## ADSORPSI  KARBON AKTIF DARI TONGKOL JAGUNG
SEBAGAI ADSORBEN ION LOGAM Cu 2+

## Dewi Putri Yuniarti
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Tamansiswa Palembang Jl. Tamansiswa No. 261  Palembang

## ABSTRACT
Many  reseerches  about  agricultural  waste  shows  potency  from  this  waste to  be  used  as  high  quality  of active  carbon that can  be  used  as  (adsorbent)  on  gasoline  and  substances  dissolved  at  solution.  One  of agricultural result in South Sumatera that is enough corn cob, where is solid waste that throun just. It is impossible since corncob contains about 40 % of cellulose. So, cellulose which can be used as an active carbon.  There  are  two  basic  processes  in  the  active  carbon  making,  those  are  carbonization  and activation. The aim of this study was to find out how the activated time gave influence to the adsorption capacity  of  active  carbon  as  the  metal  ion  Cu 2+ adsorbent.  The  obtained  data  were  analysed  by  using Atomic  Adsorption  Spectrophotometry  (SNI  06-6989.6-2009). Moreover, the  characteristic  of  the  active carbon  was  ansalysed  by  Standart  Nacional  Indutrial  (SNI  06-3730-1995).  From  the  result  of  study,  it was  obtained  that  the  activated  time  of  60  minutes  with  the  activator  H3PO4  0,5  M  had  the  best adsorption capacity of 1.97 mg/g with the metal ion Cu 2+ concentration was 0,80 ppm. The characteristic of  the  missing  part  950 0 C    20.54  %,  water  content  of  11  %,  ash  content  of  7  %  and  iodine  number  of 750.35 mg/g, pure active carbon 72.46 %, the density of bulk 0.31 g/ml, pass for the mesh size of 325 is 98  %.  The  adsorption capacity  of  active  carbon  from  the  corncob to  the  metal  ion  Cu 2+ taken  from  the waste water sample at the shipyard painting work shop in Palembang was 0.1644 mg/g (97.60 %).
Key words : Activated Carbon, Corn cob, Adsorption, AAS,  Copper (II) Metal Ion.

## 1. PENDAHULUAN
Bagian  tumbuhan  seperti  tongkol,  batang,  daun,  dan  jerami  umumnya  belum  banyak dimanfaatkan.  Limbah  tongkol  jagung  sebagian  besar  adalah  bahan  berlignoselulosa  yang memiliki potensi untuk pengembangan.
produk masa depan. Karbon aktif yang ada di pasaran harganya cukup mahal. Oleh karena itu, salah satu sumber alternatif yang dapat dijadikan karbon aktif adalah tongkol jagung yang berasal  dari  limbah  pertanian.  Hal  ini  sangat  memungkinkan  karena  dilihat  dari bahan  yang  dikandungnya  tongkol  jagung  banyak  mengandung  selulosa  yaitu  sebesar  40  %, Hemiselulosa  36  %,  Lignin  16  %  dan  Lain-lain  8  %.  Adsorpsi  merupakan  proses  pemisahan dimana  komponen  tertentu  dari  suat  fase  fluida  berpindah  kepermukaan  zat  padat  yang menyerap.  Peristiwa  adsorpsi  ini  disebabkan  oleh  gaya  tarik  molekul  –  molekul  dipermukaan adsorben.  Kebanyakan  zat  pengadsorben  adalah  bahan  –  bahan  yang  sangat  berpori,  dan adsorpsi  berlangsung  terutama  pada  dinding  –  dinding  pori  atau  pada  letak  –  letak  tertentu didalam partikel itu. Karbon aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian  besar  terdiri  dari  unsur  karbon  bebas  dan  masing-  masing  berikatan  secara  kovalen. Dengan  demikian,  permukaan  karbon  aktif  bersifat  non  polar.  Struktur  pori  berhubungan dengan  luas  permukaan,  semakin  kecil  pori-pori  arang  aktif,  mengakibatkan  luas  permukaan semakin besar. Keberadaan Logam berat Cu di lingkungan perlu mendapat perhatian mengingat kecilnya  batas  konsentrasi  yang  diizinkan  yaitu  1  ppm.  Mengingat  kecilnya  batas  konsentrasi yang  diperbolehkan  dan  pengaruh  dari  toksisitas  logam  berat  Cu,  maka  diperlukan  adanya metode analisis yang memiliki ketelitian dan ketepatan tinggi.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1. Bahan
Tongkol Jagung, Asam phospat  (H 3 PO 4 ) 0,5 M, Aquades, Larutan ion logam Cu 2+ (50 ppm),  Air  limbah  bengkel  pengecatan  galangan  kapal  Palembang,  Larutan  Iod  0,1  N,  Larutan natrium tio-sulfat 0,1 N, Larutan kanji 1%.

