## KARAKTERISTIK TAWAS BERBAHAN DASAR KALENG MINUMAN ALUMINIUM BEKAS
Indira Aisyah Rifdha Kirana, Achmad Dwiky Maulana, Suprihatin *
Program Studi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Jalan Raya Rungkut Madya No.1 Gunung Anyar, Kota Surabaya, Jawa Timur
60249, Indonesia
* Penulis korespondensi: ibu.suprihatin@yahoo.com

## Abstrak
Penggunaan  kaleng  minuman  aluminium  bekas  sebagai  bahan  dasar  pembuatan  tawas  ini  dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat timbunan sampah yang tidak bisa terurai. Produk yang dihasilkan pada  penelitian  ini  merupakan  tawas  alum  kalium,  KAl(SO 4 ) 2 .1 2 H 2 O.  Tawas  ini  dapat  membantu  proses penjernihan air karena perannya sebagai koagulan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari tawas yang dihasilkan dari bahan dasar kaleng minuman aluminium bekas. Proses pembuatan tawas dari kaleng  ini  diawali  dengan  pemotongan  kaleng  dengan  ukuran  yang  seragam.  Kemudian  potongan  kaleng dilarutkan dengan KOH 30% dengan variasi volume selama 30 menit lalu dilakukan filtrasi. Filtrat diendapkan kembali dengan penambahan H 2 SO 4 sebanyak 30ml dengan variasi konsentrasi. Endapan kemudian dicuci dan dikeringkan dalam oven. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa tawas berbahan dasar kaleng minuman aluminium bekas yang terbaik pada volume KOH 50ml dengan konsentrasi  H 2 SO 4 8M dengan  karakteristik berupa padatan berwarna putih dengan pH sebesar 3,5 dan kadar KAl(SO 4 ) 2 .1 2 H 2 O sebesar 91,9%.
Kata kunci: aluminium; kaleng minuman bekas; kalium; tawas

## CHARACTERISTICS OF ALUM FROM USED ALUMINIUM BEVERAGE CANS

## Abstract
Using  aluminum  beverage  cans  as  the  basic  material  for  making  alum  can  reduce  environmental pollution  due  to  piles  of  non-biodegradable  waste.  The  product  produced  in  this  study  is  potassium  alum, KAl(SO 4 ) 2 .1 2 H 2 O. This alum can help the water purification process because of its role as a coagulant. The purpose of this study was to determine the properties of alum made from the base material of used aluminum beverage cans. The process of making alum from cans begins by cutting the can to the same size. Then, the cans were dissolved with 30% KOH with volume variations for 30 minutes and then filtered. 30ml of H 2 SO 4 of various concentrations were added to re-precipitate the filtrate. The precipitate was then washed and dried in an oven. In this study, the best results were obtained at 50ml KOH volume with 8M H 2 SO 4 concentration with the characteristics of a white solid with a pH of 3.5 and a KAl(SO 4 ) 2 .1 2 H 2 O content of 91.9% .
Keywords: aluminum; used beverage cans; potassium; alum

