ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 12 (1) (2009) : 40 – 46
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Pengolahan Limbah Cair Industri Batik dengan Metoda Elektrokoagulasi Menggunakan Seng Bekas sebagai Elektroda
Noni Ika Rahmawati a , Suhartana a,* , Gunawan a
a Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang 50275
* Corresponding author: suhartana@live.undip.ac.id A r t i c l e   I n f o A b s t r a c t Keywords: Batik waste, electrocoagulation, scrap zinc The liquid waste treatment of batik industry by electrocoagulation method using used zinc as an electrode which aims to separate the naphthol dye from waste has been conducted. During  the  electrocoagulation  process  the  zinc  metal  was  capable  of  forming  Zn(OH) 2 which  acted as  a  dyestuff adsorbent.  Since  the  Zn(OH)2  floc  was  capable  to adsorb  the naphthol dye hence the dye could be separated from the waste. In the electrocoagulation process,  determination  of  the  best  conditions  was  covering  application  potential,  pH variation and electrolysis time. The result of this research showed that the application potential was 7 volts, he best pH was 12 and the electrolysis time was 20 minutes. At room temperature,  electrocoagulation  of  batik  liquid  waste  gave  absorbance  decrease  of 97.64%, while the decrease of COD, TSS and turbidity content were 80.38%, 96.38% and 97.61%  respectively.  The  FTIR  test  showed  the  presence  of  absorption  similarities between waste before and after electrolysis. This showed that most of the dyestuffs had been separated from the wastewater and the electrocoagulation method could be applied to overcome the colored liquid waste.

## A b s t r a k
Kata kunci: limbah batik, elektrokoagulasi, seng bekas Telah  dilakukan  penelitian  pengolahan  limbah  cair  industri  batik  dengan  metoda elektrokoagulasi  menggunakan  seng  bekas  sebagai  elektroda  yang  bertujuan  untuk memisahkan zat warna naftol dari limbah.  Selama proses elektrokoagulasi logam  seng mampu  membentuk  Zn(OH) 2 yang  berperan  sebagai  adsorben  zat  warna.  Karena  floks Zn(OH) 2 mampu mengadsorpsi zat warna naftol sehingga zat warna dapat dipisahkan dari limbah. Pada proses elektrokoagulasi dilakukan penentuan kondisi terbaik yang meliputi potensial aplikasi, variasi pH dan waktu elektrolisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diperoleh potensial aplikasi sebesar 7 volt dengan pH terbaik 12 dengan waktu elektrolisis selama 20 menit. Pada temperatur kamar, elektrokoagulasi limbah cair batik memberikan penurunan absorbansi sebesar 97,64 %, sedangkan penurunan kandungan COD, TSS dan kekeruhan  masing-masing  adalah  80,38  %,  96,38  %  dan  97,61  %.  Pada  uji  FTIR menunjukkan adanya kemiripan serapan yang muncul antara limbah sebelum elektrolisis dan endapan hasil elektrolisis. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar zat warna telah dapat dipisahkan dari limbah cair dan metode elektrokoagulasi dapat diaplikasikan untuk mengatasi limbah cair berwarna.

## 1. Pendahuluan
Zat  warna  banyak  digunakan  dalam  berbagai industri. Industri batik perumahan merupakan salah satu
industri  yang  banyak  menggunakan  zat  warna  yang sisanya  dibuang  begitu  saja  ke  lingkungan  sebagai limbah.  Buangan  proses  pewarnaan  batik  ini menimbulkan  dampak  merugikan  bagi  lingkungan,
karena  lingkungan  mempunyai  kemampuan  terbatas untuk  mendegradasi  zat  warna  tersebut  [1].  Pada pewarnaan  batik  menggunakan  pewarna  alam  juga menggunakan pewarna buatan, misalnya senyawa naftol yang sangat berbahaya. Naftol merupakan salah satu zat warna yang banyak digunakan [2].
Limbah cair dari proses pewarnaan dan pencelupan batik merupakan salah satu sumber pencemaran air yang cukup  tinggi  jika  tidak  dilakukan  pengolahan  limbah. Teknologi pengolahan limbah cair secara biologi, kimia, fisika  maupun  kombinasi  antara  ketiga  proses  tersebut dapat  digunakan  untuk  mengolah  limbah  cair  industri batik. Untuk mengatasi masalah pengolahan limbah cair diperlukan  alternatif  baru  untuk  mengolah  limbah  cair industri  batik  yang  efektif  dan  efisien  dalam menurunkan polutan organik dan zat warna [3].
Disamping  itu,  lingkungan  sekitar  kita  terdapat berbagai  logam  bekas  seperti  seng  yang  sudah  tidak terpakai sehingga dapat mencemari lingkungan dan bila terakumulasi  dalam  tubuh  makluk  hidup  dalam  jumlah banyak akan beracun. Seng merupakan salah satu logam yang banyak digunakan dalam segala bidang kehidupan manusia,  namun  setelah  tidak  terpakai  maka  seng tersebut  akan  menjadi  bahan  pencemar  karena  seng mudah  sekali  diserap  oleh  tanaman,  sulit  terdegradasi dan usaha pemanfaatannya masih kurang [4]. Sementara itu menurut Cotton dan Wilkinson [5] seng memiliki sifat sebagai pengoksidasi dengan potensial standar oksidasi bernilai positif  yaitu 0,76 Volt dan mampu membentuk koagulan  logam  hidroksida  seperti  besi.  Logam  seng mempunyai  nilai  hasilkali  kelarutan  1×  10 -17 mol  L -1 sehingga  mudah  mengendap  dan  membentuk  gelatin Zn(OH) 2 [6] yang mempunyai pori-pori sehingga dapat digunakan  untuk  mengadsorpsi  zat  warna  dari  dalam larutannya melalui proses koagulasi.

