan  empat  macam  media  ini bertujuan  untuk  melihat  kemampuan  yang  paling  baik dalam pengambilan metilen biru.
Berdasarkan  gambar  1  paduan  silika-asam  salisilat dapat mengambil metilen biru lebih banyak dibandingkan  ketiga  media  lainnya.  Pengambilan metilen  biru  pada  kertas  saring-silika-asam  salisilat memiliki  selisih  sebesar  13,3%  dengan  menggunakan kertas saring saja, sedangkan dengan penambahan asam salisilat sebesar 17,66 % dan kertas saring-silika sebesar 7,52%.  Selisih  metilen  biru  yang  teradsorpsi menunjukkan adanya peningkatan kemampuan adsorpsi dengan  penggunaan  silika  dan  asam  salisilat  untuk adsorpsi metilen biru. Pengambilan metilen biru dengan berbagai  cara  seperti  pada  gambar  1  menunjukkan pengambilan metilen biru dengan menggunakan kertas saring-silika-asam salisilat paling baik untuk pengambilan metilen biru. Paduan kertas saring-silika- asam  salisilat  digunakan  untuk  pengambilan  metilen biru dengan berbagai parameter.
Gambar 1. Pengaruh volume metilen biru 20 mgL -1 terhadap persentase metilen biru yang terambil
Studi Adsorpsi metilen biru dengan kertas saring- silika-asam salisilat

## Variasi pH
Variasi  pH  bertujuan  untuk  melihat  pengaruh  pH dalam pengambilan metilen biru.
Gambar 2. Pengaruh pH terhadap persentase metilen biru yang teradsorpsi
Kemampuan  adsorpsi  metilen  biru  menurun  pada pH  lebih  dari  7  seperti  terlihat  pada  gambar  2. Pengambilan  metilen  biru  paling  tinggi  yaitu  sebesar 92,89%  pada  pH  7  hal  ini  dikarenakan  pada  pH  netral metilen  biru  dapat  dengan  mudah  berikatan  dengan asam  salisilat.  Penurunan  metilen  biru  yang  terambil disebabkan  adanya  H + pada  pH  asam  mengakibatkan persaingan  antara  ion  H + dari  asam  dengan  muatan positif  dari  metilen  biru  untuk  berikatan,  sedangkan penurunan metilen biru yang terambil pada kondisi basa disebabkan  adanya  OH - dan  gugus  COO - dari  asam salisilat  yang  menyebabkan  adanya  kompetisi  untuk berikatan dengan metilen biru [7].

## Variasi Konsentrasi Asam Salisilat
Konsentrasi asam salisilat yang digunakan yaitu 0-8 mM. Asam salisilat memiliki  gugus aktif COO - sehingga asam salisilat dapat berikatan dengan metilen biru yang bersifat  kation.  Gambar  3  menunjukkan  adsorpsi tertinggi  metilen  biru  yaitu  pada  konsentrasi  asam salisilat 5 mM metilen biru dapat teradsorpsi 92,89%.
Gambar 3. Pengaruh konsentrasi asam salisilat terhadap persentase metilen biru teradsorpsi
Asam  salisilat  dan  metilen  biru  akan  mengalami interaksi  elektrostatik  diantara  dua  muatan  yang berlawanan  antara  kation  metilen  biru  dengan  anion yang berasal dari asam salisilat [8].
Untuk melihat asam salisilat telah terikat pada silika dilakukan  pengujian  spektra  UV-Vis  dari  asam  salisilat sebelum dan sesudah kontak dengan silika.
Gambar 4. Spektra UV-Vis asam salisilat dan asam salisilat setelah kontak dengan silika
Penurunan  absorbansi  seperti  pada  gambar  4 menunjukkan  penurunan  konsen-trasi  asam  salisilat setelah  kontak  dengan  silika,  hal  ini  menunjukkan adanya asam salisilat yang tertinggal di silika, sehingga dapat  dipastikan  di  permukaan  silika  terdapat  asam salisilat.