## PENDAHULUAN
Pembuangan  sampah  yang  tidak  tepat  dapat menyebabkan dampak yang besar terhadap lingkungan  dan  juga  dapat  menyebabkan  berbagai masalah  yang  serius,  salah  satunya  adalah  sampah aluminium.  Penggunaan  aluminium  dari  tahun  ke tahun  semakin  meningkat  dikarenakan  aluminium mudah  didapatkan  dan  mudah  diolah.  Selain  itu, aluminium  juga  sering  digunakan  sebagai  kemasan minuman karena kepraktisannya. Produksi minuman kaleng  pun  juga  semakin  meningkat  dikarenakan
permintaan  pasar  yang  cukup  tinggi.  Menurut  data Kementrian  Lingkungan  Hidup,  setiap  individu menghasilkan sampah sebesar 0,8 kg per hari dimana 2 persennya merupakan kaleng minuman (Febrina & Zilda,  2019).  Dengan  data  dari  kemendagri  yang menyatakan jumlah penduduk di Indonesia mencapai 270  juta  pada  tahun  2021,  maka  limbah  kaleng minuman yang tertimbun sebesar 4.320 ton per hari. Hal ini dapat menyebabkan penumpukan limbah yang sulit  terurai.  Untuk  membantu  mengurangi  pence- maran  lingkungan  yang  diakibatkan  oleh  sampah anorganik  ini  dapat  dilakukan  dengan  proses  daur
ulang. Daur ulang merupakan salah satu langkah yang dapat  dilakukan  untuk  meminimalisir  limbah  yang dapat merusak lingkungan.
Komposisi aluminium dalam kaleng minuman kemasan  adalah  yang  paling  tinggi,  dengan  kandu- ngan  Al  sebesar  93,75%;  Mg  sebesar  4,82%;  Mn sebesar  0,27%;  Fe  sebesar  0,26%  (Risonarta,  et  al., 2019).  Hal  ini  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan pembuatan koagulan yang berfungsi untuk membantu proses  penjernihan  air,  umumnya  dikenal  sebagai tawas. Pembuatan tawas ini dapat  dilakukan dengan pelarutan bahan yang mengandung Al dalam larutan yang kemudian filtratnya diendapkan dengan penam- bahan asam sulfat (Purnawan & Ramadhani, 2014).
Dalam  penggunaan  asam  sulfat  konsentrasi yang  dapat  bereaksi  adalah  6-7M,  bila  di  bawah itu tidak  dapat  bereaksi  dan  bila  di  atas  itu  larutan  dan tawas akan terlalu asam sehingga dapat merusak pH air pada saat proses koagulan. Menurut Purnawan & Ramadhani (2014) hubungan antara konsentrasi KOH dengan rendemen tawas semakin lama semakin naik namun  pada  konsentrasi  30%  rendemen  tawas kembali  menurun.  Hal  ini  karena  konsentrasi  KOH yang  lebih  tinggi  dapat  melarutkan  lebih  banyak aluminium,  sehingga  konsentrasi  H 2 SO 4 yang  ada tidak dapat membentuk tawas.
Febrina  &  Zilda  (2019)  menyatakan  dalam penelitiannya  penggunaan  KOH  dan  H 2 SO 4 yang efektif  untuk  pembuatan  tawas  dari  kaleng  sebesar 7% dan 6M dengan efektivitas tawas yang dihasilkan yaitu  20,2%  dan  rendemen  hasil  pembuatan  tawas sebesar 18%. Gultom & Hestina (2019) menyebutkan bahwa  kandungan  aluminium  dalam  limbah  kaleng minuman  adalah  83,98%,  sedangkan  kandungan aluminium pada tawas yang terbuat dari kaleng bekas hanya  4,57%,  yang  mana  lebih  baik  dibandingkan dengan  tawas  komersial  yang  hanya  mengandung aluminium  sebesar  0,37%.  Dalam  penelitiannya, Purnawan  &  Ramadhani  (2014)  menyatakan  bahwa hasil rendemen optimum pada konsentrasi H 2 SO 4 8M dan  KOH  30%  yaitu  99,94%  dengan  kondisi  waktu pemanasan 30 menit pada suhu 70°C diperoleh kadar aluminium  dalam  tawas  sebesar  4,19%.  Pada penelitian yang dilakukan Manurung & Ayuningtyas (2010) dinyatakan bahwa produk tawas dengan bahan kaleng greensands memiliki  kandungan  Al  sebesar 15,8%  yang  mana  lebih  baik  dibandingkan  bahan kaleng  yang  lain  dengan  hasil  rendemen  yang  juga lebih banyak.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengolah kaleng bekas menjadi tawas serta mengetahui karak- teristik tawas yang terbentuk  dengan variasi  volume KOH dan konsentrasi H 2 SO 4 .

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Dalam  penelitian  ini,  bahan  yang  digunakan adalah  limbah  kaleng  minuman  bekas  ( merk  green
sands ) 5 gram, kalium hidroksida 30%, asam sulfat, akuades, dan alkohol 70%.

## Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian  ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Rangkaian alat

## Prosedur Pembuatan Tawas
Penelitian  ini  terdiri  dari  beberapa  tahapan (Purnawan  &  Ramadhani,  2014)  proses.  Pada  tahap preparasi,  limbah  kaleng  bekas  dibersihkan  dan dipotong  kecil  dengan  ukuran  seragam  selanjutnya ditimbang  seberat  5gr.  Kemudian,  potongan  kaleng yang  telah  ditimbang  dilarutkan  di  atas magnetic stirrer selama  30  menit  pada  kondisi  suhu  70°C dengan  menggunakan  larutan  KOH  30%  sebanyak 30ml,  40ml,  50ml  dan  60ml.  Hasil  dari  pelarutan kemudian didiamkan dalam suhu ruang lalu disaring menggunakan kertas saring. Lalu, larutan H 2 SO 4 5M, 6M,  7M  dan  8M  sebanyak  30  ml  ditambahkan  ke dalam filtrat hasil penyaringan untuk mengendapkan alum.  Hasil  endapan  dicuci  dengan  alkohol  70% untuk mempercepat proses pengeringan. Pengeringan tawas dilakukan dalam oven pada suhu 60°C hingga kering.  Untuk  mengetahui  kadar  Al  dalam  produk tawas yang dihasilkan, dilakukan analisa mengguna- kan  analisa  ICP-OES  ( Inductively  Coupled  Plasma- Optical  Emission  Spectrometry ),  sedangkan  untuk mengetahui  struktur  kristal  serta  kadar  kalium aluminium  sulfat  dalam  produk  dilakukan  analisa XRD ( X-Ray Diffraction ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Didapatkan  hasil  dari  pembentukan  tawas yang  menggunakan  variasi  volume  KOH  dan konsentrasi  H 2 SO 4 ,  produk  tawas  yang  terbentuk memiliki  fase  padatan  berwarna  putih  dengan  pH sebesar 3,5 dengan data berat seperti pada Tabel 1.
Tabel 1 . Berat tawas yang terbentuk (gram)
Konsentrasi H 2 SO 4 (M) Berat Tawas yang Terbentuk (g) Volume KOH (ml) 30
40
50
60
5
4,5653 21,1834 31,2935 24,5953 6 1,3479 16,1145 35,6599 31,5988 7 1,0015 16,4144 44,8586 40,8619 8 3,301 17,9079 44,9844 49,6129
Gambar  2. Pengaruh  volume  KOH  terhadap  berat tawas pada variasi konsentrasi H 2 SO 4
Dari  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  semakin tinggi  konsentrasi  H 2 SO 4 dan  volume  KOH,  jumlah tawas  yang  dihasilkan  semakin  banyak.  Pada  saat konsentrasi  KOH  30%  dengan  volume  50ml  telah terjadi  reaksi  yang  sempurna.  Tetapi  pada  volume KOH 60 ml dan konsentrasi H 2 SO 4 8M menghasilkan berat tawas yang lebih besar, kemungkinan terikutnya impuritis yang dapat mempengaruhi berat tawas yang dihasilkan.  Reaksi  yang  terjadi  dapat  dituliskan seperti pada persamaan 1, 2, 3 dan persamaan 4.
2 Al (s) + 2 KOH (aq) + 2 H 2 O (l) → 2 KAlO ₂(aq) + 3 H₂ (g) ……………………..(1) 2 KAlO 2(aq) + 2 H₂O (l) + H₂SO₄ (aq) → 2 Al(OH)₃ (s) + K₂SO₄ (aq) ………………...(2) 2 Al(OH) 3(s) + 3H 2 SO 4(aq) + K 2 SO 4(aq) → 2 KAl(SO 4 ) 2(s) + 6 H 2 O (l) ………………(3) 2 KAl(SO 4 ) 2(s) + 24 H₂O (l) → 2 KAl(SO 4 ) 2 .1 2 H 2 O (s) ……………………(4)
Pada  konsentrasi  8M,  H 2 SO 4 sudah  tidak mampu untuk membentuk tawas. Hal ini  dikarenakan semakin  tinggi  konsentrasi  KOH,  maka  semakin banyak  juga  aluminium  yang  terlarut  (Purnawan  & Ramadhani, 2014)