## 2. Metode Penelitian

## Penentuan Kondisi Terbaik Elektrokoagulasi

## Penentuan Rentang Potensial Aplikasi
Sel  elektrolisis  dengan  elektroda  seng  disiapkan. Selanjutnya  sebanyak  50  mL  limbah  cair  batik dimasukkan  ke  dalam  gelas  beker,  kemudian  ditambah 0,71 gram Na 2 SO 4 dan ditambah H 2 SO 4 0,05 N sampai pH menjadi  2.  Selanjutnya  dipindahkan  ke  dalam  sel elektrolisis  kemudian  larutan  dielektrolisis  dengan variasi potensial listrik 1 – 10 volt selama 20 detik disertai pengukuran  arus  (I)  yang  dihasilkan.  Perlakuan  yang sama dilakukan terhadap larutan blanko, kemudian dari data yang didapat dibuat kurva potensial listrik terhadap arus listrik (E terhadap i) untuk memperoleh daerah kerja elektrolisis dan potensial minimal untuk mengelektrolisis sampel pada suasana asam.
Daerah potensial aplikasi untuk kondisi basa dapat dicari dengan perlakuan yang sama seperti pada kondisi asam tetapi dengan menambahkan NaOH 0,05 N sampai pH 10. Selanjutnya potensial aplikasi yang diperoleh dari suasana  asam  dan  basa  dibandingkan  dan  ditentukan potensial aplikasinya.

## Elektrokoagulasi Limbah Cair Batik dengan Variasi pH
Sel  elektrolisis  dengan  elektroda  seng  disiapkan. Selanjutnya  sebanyak  50  mL  limbah  cair  batik dimasukkan  ke  dalam  gelas  beker,  kemudian  ditambah 0,71 gram Na 2 SO 4 dan ditambah H 2 SO 4 0,05 N sampai pH menjadi  2.  Selanjutnya  dipindahkan  ke  dalam  sel elektrolisis.  Sel  elektrolisis  dihubungkan  dengan potensial  listrik  luar  dengan  potensial  aplikasi  7  volt selama 20 menit. Proses elektrolisis dilakukan pada suhu kamar.  Setelah  limbah  selesai  dielektrolisis  kemudian disaring dan filtrat yang diperoleh dilakukan pengujian. Perlakuan tersebut diulang untuk variasi pH 4, 6, 8, 10, 12, 14 dengan menambahkan asam sulfat 0,05 M dan atau NaOH  0,05  M.  Setelah  dilakukan  pengujian,  maka diperoleh pH terbaik.

## Elektrokoagulasi Limbah Cair Batik dengan Variasi Waktu Elektrolisis
Sel  elektrolisis  dengan  elektroda  seng  disiapkan. Selanjutnya  sebanyak  50  mL  limbah  cair  batik dimasukkan  ke  dalam  gelas  beker,  kemudian  ditambah 0,71  gram  Na 2 SO 4 dan  dikondisikan  sesuai  pH  terbaik yaitu  sebesar  12.  Selanjutnya  dipindahkan  ke  dalam  sel elektrolisis.  Sel  elektrolisis  dihubungkan  dengan potensial  listrik  luar  dengan  potensial  aplikasi  7  volt selama 10 menit. Proses elektrolisis dilakukan pada suhu kamar.  Setelah  limbah  selesai  dielektrolisis  kemudian disaring dan filtrat yang diperoleh dilakukan pengujian. Perlakuan  tersebut  diulang  untuk  variasi  waktu elektrolisis  20,30,40  dan  50  menit.  Setelah  dilakukan pengujian,  maka  diperoleh  waktu  minimum  proses elektrolisis.

