PENGGUNAAN KULIT UBI KAYU ( Manihot utillisima Pohl) TERHADAP PENYERAPAN LOGAM Fe (III) PADA AIR PAYAU
[Absorption of Fe (III) Metal in Brackish Water Using Cassava Peel ( Manihot utillisima Pohl)]
Delta Rinanda Duda 1* , Syaiful Bahri 1 , Jaya Hardi 1 , Nov Irmawati Inda 1
1) Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tadulako, Palu Jl. Soekarno Hatta Km.9, Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu, Telp. 0451- 422611
*)Coresponding author: deltarinanda96@gmail.com(082396168049)
Diterima 13 Desember 2018, Disetujui 22 Mei 2019

## ABSTRACT
The  absorption  of  Fe  (III)  metal  in  brackish  water  in  the  Balaroa  Village,  West  Palu  District  using Cassava peels ( Manihot utillisima Pohl ) has been carried out. The aim of this study is determining the lifetime of cassava peels ( Manihot utillisima Pohl ) on the absorption of Fe (III) ions in brackish water. The  research  was  conducted  in  a  simple  purification  water  system.  Brackish  water  was  flowed through the simple purification water system containing Cassava peels ( Manihot utillisima Pohl ) with a volume  of  brackish  water  is  10  liters  per  day  (measured  flow  rate)  and  been  analyzed  every  2  days using  UV-Vis  spectrophotometry  for  less  than  1  month.  The  results  of  the  study  show  that  cassava peel  could  be  used  as  biosorbent  to  absorb  and  reduce  level  of  Fe  (III)  ions  in  brackish  water  for 2.821  months.  The  concentration  of  Fe  (III)  ions  in  brackish  water  in  Balaroa  Village,  West  Palu District is 1.666 ppm.
Keywords : Fe (III) Ion, Biosorbent, Cassava Peel

## ABSTRAK
Kulit  ubi  kayu  ( Manihot  utillisima  Pohl )  telah  digunakan  pada  penjerapan  logam  Fe  (III)  dalam  air payau  di  Kelurahan  Balaroa  Kecamatan  Palu  Barat.  Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  menentukan waktu  penggunaan  kulit  ubi  kayu  dalam  menjerap  ion  Fe  (III)  dalam  air.  Penentuan  waktu penggunaan  kulit  ubi  kayu  dalam  menjerap  ion  Fe  (III)  dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat sederhana  alat  penjernihan  air  dimana  sampel  air  dialirkan  dengan  volume  10  liter  per  hari  (diukur laju  alirnya)  dan  dianalisis  setiap  2  hari  sekali  menggunakan  Spektrofotometri  UV-Vis  selama  ±  1 bulan.  Hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  kulit  ubi  kayu  dapat  digunakan  sebagai  biosorben  untuk menyerap  dan  menurunkan  kadar  ion  Fe  (III)  dalam  air  selama  2,821  bulan.  Berdasarkan  hasil analisis, konsentrasi ion Fe (III) yang terdapat dalam air sebagai objek penelitian yaitu 1,666 ppm.
Kata Kunci : Ion Fe, Biosorben, Kulit Ubi Kayu.