## Variasi Konsentrasi Metilen Biru
Variasi  konsentrasi  metilen  biru  bertujuan  untuk melihat  kemampuan  pengambilan  metilen  biru  dengan paduan silika-asam salisilat dalam kertas saring. Selain itu,  variasi  konsentrasi  metilen  biru  bertujuan  untuk melihat kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben.
Gambar 5. Pengaruh variasi konsentrasi metilen biru terhadap persentase metilen biru yang teradsorpsi
Gambar  5  menunjukkan  metilen  biru  teradsorpsi paling  tinggi  pada  konsentrasi  20  mgL -1 yaitu  sebesar 92,89%. Variasi konsentrasi metilen biru 20, 40 , 60, 80 dan  100  mgL -1 dapat  mengadsorpsi  metilen  biru  lebih dari 90%, sedangkan pada konsentrasi metilen biru lebih
dari  100  mgL -1 metilen  biru  mengalami  penurunan adsorpsi.

## Isoterm Adsorpsi
Isoterm  adsorpsi  paduan  silika-asam  salisilat diasumsikan mengikuti pola isoterm Langmuir. Isoterm Langmuir diperoleh dengan membuat  kurva  c  terhadap c/ (x/m )  sehingga  diperoleh  slope  1/( x m ) max dan  intersept yaitu 1/( x m ) max. a seperti pada gambar 6.
Gambar 6. Isoterm adsorpsi Langmuir me-tilen biru dengan paduan silika-asam salisilat
Kapasitas adsorpsi maksimum sebesar 909,09 mg/g yang menunjukkan jumlah maksimum metilen biru yang dapat  teradsorpsi  pada  paduan  silika-asam  salisilat sebesar 909,09 mg/g. Nilai a sebesar 0,02 dan koefisien korelasi  (R 2 )  sebesar  0,97.  Model  isoterm  Langmuir membentuk  lapisan  monolayer  yang  menunjukkan bahwa  situs  aktif  pada  adsorben  hanya  dapat mengadsorpsi satu molekul adsorbat saja [9].

## Analisis FTIR
Hasil analisis FT-IR menunjukkan adanya silika dan asam  salisilat  yang  ditunjukkan  dengan  gugus  fungsi pada bilangan gelombang tertentu.
Gambar 7. Hasil analisis FTIR sebelum adsorpsi dan setelah adsorpsi
Pita serapan 470,63 cm -1 menunjukkan vibrasi tekuk Si-O-Si,  pita  serapan  802,39 cm -1 menunjukkan  vibrasi ulur simetri Si-O, pita serapan 1103,28 cm -1 menunjukkan vibrasi  ulur  asimetri  Si-O,  pita  serapan  1381,71  cm -1 menunjukkan  vibrasi  C-N,  pita  serapan  1635,34  cm -1 menunjukkan  adanya  vibrasi  tekuk  OH,  pita  serapan
1851,66  cm -1 menunjukkan  adanya  vibrasi  C=O,  pita serapan pita serapan 2368,59 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi  C-H  ,  pita  serapan  2862,36  cm -1 menunjukkan adanya  CH 3 asimetri,  pita  serapan  2931,80  cm -1 menunjukkan adanya C-H alifatik, pita serapan 3417,86 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi OH dari silanol [10].
Spektra  FTIR  pada  Gambar  7  setelah  adsorpsi menunjukkan  adanya  serapan  baru  pada  bilangan gelombang  1381,71  cm -1 yang  berasal  dari  vibrasi  C-N metilen biru.

## Studi Desorpsi
Variasi pH
Hasil  desorpsi  pH  1-6  berturut-turut  sebesar 308,59; 276,37; 256,08; 190,45; 8,82, dan 7,2 mg/g.
Gambar 8. Pengaruh pH terhadap metilen biru yang terdesorpsi
Gambar 8 menunjukkan bahwa sema-kin rendah pH atau semakin asam maka metilen biru yang terdesorpsi akan semakin besar.

## Variasi Waktu Desorpsi
Waktu desorpsi yang digunakan yaitu 10-150 menit dengan menggunakan HCl sebagai agen pendesorp.

## Gambar 9. Pengaruh waktu kontak terhadap metilen biru yang terdesorpsi
Gambar  9  menunjukkan  kemampuan  desorpsi menurun pada waktu lebih dari 110 menit dimungkinkan
tidak terjadi lagi kesetimbangan sehingga H + yang terikat pada adsorben terlepas kembali [11].