## Elektrokoagulasi Limbah Cair Industri Batik pada Kondisi Terbaik
Limbah  yang  akan  dielektrolisis  ditempatkan  pada seperangkat alat pengolah limbah sesuai dengan desain alat yang telah dibuat. Sel elektrolisis dengan elektroda seng  bekas  disiapkan  sebanyak  16  buah.  Kemudian dipasang  pada  rangkaian  seperti  pada  desain  alat. Selanjutnya  sebanyak  1  liter  limbah  cair  industri  batik ditambah 14,2 gram Na 2 SO 4 dan dilakukan penambahan NaOH 0,05 N sampai pH menjadi 12. Selanjutnya limbah dialirkan  pada  balok  kaca  yang  telah  disiapkan. Kemudian masing-masing elektroda dihubungkan pada potensial listrik luar dengan potensial aplikasi 12 volt dan dilakukan  elektrolisis  selama  20  menit.  Setelah  limbah cair  batik  selesai  dielektrolisis  kemudian  disaring sehingga  diperoleh  limbah  yang  layak  untuk  dibuang. Filtrat yang diperoleh dilakukan pengujian dan endapan yang terbentuk dinalisis dengan menggunakan FTIR.

## Analisis kualitatif
Analisis  kualitatif  dilakukan  dengan  beberapa parameter, antara lain:
Uji  warna  pada  limbah. Pemeriksaan  warna dilakukan  dengan  membandingkan  warna  sampel setelah  elektrolisis  dengan  larutan  sampel  sebelum elektrolisis.
Uji warna dan bentuk endapan. Pemeriksaan warna dan  bentuk  endapan  dilakukan  dengan  mengamati
endapan  yang  terbentuk  dari  hasil  elektrolisis  serta dilakukan  analisis  menggunakan  metode  spektroskopi FTIR.
Uji  Derajat  Keasaman  Limbah  (pH). Pengujian dilakukan dengan mengukur pH limbah cair sebelum dan setelah dielektrolisis menggunakan pH meter.

## Analisis kuantitatif
Penentuan Persentase Dekolorisasi Pewarna Naftol dalam Limbah Cair Industri Batik dengan Spektrofotometer
Penentuan panjang gelombang maksimum. Spektrofotometer  dihidupkan,  kemudian  panjang gelombang  diatur  420  nm,  setelah  itu  larutan  blanko dimasukkan  dan  ditransmitansi  diatur  100%  dan absorbansi nol. Kemudian blanko diambil diganti limbah cair  batik.  Perlakuan  diulang  dengan  mengatur  variasi panjang  gelombang  sampai  dengan  670  nm  dengan interval  10  nm.  Setelah  memperoleh  data  dibuat  grafik dengan  absorbansi  sebagai  sumbu  Y  dan  panjang gelombang sebagai sumbu X. Puncak grafik menunjukkan panjang gelombang maksimum.
Pengukuran  Absorbansi  Larutan  Limbah  Batik. Absorbansi  tiap  limbah  cair  industri  batik  sebelum  dan sesudah  elektolisis  dengan  berbagai  konsentrasi  pada panjang gelombang maksimum diukur dengan langkah- langkah sebagai berikut: larutan blanko dimasukkan ke dalam  kuvet,  setelah  itu  blanko  di  dalam  kuvet ditempatkan pada spektrofotometer kemudian transmitansi diatur 100% dan absorbansi nol. Kemudian blanko  diganti  dengan  limbah  sebelum  elektrolisis. Perlakuan  yang  sama  diulang  untuk  limbah  setelah elektrolisis yang lain.
Perhitungan  Persentase  Dekolorisasi  Pewarna Naftol  dalam  Limbah  Cair  Industri  Batik. Persentase dekolorisasi  didapat  dari  absorbansi  larutan  sebelum elektrolisis  dikurangi  absorbansi  larutan  setelah elektrolisis  dan  dibagi  absorbansi  sebelum  elektrolisis lalu dikali 100%.
Persentase Dekolorisasi = ∆𝐴 𝐴 0 × 100%
∆A = Perubahan absorbansi yaitu absorbansi awal – absorbansi akhir
Ao = absorbansi awal

## Uji kadar COD
Pembuatan  larutan  pendestruksi. Penambahan 1,0216  g  K 2 Cr 2 O 7 ke  dalam 500  mL  akuades.  Lalu dilakukan penambahan 16,7 mL H 2 SO 4 pekat dan 3,33 g HgSO 4 lalu diencerkan sampai 1000 mL.
Persiapan  sampel  limbah  cair  batik. Pencucian tabung  refluks  dan  tutupnya  menggunakan  H 2 SO 4 20% sebelum digunakan. Kemudian pada contoh uji dilakukan homogenasi.  Pengambilan  2  mL  sampel  limbah  dan penambahan  1  mL  larutan  pendestruksi  serta  2  ml larutan  H 2 SO 4 .  Kemudian  dilakukan  penutupan  tabung dan pengocokan sampai homogen dan peletakan tabung
pada  pemanas  yang  telah  dipanaskan  pada  suhu  150 o C, selanjutnya dilakukan pereflukan selama 2 jam.
Pembuatan Kurva Kalibrasi. Pengoptimalan parameter  spektrofotometer  dilakukan  sesuai  petunjuk penggunaan alat. Kemudian penyiapan 5 larutan standar KHP  0,  50,100,150,  200  ppm dengan volum  yang  sama. Selanjutnya  dilakukan  pembacaan  absorbansi  pada panjang  gelombang  600  nm  dan  pembuatan  kurva kalibrasi.
Pengujian kadar COD. Pendinginan secara perlahan sampel  yang  telah  direfluks  dan  pendiaman  sampai suspensinya mengendap. Kemudian dilakukan pengukuran  sampel  dan  larutan  standar  pada  panjang gelombang  600  nm.  Pengukuran  dilakukan  dengan analisis duplo.