## LATAR BELAKANG
Air  merupakan  kebutuhan  yang harus  terpenuhi,  dan  sudah  menjadi kebutuhan  pokok  yang  perlu  diperhatikan baik  dari  segi  ketersediaan  maupun kualitasnya. Air dengan kualitas yang baik sangat  sulit  didapat  karena  banyaknya pencemaran yang disebabkan oleh limbah rumah  tangga,  kegiatan  industri  dan  lain sebagainya.  Polutan yang umum dijumpai pada  air  yang  berwarna  keruh  dan kekuningan adalah Fe dengan kadar yang cukup tinggi sehingga tidak bisa langsung dikonsumsi. Masalah tersebut dapat diatasi  dengan melakukan  pengolahan  air untuk mengurangi kadar Fe yang terkandung didalammya (Wardhana, 2004).
Syarat air minum dan air bersih telah ditetapkan dalam peraturan Menteri Kesehatan  Republik  Indonesia  Nomor 416/MenKes/PER/IX/1990.  Di  kota  Palu, sumber  air  minum  yang  digunakan  masih banyak  yang  tidak  memenuhi  standar yang  ditentukan.  Salah  satunya  adalah bersifat payau dan tidak layak dijadikan air minum. Air payau umumnya tidak memenuhi  persyaratan  air  minum  yang sudah  distandarkan  karena  air  payau memiliki ciri warna kuning dengan kandungan Fe 5 mg/L, sehingga kadar Fe yang  cukup  tinggi  ini  menyebabkan kualitas  air  menurun.  Kadar  Fe  dalam  air minum  yang  diperbolehkan  adalah  <  0,3 mg/L.  Adanya  kadar  Fe  yang  tinggi  akan menyebabkan  pakaian  mudah  rusak  dan menyebabkan  gangguan  kesehatan  bagi
yang  mengonsumsinya  dalam  jangka lama  dan  dengan  jumlah  yang  banyak. Upaya  reduksi  logam  Fe  dalam  air dilakukan dengan metode adsorbsi menggunkan  adorben  ataupun  biosorben. Salah  satu  biosorben  yang  petensial adalah  kulit  ubi  kayu.  Potensi  ubi  kayu  di Sulawesi  Tengah  sangat  tinggi,  yaitu 47.295  ton  umbi  basah  berkulit  pada tahun  2015  (BPS  Provinsi  Sulawesi Tengah,  2012).  Menurut  Suhendrayatna (2001),  ubi  kayu  memiliki  kandungan selulosa  sebanyak  43,626  %  sehingga dengan  adanya  kandungan  selulosa  itu maka ubi kayu berpotensi untuk digunakan sebagai biosorben. Gugus aktif –OH  dalam  selulosa  dapat  menyerap berbagai jenis logam.
Kemampuan biosorben untuk menyerap  logam  berat  tergantung  dari sumber biosorben, waktu penyerapan dan rasio biosorben terhadap jumlah konsentrasi  larutan  logam  berat.  Laroni (2014)  memanfaatkan  kulit  ubi  kayu sebagai biosorben logam Fe dan menyatakan bahwa kemampuan biosorben  untuk  menyerap  logam  berat tergantung  dari  waktu  penyerapan  dan rasio biosorben terhadap jumlah konsentrasi larutan logam berat Fe.
Tepare et al. (2018) telah melakukan penelitian mengenai pengolahan air minum  menggunakan  kulit  ubi  kayu dengan  perlakuan  variasi  tinggi  adsorben dan  laju  alir.  Hasil  penelitian  tersebut didapatkan bahwa semakin tinggi adsorben  dan  semakin  rendah  laju  alir,
maka  proses  penyerapan  ion  Fe  semakin baik.  Penyerapan  ion  Fe  terbaik  dengan persentase  penyerapan  sebesar  74,82%, yaitu  pada  penggunaan adsorben  dengan tinggi  40  cm  dan  laju  alir  25  ml/menit. Rohani et  al. (2014)  melaorkan  bahwa kulit  ubi  kayu/  singkong  memiliki  daya serap tertinggi pada logam Fe hingga 92% dibandingkan dengan kulit ubi dan pisang.
Salah  satu  faktor  yang  perlu  dikaji adalah efektivitas penggunaan atau ketahanan  biosorben  untuk  menjerap  ion logam Fe. Belum adanya kajian efektivitas penggunaan  biosorben  kulit  ubi  kayu, maka  diperlukan  penelitian  mendalam  ke arah  tersebut,  sehingga  dapat  menjadi gambaran  pada  saat  diaplikasikan  di masyarakat.

## METODE PENELITIAN Bahan dan Peralatan
Bahan  dasar  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  kulit  ubi  kayu,  air sumur  warga  RW  9  kelurahan  balaroa, aluminium  foil,  natrium  hipoklorit,  kertas saring, feri ammonium sulfat (NH 4 Fe(SO 4 ) 2 ),  HCl,  potassium  tiosianat
(KSCN)  dan aquadest.
Peralatan  yang  digunakan  berupa blender,  ayakan  20  mesh,  rangkaian  alat penyaringan  (Gambar  1),  neraca  analitik, pektrofotometri UV-Vis Perkinelmer .

## Prosedur Penelitian
Preparasi  Sampel    Kulit  Ubi  Kayu (Metode Bahri dkk, 2017)
Kulit ubi kayu yang sudah dipisahkan dari kulit luarnya dicuci dengan
air bersih. Setelah itu direndam dengan air hangat  ±  5  menit.  Dijemur  dibawah  terik matahari hingga kering ± 5 hari, kemudian dihancurkan  lalu  diayak  dengan  ayakan 20 mesh. Kulit ubi kayu selanjutnya dicuci dan  direndam  dengan  natrium  hipoklorit 2%  yang  diulangi  selama  3  x  24  jam, kemudian dicuci dan direndam dengan air selama 1 malam. Kulit ubi kayu selanjutnya dikeringkan dan siap digunakan sebagai biosorben.
Penjernihan  Air  dengan  Biosorben Kulit  Ubi  Kayu  (Modifikasi  Metode Bahri dkk, 2017)
Pada  alat  penjernihan  yang  sudah dirangkai (Gambar 1), dimasukkan sampel ke  dalam  wadah  air.  Sampel  selanjutnya dialirkan  melalui  pipa  berdiameter  1 1 / 4 inchi  dan  telah  diisi  biosorben  sepanjang 80  cm.  Hasil  dari  sampel  yang  dialirkan melalui  pipa  rangkaian  ditampung  dan  di ukur  laju  alirnya  (mL/menit),  kemudian diamati  penampakan  fisik  dari  air  hasil penjernihan.