## 2.2. Rancangan Penelitian
1. Persiapan Tongkol Jagung.
Tahap persiapan bahan baku berupa karbon aktif dari tongkol jagung. Tongkol jagung yang sudah  terpisah  dari  butir-butir  jagungnya  dikeringkan/dijemur  sampai  kering.  Tongkol  jagung sebanyak 6 kg dilakukan pengecilan ukuran dalam ukuran 1-2 cm sehingga bahan  baku tersebut siap diproses selanjutnya 2. Proses Karbonisasi.
Proses  karbonisasi  pada  temperatur  450 o C  dalam  furnice,    pada  tekanan  1  atm  selama  1 jam. (mengacu kepada penelitian yang telah dilakukuan oleh  A.Abdul dan F.Aberuagba, 2005). Lalu  didinginkan  pada  temperatur  kamar  kemudian  digerus/dihaluskan  dan  diayak  dengan ayakan Tyler untuk diperoleh ukuran 60 mesh. 3. Proses Aktivasi.
Tongkol  jagung  yang  telah  dikarbonisasi  dilakukan  proses  aktivasi  dengan  menggunakan jenis  aktivator  yaitu    H 3 PO 4 (  Asam  Phospat)  Lalu  direndam  dengan  berbagai  variasi  waktu selama  5  menit,  15  memit,  30  menit,  45  menit  dan  60  menit.    Kemudian  setelah  diaktivasi, karbon  aktif  tersebut  disaring  dan  dicuci  dengan  menggunakan  air  aquades.  Setelah  dicuci dengan aquades, karbon aktif tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu   120 o C selama 2 jam. Hasilnya karbon aktif dari tongkol jagung digunakan untuk menyerap ion logam Cu 2+ dalam air. 4. Percobaan dengan Larutan Artificia Percobaan dengan menggunakan larutan artificial yang mengandung ion logam Cu 2+ 50 ppm Untuk melihat kemampuan karbon aktif dari tongkol jagung dengan berbagai jenis aktivator dan variasi  waktu aktivasi dalam mengadsorpsi ion logam Cu 2+ . Sehingga dari proses ini diperoleh kondisi yang optimum dalam proses adsorpsi tersebut. 5. Percobaan dengan Air Limbah.
Pada  penelitian  ini  menggunakan  air  limbah  yang  diperoleh  dari  air  limbah  bengkel pengecatan galangan kapal Palembang sebagai aplikasi dari kondisi yang optimum yang didapat pada percobaan dengan menggunakan larutan artificial.
Tabel 1. Data Syarat Mutu Karbon Aktif
Waktu aktivasi Uraian 5 menit 15 menit 30 menit 45 menit 60 menit Syarat Mutu Karbon Aktif SNI06-3730-1995 (Serbuk) Bagian yang  hilang 950 0 C % 24,640 23,196 22,280 21,340 20,540 maks.25 Kadar Air  % 14,6 14 13 12 11 maks. 15 Kadar Abu % 10,67 10 9 8 7 maks. 10 Daya Serap terhadap Iodium  (mg/g) 733,624 744,081 746,172 748,263 750,355 min. 750 Karbon Aktif murni % 64,690 66,806 68,720 70,660 72,460 min. 65 Kerapatan Jenis curah (g/ml) 0,348 0,340 0,330 0,320 0,317 0,30 – 0,35 Lolos ukuran mesh 325 % 89 90 92 95 98 min. 90