## Uji Kekeruhan
Pengukuran  kadar  kekeruhan  dilakukan  dengan menggunakan  alat  Nefelometer.  Langkah  awal  dengan mencuci tabung nefelometer dengan air suling kemudian sampel  dimasukkan  dalam  tabung  sehingga  kadar kekeruhan  akan  terbaca  oleh  alat.  Kadar  kekeruhan dihitung  dengan  cara mengalikan  nilai  kekeruhan  yang diperoleh dengan faktor pengenceran.

## Uji TSS
Persiapan  cawan. Botol  timbang  dimasukkan  ke dalam  oven  pada  suhu  103 o C – 105 o C  selama  satu  jam kemudian  dikeluarkan  dari  oven  dan  didinginkan  di dalam  desikator  selama  satu  jam.  Setelah  didinginkan botol  timbang  yang  berisi  kertas  saring  ditimbang dengan neraca analitik
Pengujian  Padatan  Tersuspensi  Total. Air  limbah batik diaduk dengan magnetic stirer untuk memperoleh air  limbah  batik  yang  homogen.  Kemudian  100  mL limbah  batik disaring  menggunakan  kertas  saring  yang sebelumnya  telah  dikeringkan  di  dalam  oven  dan dikeringkan di dalam desikator. Kertas saring yang berisi padatan  tersuspensi  dipindahkan  ke  dalam  botol timbang  dan  dimasukkan  ke  dalam  oven  selama  2  jam pada  suhu  103 o C – 105 o C.  Setelah  selesai  dikeringkan selanjutnya dinginkan ke dalam desikator selama 1 jam untuk menyeimbangkan suhu dan ditimbang.
Perhitungan. Kadar  Padatan  Tersuspensi  Total (mg/L) = (𝐴−𝐵) 𝑉 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜ℎ 𝑢𝑗𝑖 𝐿 × 1000
Keterangan: A = berat kertas saring dengan residu kering (mg)
B = berat kertas saring (mg)

## 3. Hasil dan Pembahasan
Penelitian  pengolahan  limbah  cair  batik  dengan metode  elektrokoagulasi  menggunakan  seng  bekas sebagai  elektroda  bertujuan  untuk  mengurangi intensitas warna naftol dalam limbah cair batik dengan terlebih  dahulu  mencari  kondisi  terbaik  yang  meliputi penentuan potensial aplikasi, pH dan waktu elektrolisis. Metode  elektrolisis  digunakan  untuk  mengurangi
intensitas  warna  naftol  dalam  limbah  cair  batik  karena dalam  proses  elektrolisis  seng  sebagai  anoda  akan dihasilkan  Zn(OH) 2 yang  berupa  endapan  gel  yang mampu memflokulasi pewarna melalui kopresipitasi dan penambahan  elektrolit  maka  seng  lebih  aktif  dan  lebih banyak  teroksidasi.  Jarak  antar  elektroda  dibuat  1  cm dengan maksud agar gas hidrogen yang dihasilkan oleh katoda  selama  proses  elektrolisis  dapat  mengenai permukaan  anoda  secara  lebih  merata  sehingga  dapat mempercepat  proses  pengapungan  dan  pengumpulan flok-flok seng hidroksida yang dihasilkan selama proses elektrolisis. Semakin besar jarak elektroda semakin besar pula  hambatan  yang  timbul  bagi  reaksi  yang  sedang berlangsung.  Hal  ini  sesuai  dengan  persamaan 𝑅 = 𝜌 𝑙 𝐴 , jika luas penampang elektroda (A) dibuat konstan, maka semakin kecil jarak antar elektroda (l) semakin kecil pula hambatan  (R)  yang  timbul  dalam  reaksi  pada  sistem elektrolisis  tersebut.  Sesuai  hukum  Ohm: 𝐼 = 𝑉 𝑅 ,  pada potensial  atau  tegangan  konstan,  semakin  kecil hambatan  yang  timbul,  maka  arus  menjadi  semakin besar  sehingga  mengakibatkan  proses  oksidasi  yang terjadi  semakin  cepat.  Semakin  cepat  prosses  oksidasi maka  pembentukan  flok  seng  hidroksida  juga  semakin cepat.