## Kandungan  Aluminium  pada  Tawas  yang Dihasilkan
Untuk mengetahui kandungan aluminium pada tawas  yang  dihasilkan,  dilakukan  analisa  ICP-OES ( Inductively  Coupled  Plasma-Optical  Emission Spectrometry ) pada volume KOH 50ml dan diperoleh hasil seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 . Hasil analisa tawas dengan ICP-EOS Konsentrasi H 2 SO 4 (M) Kadar Al (%)
5 3,92 6 3,81 7 4,92 8 4,97 Tawas Komersial 6,22
Berdasarkan data pada Tabel 2 terlihat bahwa kadar  aluminium  tertinggi  terdapat  pada  produk dengan  konsentrasi  H 2 SO 4 sebesar  8M.  Hasil  kadar Al pada produk ini lebih besar dibandingkan dengan
penelitian terdahulu dimana kadar Al sebesar 4,59% (Purnawan  &  Ramadhani,  2014).  Namun,  apabila dibandingkan dengan tawas komersial, kadar Al pada tawas  komersial  masih  lebih  tinggi  yaitu  sebesar 6,22%.  Hal  ini  disebabkan  oleh  perbedaan  bahan baku yang digunakan.

## Perbandingan  Hasil  Tawas  dengan  Tawas Komersil
Untuk mengetahui struktur kristal serta kadar kalium  aluminium  sulfat  dalam  produk  dilakukan analisa  XRD  ( X-Ray  Diffraction )  pada  hasil  terbaik produk  tawas  yang  dihasilkan,  yaitu  pada  volume KOH 50ml dengan variabel konsentrasi H 2 SO 4 8M.
Gambar  3 .  Hasil  analisa  XRD  produk  tawas  pada variasi H 2 SO 4 8M dan KOH 50ml
Gambar 4 . Hasil Analisa XRD tawas komersial
Berdasarkan  Gambar  3  dapat  dilihat  jenis kristal  yang  terbentuk  yaitu  Alum-K  dengan  sistem kristal cubic dan Dipotassium  Sulfate (VI)  dengan sistem  kristal orthorhombic .  Dari  gambar  tersebut terlihat  bahwa  Alum-K  mendominasi  sekitar  91,9% sedangkan Dipotassium  Sulfate (VI)  sebesar  8,1%. Sementara  pada  Gambar  4  dapat  dilihat  pada  tawas komersial jenis kristal yang terbentuk dengan sistem kristal cubic yang mengandung Potassium Chromium Sulfate Hydrate sebesar 100%. Hal ini membuktikan bahwa  kadar  Alum-K  yang  terkandung  mendekati syarat  baku  minimum  yaitu  sebesar  93%  pada  SNI 06-2102-1991 namun tidak sesuai dengan kandungan pada tawas komersial. Berdasarkan data karakterisasi XRD  tersebut  dapat  diperkirakan  ukuran  kristal menggunakan persamaan Scherrer (persamaan 5).
𝐷 = 𝐾𝜆 𝛽𝑐𝑜𝑠(𝜃) ………………………………...…….(5)
Dimana  λ  merupakan  panjang  gelombang  sinar-X yang  digunakan,  θ  adalah  sudut  difraksi,  K  adalah konstanta  yang  besarnya  tergantung  pada  faktor bentuk  kristal,  bidang  (hkl)  difraksi  dan  besaran  b
yang digunakan, apakah sebagai integral breadth atau full width at half maximum (FWHM) dari puncak. Dari  perhitungan  menggunakan  persamaan  5 tersebut didapat ukuran kristal D = 94,56nm. Nilai ini menunjukkan  bahwa  ukuran  partikel  tawas  yang dihasilkan  termasuk  ke  dalam  rentang  ukuran  nano- partikel yaitu 1-100nm (Hosokawa, et al., 2007).