## Tabel 2.  Data Penurunan Kandungan Ion logam Cu 2+
Tabel 3. Aplikasi kondisi optimum serapan karbon aktif tongkol jagung dan karbon aktif teknis (komersial) terhadap ion logam Cu 2+ dalam sampel air limbah
Keterangan                       Ion Logam Cu 2+ Ion Logam Cu 2+
(Tongkol jagung)           (Teknis/Komersial)
Logam awal  (ppm)              4,210                             4,210 Logam akhir (ppm)              0,1011                           0,1637 Kapasitas serapan, Q (mg/g)                     0,1644                           0,1619
Gambar 1. Grafik Kerapatan Jenis VS Waktu Aktivasi
Gambar 2. Grafik Karbon Aktif Murni VS Waktu Aktivasi

## Waktu Aktivasi
Uraian                             5 me nit    15 me nit     30 menit       45 menit      60 menit
Hasil Absorbansi Ion Logam Cu 2+ 1,83          1,52              1,11             0,67              0,14
Penurunan Konsentrasi Ion Logam Cu 2+ (ppm)            11,46          9,51               6,92             4,15              0,80
Kapasitas Serapan Karbon Aktif  Terhadap Ion Logam Cu 2+ (mg /g) 1,54           1,62            1,72               1,83             1,97