## Efek Kelistrikan
Metode pengurangan intensitas warna pada limbah cair batik secara elektrolisis dengan elektroda seng dapat terjadi karena dalam sistem elektrolisis tersebut terjadi reaksi  reduksi  oksidasi.  Pada  anoda  terjadi  proses oksidasi yaitu seng teroksidasi menghasilkan kation seng (Zn 2+ ), sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi air menghasilkan gas hidrogen dan anion hidroksida (OH - ). Reaksi  redoks  yang  terjadi  dalam  sistem  elektrolisis memenuhi persamaan berikut:
Anoda: Zn (s) → Zn 2+ + 2e
E o = 0,76 V
Zn 2+ (aq) + 2 OH - → Zn(OH) 2 (s) Katoda: 2H 2 O (aq) + 2e → H 2(g) + 2OH - → E o = 0,83 V Zn (s) + 2H 2 O (aq) → H 2(g) + Zn(OH) 2 → E 1 = - 0,07 V
Harga  potensial  reaksi  total  yang  terjadi  bernilai negatif.  Berdasarkan  persamaan: ΔG  = -n.F.E o sel ,  maka harga perubahan energi bebas gibbs ( ΔG ) bernilai positif sehingga reaksi tidak dapat berlangsung secara spontan. Untuk  dapat  terjadinya  reaksi  agar  elektrokoagulasi dapat  berlangsung  maka perlu  diberikan  potensial  atau tegangan dari luar [7].
Reaksi  redoks  yang  terjadi  dapat  mengakibatkan terjadinya  flokulasi  yaitu  terbentuknya  flok-flok  seng hidroksida yang berupa endapan gelatin. Flok-flok yang terbentuk  ini  mampu  mengadsorpsi  pewarna  naftol melalui  proses  kopresipitasi.  Kopresipitasi  zat  warna naftol  oleh  endapan  gelatin  seng  hidroksida  tersebut terjadi  karena  adanya  interaksi  antara  koloid  seng hidroksida dan zat warna naftol oleh adanya gaya van der walls  yang  disebabkan  oleh  perbedaan  muatan  pada permukaan kedua partikel tersebut.

## Elektrolisis Pelarut dan Penentuan Potensial Aplikasi
Elektrolisis  pelarut  dikerjakan  dengan  melakukan variasi  potensial  selama  elektrolisis  berlangsung.  Arus
yang mengalir di dalam sistem elektrolisis pada potensial tertentu  dicatat  dan  digambarkan  sebagai  kurva potensial terhadap arus. Kurva ini memberikan informasi tentang ranah elektroaktif sistem pelarut berair pada pH tertentu (asam dan basa). Sistem ini terdiri atas akuades dan elektrolit pendukung (Na 2 SO 4 ) tempat elektroda seng tercelup. Rentang potensial ini menggambarkan tingkat energi yang setara dengan energi yang diperlukan untuk berlangsungnya proses transfer elektron. Besar dan lebar rentang potensial ini bersifat khusus untuk setiap pelarut dan  dalam  penerapannya  bergantung  pula  pada komposisi  sistem  elektrolit  pendukung  dan  sifat  alami elektroda kerja seng. Rentang potensial ini memberikan batas  terbesar  pemberian  potensial  pada  tahap elektrolisis  selanjutnya.  Hal  tersebut  bertujuan  supaya kajian  elektrolisis  tidak  diganggu  dengan  komplikasi reaksi yang bisa terjadi pada daerah potensial yang lebih besar [8]. Penentuan rentang potensial dekomposisi ini dilakukan pada kondisi asam yang diwakili oleh pH 2 dan kondisi basa yang diwakili oleh pH 10.
Elektrolisis limbah cair batik dikerjakan pada harga potensial  yang  masuk  dalam  ranah  elektroaktif  pelarut akuades.  Elektrolisis  yang  dilakukan  di  luar  daerah  ini akan  mengakibatkan  pelarut  yang  digunakan  ikut terelektrolisis  sehingga  mekanisme  elektrokimia  yang dikaji menjadi bertambah rumit karena adanya kompetisi dan  campur  tangan  reaksi  kimia  produk/spesies  kimia yang  terbentuk  selama  proses  elektrolisis  pelarut (Sebagaimana dijelaskan pada bagian atas subbab ini).
Gambar 1 Kurva hubungan antara arus dan potensial aplikasi dalam elektrolisis limbah dan larutan blanko pada pH asam
Gambar 2 Kurva hubungan antara arus dan potensial aplikasi dalam elektrolisis limbah dan larutan blanko pada pH basa
Gambar  1  dan  2  memberikan  informasi  rentang potensial  elektrolisis  dan  potensial  aplikasi  terendah yang  harus  diberikan  untuk  proses  elektrolisis selanjutnya. Untuk sistem elektrolisis dengan elektroda seng  pada  suasana  asam  diperoleh  rentang  potensial sebesar  5,8-7,4  volt  sedangkan  untuk  suasana  basa diperoleh  rentang  potensial  6,6-7,8  volt.  Selanjutnya potensial  aplikasi  untuk  elektroda  seng  ditetapkan sebesar 7 volt baik pada suasana asam maupun basa.