## Perhitungan Beras Teoritis Tawas
Perhitungan stoikiometri pada reaksi pembua- tan tawas dapat digunakan untuk menghitung persen konversi (%konversi), persen yield (% yield ) dan berat teoritis tawas. Hasil yang diperoleh yaitu pada reaksi (1)  didapatkan  %konversi  sebesar  48,1481%,  pada reaksi  (2)  didapatkan  %konversi  sebesar  38,5802%, pada reaksi (3) didapatkan %konversi sebesar 86,4%, pada reaksi (4) didapatkan %konversi sebesar 100%, dan %yield sebesar 86,4% dengan berat tawas 75,84 gram.  Hasil  perhitungan  tersebut  berbeda  dengan hasil yang didapatkan, dimana hasil berat tawas yang diperoleh  sebesar  44,98  gram.  Hal  tersebut  berbeda dikarenakan  berat  kaleng  yang  digunakan  tidak mengandung  100%  Al  tetapi  hanya  mengandung 15,80% Al (Manurung & Ayuningtyas, 2010).
Kadar Al dalam kaleng yang digunakan dalam penelitian  sebesar  15,80%  mengakibatkan  kadar  Al produk  tawas  yang  dihasilkan  tidak  dapat  mencapai kadar  Al  dalam  tawas  sesuai  dengan  SNI  06-0032- 2004, yang mana minimal 17%. Sehingga berapapun berat  kaleng  aluminium  yang  digunakan  dalam produksi  tawas,  tidak  akan  menghasilkan  kadar  Al sesuai  dengan  SNI  tersebut.  Kadar  Al  pada  tawas minimal 17% dikatakan lebih efektif. Sesuai dengan penelitian  yang  dilakukan  (Husaini,  et  al.,  2018), bahwa semakin tinggi dosis tawas saat diaplikasikan maka semakin tinggi pula kadar Al yang terkandung. Ketika  kandungan  ion  Al 2 O 3 sebesar  17,73%  akan menarik  partikel-partikel  koloid  yang  lebih  banyak dibandingkan  dengan  kadar  Al 2 O 3 di  bawahnya, sehingga dapat menjernihkan air lebih efektif.

## SIMPULAN
Produk tawas yang dihasilkan berwarna putih dengan  bentuk  kristal  dengan  hail  terbaik  diperoleh
pada  saat  konsentrasi  H 2 SO 4 8M  dan  konsentrasi KOH  30%  50ml  dengan  berat  sebesar  44,98  gr, pH 3,5, kandungan Al sebesar 4,97% dan ukuran partikel sebesar 94,56nm.

## SARAN
Disarankan  untuk  menghasilkan  tawas  yang lebih  baik  dapat  dilakukan  dengan  mempersiapkan bahan  baku  yang  terbaik  atau  menggunakan  solvent yang lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Febrina, L. & Zilda, A., 2019. Efektivitas Tawas Dari Minuman  Kaleng  Bekas  Sebagai  Koagulan Untuk Penjernih
Air. Sustainable Environmental  And  Optimizing  Industry Journal, 1(1), pp. 1-9.
Gultom,  E.  &  Hestina,  2019.  Pemanfaatan  Limbah
Kaleng Minuman yang Mengandung Aluminium  (Al)  menjadi  Tawas  Bernilai Ekonomis. Jurnal Kimia Saintek dan Pendidikan, 3(1), pp. 23-27.
Hosokawa,  M.,  Nishino,  J.  &  Kanno,  Y.,  2007. Nanoparticle  Technology  Handbook.  1st Edition  ed.  UK:  Elsevier  Linacre  House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP.
Husaini,  Stefanus,  S.,  Suganal  &  Kukuh,  N.,  2018.
Perbandingan  Koagulan  Hasil  Percobaan dengan  Koagulan  Komersial  menggunakan Metode Jar Test. Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara, 14(1), pp. 31-45.
Manurung, M. & Ayuningtyas, I., 2010. Kandungan Aluminium dalam Kaleng Bekas dan Pemanfaatannya  dalam  Pembuatan  Tawas. Jurnal Kimia, 4(2), pp. 180-186.
Purnawan,  I.  &  Ramadhani,  R.  B.,  2014.  Pengaruh Konsentrasi KOH pada Pembuatan Tawas dari Kaleng  Aluminium  Bekas.  Jurnal  Teknologi, 6(2), pp. 109-119.
Risonarta,  V.  Y.  et  al.,  2019.  Strategy  to  Improve Recycling  Yield  of  Aluminium  Cans.  E3S Web of Conferences Journal, Volume 130.