## Gambar 1. Grafik Lolos Ukuran Mesh VS Waktu Aktivasi

## 3. PEMBAHASAN
Dari Tabel 1. dan Tabel 2. maka didapat  data Serapan Karbon Aktif  Tongkol Jagung yang memiliki kapasitas serapan Ion Logam Cu 2+ yang optimum  adalah Karbon Aktif yang diaktivasi pada  waktu  60  menit  (1,97  mg/g),  sehingga  digunakan  untuk  menyerap  Ion  Logam  Cu 2+ pada air limbah pada bengkel pengecatan  galangan kapal di Palembang.
Dari tabel 3. Air limbah yang  mengandung ion logam Cu 2+ 4,210 ppm ditambah 0,5  gram karbon aktif tongkol jagung  (60  menit) lalu diaduk dengan stirrer sehingga terjadi adsorpsi ion logam  Cu 2+ oleh  karbon  aktif  tongkol  jagung  kemudian  didestruksi  lalu  dibaca  dengan  AAS didapat  konsentrasi  ion  logam  Cu 2+ berkurang  menjadi  0,1011  ppm.  Sehingga  masuk  dalam Persyaratan  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi  Kawasan  Industri  batas  maksimal  Logam  tembaga (Cu)  adalah  0,8  ppm  untuk  Baku  Mutu  Air  Limbah  Industri  Cat  dan  Tinta.  Maka  kapasitas serapan adalah 0,1644 mg/g (97,60%).
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa karbon aktif dari tongkol jagung dapat digunakan untuk  mengurangi  kandungan  Ion  logam  Cu 2+ .  Dari  hasil  analisis  diperoleh  bahwa  semakin lama  waktu  aktivasi  karbon  aktif  yang  digunakan  maka  semakin  besar  kandungan  Ion  Logam Cu 2+ yang  dapat  diserap.  dapat    diketahui    waktu  aktivasi  60  menit    besar  penurunanan konsentarsi  ion  logam  Cu 2+ nya,  yang  paling  baik  yaitu  dari  konsentarsi  larutan  Cu 2+ 50  ppm menjadi 0,80 ppm yaitu mengalami penurunan sebesar 98,40%, sedangkan untuk waktu 5 menit hanya  menurunkan kosentrasi larutan ion logam Cu 2+ sebesar 77,08 %. Jika waktu aktivasinya diatas 60 menit maka terjadi penurunan konsentrasi larutan ion logam Cu 2+ secara kontinyu. Maka  dalam  penelitian  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  karbon  aktif  tongkol  jagung  dengan aktivator  H 3 PO 4 0,5  M  pada  waktu  aktivasi  60  menit  memiliki  kapasitas  serapan  yang  paling besar 1,97 (98,40%) sehingga akan digunakan untuk  menyerap ion logam Cu 2+ air limbah pada bengkel  pengecatan  galangan  kapal  di  Palembang.  Air  limbah  yang  mengandung  ion  logam Cu 2+ 4,210 ppm ditambah 0,5 gram karbon aktif tongkol jagung (60  menit) lalu diaduk dengan stirrer  sehingga  terjadi  adsorpsi  ion  logam  Cu 2+ oleh  karbon  aktif  tongkol  jagung  kemudian didestruksi  lalu  dibaca  dengan  AAS  didapat  konsentrasi  ion  logam  Cu 2+ berkurang  menjadi 0,1011  ppm.  Sehingga  masuk  dalam  Persyaratan  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi  Kawasan Industri  batas  maksimal  Logam  tembaga  (Cu)  adalah  0,8  ppm  untuk  Baku  Mutu  Air  Limbah Industri  Cat  dan  Tinta.  Maka  kapasitas  serapan  adalah  0,1644  mg/g  (97,60.  Air  limbah  yang mengandung ion logam Cu 2+ 4,210 ppm ditambah 0,5 gram karbon aktif teknis (komersial) lalu diaduk  dengan    stirrer  sehingga    terjadi    adsorpsi    ion  logam  Cu 2+ oleh  karbon  aktif  teknis (komersial) kemudian didestruksi lalu dibaca dengan AAS didapat konsentrasi ion logam Cu 2+ berkurang  menjadi  0,1637  ppm.      Maka      kapasitas  serapan  adalah  0,1619  mg/g  (96,15%). Kapasitas  Serapan  karbon  aktif  dari  tongkol  jagung  terhadap  ion  logam  Cu 2+ dari  sampel  air limbah  pada  bengkel  pengecatan  galangan  kapal  di  Palembang    lebih  besar  dibandingkan dengan karbon aktif teknis (komersial). Dapat dilihat pada tabel 3.
4. KESIMPULAN
1. Karbon aktif dari tongkol jagung dapat menyerap ion logam Cu 2+
2. Pada waktu aktivasi 60 menit dengan aktivator H 3 PO 4 0,5 M  maka Kapasitas penyerapan yang paling baik yaitu sebesar 1,97 mg/g dengan konsentarsi ion logam Cu 2+. sebesar 0,80 ppm.
3. Kapasitas  Serapan    karbon  aktif    dari    tongkol    jagung    terhadap    ion    logam    Cu 2+ dari sampel    air    limbah    pada    bengkel    pengecatan    galangan  kapal    di    Palembang    adalah 0.1644 mg/g  atau  97,60 %.
4. Kapasitas    Serapan      karbon    aktif    tongkol  jagung    lebih    besar    dibandingkan    dengan karbon aktif teknis.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdul.    A.    And    F.  .    Aberuagba        (2005).      “Comparative  Study  of  the      Adsorption  of hosphate  by   Activated   Charcoal from  Corncobs,  Groundnut   Shell   and Rice - Husks” , Departemen of Chemical  Engineering,    Federal    University   Of  Technology Minna, Nigeria.
Badan      Pusat      Statistik        Propinsi        Sumatera  Selatan,  (2009),    “Analisis      Profil    Rumah Tangga Usaha Tani padi, Jagung, tebu”,  Kedelai, Propinsi Sumatera Selatan.
Coulson      and      Richardson’s,    (20020  ,    “Particle    Technology    and  Separation  Processes”, Volume 2,   Fifth Edition, New York.
Dedy  S      dan      Erin  R.G,    2007    ,  “  Pembuatan  Arang        Aktif          Dari      Batang      Jagung menggunakan      aktivator        asam  sulfat  dan    Penggunaannya      pada    Penyerapan  Ion Tembaga   (II ”,    Universitas  Mataram. Insdonesia.
Standar  Nasional  Indonesia,      SNI  06-3730,  1995,    ”Arang  Aktif  Teknis”.  Badan    Standar Nasional  Indonesia.
Standar Nasional  Indonesia,   SNI 06-6989.6-2007, ”Cara     Uji      tembaga     (Cu) Dengan Sepktrofotometri    Serapan  Atom (AAS)-nyala”,   Badan Standar Nasional.  Indonesia.
Z Alfian , (2003), “Study    Perbandingan     Kitosan    sebagai   Adsorben     dalam    Analisis Logam      Tembaga  Cu 2+ dengan      Metoda  Pelarutan      dan      Perendaman”. Universitas Sumatera Utara, Indonesia.