## Pengaruh pH pada Elektrolisis
Setiap  jenis  air  limbah  terdapat  sedikitnya  satu daerah pH yang tepat untuk proses koagulasi-flokulasi. Oleh  karena  itu,  agar  proses  elektrokoagulasi berlangsung secara maksimum maka setiap sistem harus dikondisikan  pada  pH  optimumnya  [9].  Untuk menentukan  pH  terbaik  dekolorisasi  limbah  cair  batik, dilakukan  elektrolisis  pada  potensial  terkontrol  dengan variasi  pH  dan  absorbansi  sebagai  parameter  yang diukur.  Elektrolisis  dilakukan  dengan  menggunakan elektroda seng dengan variasi pH 2, 4, 6, 8, 10 dan 12. Dari data yang didapat kemudian digambarkan sebagai kurva pH terhadap persentase dekolorisasi.
Gambar 3 Kurva hubungan antara pH dengan % dekolorisasi
Kurva  ini  memberikan  informasi  hubungan  antara pH dengan persentase dekolorisasi limbah. Kecenderungan  pH  yang  diperoleh  akan  digunakan sebagai  parameter  tetap  pada  proses  elektrokoagulasi limbah  cair  batik.  Pada  penelitian  ini  persentase dekolorisasi  lebih  tinggi  pada  suasana  basa  dan ditetapkan pH yang digunakan untuk elektrolisis limbah yaitu pada pH 12 dengan  persentase dekolorisasi paling tinggi  yaitu  sebesar  91,80  %.  Tingginya  persentase dekolorisasi ini karena pada kondisi basa pembentukan floks Zn(OH) 2 lebih banyak dibanding pada kondisi asam. Zn(OH) 2 akan  mulai  terbentuk  dan  mengendap  pada range  pH  6-13.  Hal  ini  sesuai  dengan  prinsip  hasilkali kelarutan  yang  digunakan  dalam  pengendapan  logam hidroksida,  dimana  pembentukan  suatu  endapan hidroksida  logam  tergantung  pada  pH  larutan  (Svehla, 1990).

## Penentuan Waktu Elektrolisis
Untuk  menentukan  waktu  elektrolisis  dekolorisasi limbah  cair  batik,  dilakukan  elektrolisis  pada  potensial terkontrol  dengan  variasi  waktu  elektrolisis  dan
absorbansi  sebagai  parameter  yang  diukur.  Elektrolisis dilakukan dengan menggunakan elektroda seng dengan variasi lama elektrolisis 10, 20, 30, 40 dan 50 menit. Data yang  didapat  kemudian  digambarkan  sebagai  kurva waktu elektrolisis terhadap persentase dekolorisasi yang ditunjukkan pada Gambar 4. Kecenderungan waktu yang diperoleh akan digunakan sebagai parameter tetap pada proses elektrokoagulasi limbah cair batik skala 1 liter.
Gambar 4. Kurva hubungan antara waktu elektrolisis dengan persentase dekolorisasi limbah cair pada potensial 7 volt
Sesuai  dengan  hukum  Farraday: 𝑊 = 𝑒.𝑖.𝑡 96500 ,  maka dengan  peningkatan  waktu  maka  berat  endapan  yang diperoleh  akan  semakin  besar.  Hal  ini  menunjukkan bahwa semakin lama waktu elektrolisis maka floks seng hidroksida yang terentuk semakin besar karena ion seng yang  terbentuk  semakin  banyak  dan  zat  warna  yang terkoagulasi  akan  semakin  besar.  Pada  penelitian  ini pada pH 12 diperoleh lama elektrolisis minimal selama 20 menit  dengan  persentase  dekolorisasi  97,64%.  Setelah melebihi  waktu  minimal  maka  persentase  dekolorisasi cenderung tetap.

## Mekanisme Dekolorisasi
Elektrokoagulasi zat warna naftol dalam limbah cair batik  dapat  terjadi  karena  proses  adsorpsi  secara  fisik oleh floks Zn(OH) 2 . Adsorpsi terjadi karena adanya proses kopresipitasi  zat  warna  naftol  dalam  endapan  gel  seng hidroksida.  Seng  hidroksida  ini  akan  tersuspensi membentuk koloid berupa partikel besar dan stabil, lalu partikel tersebut mengendap sebagai endapan berwujud gel.  Pada  proses  pembentukan  endapan  tersebut  seng hidroksida  akan  mengkopresipitasi  pewarna  yang  ada dalam limbah sehingga terbentuk flok seng hidroksida- zat  warna  yang  selanjutnya  terflokulasi  membentuk floks-floks  yang  mempunyai  ukuran  lebih  besar  dan akhirnya mengendap.
Penggunaan metode elektrolisis untuk menghasilkan  adsorben  seng  hidroksida  lebih  efektif daripada  dengan  pemberian  koagulan  yang  sama.  Hal tersebut karena Zn yang teroksidasi menjadi Zn 2+ belum sepenuhnya  berikatan  dengan  ion  hidroksida,  sehingga floks  Zn(OH) 2 yang  terbentuk  masih  aktif  sebagai  inti floks yang akan mengkopresipitasi (membawa serta atau mengendap)  zat  warna  kemudian  terfloatasi  di permukaan  dan  bergabung  membentuk  molekul  yang lebih  besar  sehingga  akan  mengendap  dan  dapat dipisahkan dari cairan dengan penyaringan.
Terjadinya  kopresipitasi  zat  warna  naftol  dengan seng  hidroksida  ditunjukkan  oleh  adanya  kemiripan
P e rs e nt ase D e ko lori sasi (%) waktu elektrolisis (menit)
puncak-puncak  spektra  FTIR  endapan  limbah  hasil elektrolisis  dengan  puncak-puncak  spektra  limbah sebelum dielektrolisis yang ditunjukkan oleh Gambar 5- 6.