## 4. Kesimpulan
Paduan  silika-asam  salisilat  dapat  menaikkan persentase  adsorpsi  metilen  biru,  hasil  adsorpsi menunjukkan pada pH 7 metilen biru teradsorpsi paling besar yaitu 92,89 %, sedangkan variasi konsentrasi asam salisilat  yang  paling  baik  untuk  pengambilan  metilen biru yaitu pada 5 mM dan variasi konsentrasi metilen biru menunjukkan  semakin  banyak  partikel  adsorbat  maka persentase  metilen  biru  teradsorpsi  semakin  menurun. Hasil  desorpsi  menunjukkan  pada  pH  1  mampu mendesorpsi hingga 308,9 mg/g, sedangkan pada waktu kontak  110  menit  desorpsi  maksimum  metilen  biru sebesar 589,61 mg/g.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Sulistias Mustika, Abdul Haris, Nor Basid Adiwibawa Prasetya,  Kajian  Metode  Elektrofotokatalisis, Elektrolisis  dan  Fotokatalisis  pada  Dekolorisasi Larutan  Zat  Warna  Remazol  Black  B  yang Mengandung Ion Logam Cu2+, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi , 16, 1, (2013) 17-22
[2]  Arthias  Cita  Febriyani,  Rum  Hastuti,  Abdul  Haris, Kajian Metode Elektrofotokatalisis, Elektrolisis dan Fotokatalisis  pada  Dekolorisasi  Larutan  Zat  Warna Remazol Brilliant Orange 3R yang Mengandung Ion Logam  Cu2+, Jurnal  Kimia  Sains  dan  Aplikasi ,  15,  1,
(2012) 7-12
[3]  E.-S.Z.    El-Ashtoukhy,  Y.O  Fouad,  Liquid – liquid extraction  of  methylene  blue  dye  from  aqueous solutions using sodium dodecylbenzenesulfonate as an  extractant, Alexandria  Engineering  Journal ,  54,
(2015) 77-81 10.1016/j.aej.2014.11.007
[4]  Reza  S.  Razmara,  Ali  Daneshfar,  Reza  Sahrai, Determination of methylene blue and sunset yellow in  wastewater  and  food  samples  using  salting-out assisted liquid – liquid extraction, Journal of Industrial and  Engineering  Chemistry ,  17,  3,  (2011)  533-536 http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2010.10.028
[5]  Hekun  Han,  Wei  Wei,  Zhifeng  Jiang,  Junwei  Lu, Jianjun Zhu, Jimin Xie, Removal of cationic dyes from aqueous solution
by adsorption onto hydrophobic/hydrophilic silica aerogel, Colloids and
Surfaces  A:  Physicochemical  and  Engineering  Aspects ,
509, Supplement
C, (2016) 539-549
http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.09.056
[6]  W. H. Rahmanto, Muhammad Asy'ari, Sel Elektrolisis 3 – Kompartemen  untuk  Ekstraksi  Magnesium  dan
Sulfat dari Sistem Larutan MgSO4 – KCl – H2O, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi , 9, 1, (2006)
[7]  M.  Soniya,  G.  Muthuraman,  Comparative  study between  liquid – liquid  extraction  and  bulk  liquid membrane  for  the  removal  and  recovery  of methylene blue from wastewater, Journal of Industrial and  Engineering  Chemistry ,  30,  (2015)  266-273 http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2015.05.032
[8]  Reza  Hosseinzadeh,  Khatereh  Khorsandi,  Maryam Jahanshiri,  Combination  photodynamic  therapy  of human  breast  cancer  using  salicylic  acid  and methylene blue, Spectrochimica Acta Part A: Molecular
and  Biomolecular  Spectroscopy ,  184,  Supplement  C,
(2017) 198-203
http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2017.05.008
[9] Yasemin  Bulut,  Haluk  Aydın,  A  kinetics  and thermodynamics study of methylene blue adsorption on wheat shells, Desalination , 194, 1, (2006) 259-267 http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2005.10.032
[10] Robert  M.  Silverstein,  Francis  X.  Webster,  David  J. Kiemle, David L. Bryce, Spectrometric Identification of  Organic  Compounds,  5  ed.,  John  Wiley  and  Sons Inc., New York, 1991.
[11]  Shofi Dwika  Adha, Danar Purwonugroho, Rachmat Triandi  Tjahjanto,  Pengaruh  Konsentrasi  Larutan HNO 3 dan  Waktu  Kontak  Terhadap  Desorpsi Kadmium(II)  yang  Terikat  Pada  Biomassa  Azolla Microphylla-Sitrat, Jurnal  Ilmu  Kimia  Universitas Brawijaya , 1, 1, (2015) 636-642