## Gambar 5 Spektra FTIR Limbah Batik Sebelum
Elektrolisis
Gambar 6 Spektra FTIR Residu Elektrolisis
Pada Gambar 5 terlihat bahwa spektra FTIR limbah batik sebelum pengolahan menunjukkan adanya serapan dengan  puncak  melebar  pada  3437,33  cm -1 yang menunjukkan adanya gugus OH alkohol. Adanya serapan C-O  pada  bilangan  gelombang  1105,39  cm -1 juga memperkuat adanya gugus OH yang terikat pada rantai karbon. Pita ini diperkuat dengan adanya puncak serapan pada  1630,27  cm -1 yang  merupakan  konjugasi  ikatan rangkap  dengan  fenil  yang  mampu  menggeser  puncak serapan C=C.
Pada Gambar 6 dapat dilihat spektra FTIR endapan elektrolisis  diasumsikan  bahwa  zat  warna  naftol  telah berikatan dengan flok Zn(OH) 2 , hal ini dapat ditunjukkan oleh  adanya  serapan  dengan  puncak  melebar  pada 3440,66  cm -1 yang  menunjukkan  adanya  gugus  OH alkohol.  Adanya  serapan C-O pada bilangan gelombang 1108,96  cm -1 juga  memperkuat  adanya  gugus  OH  yang terikat  pada  rantai  karbon.  Pita  ini  diperkuat  dengan adanya  puncak  serapan  pada  1634,55  cm -1 yang merupakan konjugasi ikatan rangkap dengan fenil yang mampu menggeser puncak serapan C=C. Dengan adanya kemiripan  spektra  FTIR  antara  limbah  sebelum pengolahan dengan residu hasil elektrolisis, maka dapat disimpulkan bahwa sebagian besar zat warna telah dapat dipisahkan dari limbah cair melalui proses elektrokoagulasi.
Disamping  melalui  mekanisme  koagulasi  proses dekolorisasi  limbah  batik  dimungkinkan  terjadi  karena rusaknya  struktur  molekul  naftol  selama  proses elektrolisis. Pada proses ini elektroda seng juga berperan sebagai elektroda biasa yang merupakan tempat oksidasi berlangsung.  Untuk  mendukung  asumsi  ini,  dilakukan
pembandingan  proses  elektrolisis  dengan  bahan elektroda  yang  tidak  membentuk  flok,  seperti  karbon. Pada  elektrolisis  limbah  cair  batik  dengan  elektroda karbon menyebabkan  penurunan absorbansi dari  0,848 menjadi  0,349  atau  dengan  persentase  dekolorisasi sebesar  58,8  %,  karbon  yang  digunakan  sebagai elektroda  di  anoda  dan  katoda  bersifat  inert  sehingga tidak  bereaksi  dengan  reaktan,  produk  dan  elektrolit, maka  floks  yang  diinginkan  juga  tidak  terbentuk. Penurunan  absorbansi  terjadi  karena  proses  degradasi zat warna yang dimungkinkan karena adanya kerusakan ikatan-ikatan pada gugus dalam struktur senyawa naftol.

## Elektrokoagulasi Limbah Cair Berdasarkan Kondisi Terbaik
Setelah  diketahui  kondisi  terbaik  elektrolisis  yang meliputi  potensial  7  volt,  pH  12  selama  20  menit  maka dilakukan elektrokoagulasi limbah cair dalam skala 1 liter dengan  8  pasang  elektroda  yang  disusun  paralel menggunakan  satu  sumber  tegangan  listrik.  Setelah dilakukan  elektrolisis  maka  limbah  disaring  untuk memisahkan filtrat dan residunya, kemudian dilakukan analisis,  baik  kualitatif  maupun  kuantutatif.  Analisis kualitatif  yang  dilakukan  antara  lain  pH,  perubahan warna  larutan  dan  endapan  yang  diperoleh.  Analisis kuantitatif  yang  dilakukan  antara  lain  penentuan persentase dekolorisasi, kadar COD, TSS dan kekeruhan. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

## Tabel 2. Perbandingan kualitas limbah sebelum dan
sesudah elektrolisis No Parameter Sebelum proses Setelah proses % Penurunan 1. Derajat keasaman (pH) 7.33 9,24 - 2. Kekeruhan (mg/L) 146,50 3,5 97,61 3. COD (mg/L) 9969,5 1956,4 80,38 4. TSS (mg/L) 692,5 5,0 96,38 5. Warna (absorbansi) 0,848 0.02 97,64
Dari  tabel  di  atas  dapat  di  lihat  bahwa  terjadi penurunan kandungan COD, TSS, kekeruhan dan warna. Kekeruhan dan TSS dapat diturunkan hingga 97,61 % dan 96,38 % karena zat warna dan senyawa kimia yang lain mampu  dipisahkan  dari  limbah  sehingga  limbah  hasil elektrolisis  menjadi  jernih.  Kadar  COD  mampu diturunkan  hingga  80,38  %  karena  sebagian  besar senyawa  organik  termasuk  zat  warna  dapat  dipisahkan dari limbah, ada yang teradsorbsi oleh floks dan ada yang teroksidasi  menghasilkan  CO 2 dan  H 2 O.  Hal  ini  juga ditandai dengan penurunan warna dari berwarna merah keruh  menjadi  bening  dengan  penurunan  zat  warna (persentase  dekolorisasi)  sebesar  97,64  %  seperti  yang ditunjukkan oleh spektra UV-Vis Gambar 7 dan 8:
Gambar 7 Spektra Kualitatif UV-Vis Limbah Cair Sebelum Elektrolisis
Gambar 8 Spektra Kualitatif UV-Vis Limbah Cair Setelah
Elektrolisis
Spektra kualitatif UV-Vis untuk limbah cair sebelum elektrolisis  seperti  disajikan  Gambar  7  menunjukkan adanya  puncak  pada  panjang  gelombang  485  nm (panjang  gelombang  maksimum  485  nm)  yang disebabkan  oleh  warna  dari  senyawa  (terutama  naftol) yang  berada  dalam  limbah  cair  tersebut.  Spektra kualitatif  UV-Vis  untuk  limbah  cair  yang  telah dielektrolisis  dengan  elektroda  seng  seperti  disajikan Gambar  8  memperlihatkan  bahwa  tidak  ada  puncak serapan  pada  daerah  panjang  gelombang  400-600  nm sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  zat  warna  naftol telah  mampu  dipisahkan  dari  limbah.  Dengan  melihat berbagai  hasil  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa elektrokoagulasi  menggunakan  seng  sebagai  elektroda untuk kasus-kasus zat warna dapat diaplikasikan.

## 4. Kesimpulan
Zat warna naftol dari limbah cair industri batik dapat didekolorisasi dengan metode elektrokoagulasi menggunakan elektroda seng. Kondisi terbaik elekrokoagulasi  limbah  cair  batik  mengggunakan  seng sebagai elektroda yaitu pada potensial kerja 7 volt, pH 12, dan lama elektrolisis 20 menit. Menurut kondisi terbaik ini  diperoleh  persen  dekolorisasi  97,64  %,  penurunan COD  80,38  %,  kekeruhan  97,61  %,  dan  TSS  96,38  %. Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  metode  ini  efektif digunakan untuk mengatasi limbah cair industri batik.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Daniela Suteu, Doina Bilba, Equilibrium And Kinetic Study  Of  Reactive  Dye  Brilliant  Red  HE-3B Adsorption  By  Activated  Charcoal,  Acta  Chimica Slovenica, 52 (2005) 73-79.
[2]  Manaskorn  Rachakornkij,  Sirawan  Ruangchuay, Sumate  Teachakulwiroj,  Removal  Of  Reactive  Dyes
From  Aqueous  Solution  Using  Bagasse  Fly  Ash, Songklanakarin Journal Of Science And Technology, 26 (2004) 13-24.
[3]  Renita  Manurung,  R  Irvan,  Perombakan  Zat  Warna Azo Reaktif Secara Anaerob – Aerob, Jurnal, (2004) 1- 19.
[4]  Arifin,  Metode  Pengolahan  Seng  (Zn);  Suatu Tinjauan  Pada  Instalasi  Pengolahan  Air,  In, Tangerang, 2009.
[5]  Frank Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Advanced Inorganic  Chemistry,  John  Wiley  &  Sons, Incorporated, 1988.
[6]  G  Svehla,  Buku  Teks  Analisis  Anorganik  Kualitatif Makro Dan Semimikro, PT, Kalman Media Pustaka, Jakarta, 1990.
[7]  Philip  Henri  Reiger,  Electrochemistry,  Edisi  Ke-2 Ed., Chapman And Hall, New York, 1993.
[8]  WA  Kristianto,  Penggunaan  Timbal  Dioksida  Dan Grafit Untuk Elektrodekolorisasi Zat Warna Remazol Black  B  Penyusun  Limbah  Cair  Batik,  In,  Skripsi, 2008.
[9]  William  Wesley  Eckenfelder,  Industrial  Water Pollution Control, Mcgraw-Hill, 1989.