## Gambar 1 Rangkaian Alat Penjernihan Air
Hasil penjernihan selanjutnya
dianalisis  kandungan  Fe  menggunakan
spektrofotometri  UV-Vis    pada  panjang gelombang  480  nm.  Analisis  ini  dilakukan setiap  2  hari  sekali  selama  ±  1  bulan dengan  volume  sampel  air  yang  dialirkan tiap harinya yaitu 10 L.
Penentuan panjang gelombang maksimum
0,3 ml larutan standar Fe dalam labu ukur  50  ml  ditambahkan  5  ml  larutan tiosianat  dan  3  ml  HCl  4  N.Ukur  serapan dari  larutan  itu  pada  panjang  gelombang antara  375-525  nm.  Buat  kurva  serapan Vs  panjang  gelombang  dan  tentukan panjang gelombang maksimumnya.

## Pembuatan kurva kalibrasi
Dalam 5 labu ukur 50 ml, dimasukkan larutan standar besi sebanyak  0,25  ml;  0,5  ml;  0,75  ml;  1  ml dan 1,25 ml sehingga didapat konsentrasi 0,5;  1;  1,5;  2  dan  2,5  ppm.  Selanjutnya tambahkan  5 ml  KCNS dan  3 ml  HCl  4  N dan  diimpitkan  dengan  aquadest  hingga tanda batas. Kemudian diukur serapannya dan dibuat kurva kalibrasinya.

## Penentuan kadar besi dalam larutan
Diambil  0,25  ml  larutan  sampel dalam  labu  50  ml  dan  ditambahkan  5  ml KCNS  2  M,  3  ml  HCl  4  N  dan  diimpitkan dengan  aquadest.  Selanjutnya  diukur serapannya pada panjang gelombang 480 nm.  Kemudian  ditentukan  kadar  besi dalam larutan.

## Analisa Data
Jumlah  Fe  yang  teradsorpsi  (mg/g) ditentukan  berdasarkan  banyaknya  zat terlarut yang teradsorpsi oleh setiap gram
adsorben.  Perhitungan  jumlah  Fe  yang teradsorpsi  (mg/g)  ditentukan  dengan rumus :
A = C 1 -C 2 x V m
Dimana  A  adalah  jumlah  Fe  yang teradsorpsi  oleh  biosorben  kulit  ubi  kayu (mg/g),  C 1 adalah  konsentrasi  Fe  awal (ppm),  V  adalah  volume  Fe  yang digunakan  (mL)  dan  m  adalah  berat biosorben yang digunakan (gram)
(Sianipar et al , 2016).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Waktu  Penggunaan  Biosorben  dalam Menyerap Ion Fe
Pada  proses  adsorpsi  yang  telah dilakukan untuk mengetahui waktu penggunaan kulit ubi kayu dalam menyerap ion Fe (III) pada air, didapatkan variasi  hari  analisis  yang  berpengaruh pada  penyerapan  ion  Fe  (III).  Hasil analisis  menggunakan  spektrofotometer UV-Vis,  konsentrasi  ion  Fe  yang  terdapat dalam  air  payau  sebagai  objek  penelitian yaitu sebesar 1,666 ppm.
Penyerapan  ion  Fe  (III)  pada  air payau  terus  meningkat  sampai  97,779% pada  hari  ke-21  penggunaan  biosorben kulit  ubi  kayu,  namun  pada  hari  ke-24 sampai  pada  hari  ke-27  penyerapannya justru  menurun  menjadi  82,292%  dan 77,310%  (Gambar  2).  Hal  ini  disebabkan karena terjadinya proses desorpsi.
Menurut Antonia (2014), desorpsi merupakan  proses  pelepasan kembali  ion atau molekul yang telah berikatan dengan gugus  aktif  pada  adsorben.  Desorpsi
terjadi  karena  konsentrasi  Fe  yang terserap  pada  permukaan  kulit  ubi  kayu sudah  lebih  besar  dibandingkan  dengan konsentrasi  Fe  (III)  yang  ada  dalam sampel air sebelum penjernihan.
Perbedaan konsentrasi tersebut menyebabkan  ion  Fe  (III)  yang  sudah terikat pada biosorben kulit ubi kayu akan terdesorpsi  kembali  ke  dalam  sampel  air tadi  sehingga  efektivitas  penyerapan  ion Fe (III) menjadi menurun dan bertambahnya  jumlah  ion  Fe(III)  dalam sampel air setelah penjernihan.
Gambar  2  Penyerapan  ion  Fe  (III)  air  payau pada penggunaan hingga 27 hari.
Menurut  Antonia  (2014)  efisiensi adsorpsi  besi  yang  baik,  yaitu  29,2  %, sehingga berdasarkan perhitungan, didapatkan  bahwa  kulit  ubi  kayu  dapat digunakan sebagai biosorben untuk menyerap ion Fe(III) dalam air selama 2,8 bulan.

## Pengaruh  Laju  Alir  Terhadap  Daya Serap Ion Fe
Penggunaan  laju  alir  27  ml/menit menghasilkan  penyerapan  ion  Fe  (III) hingga  88,955  %  pada  penggunaan
biosorben  hari  ke  2  sampai  hari  ke  6 (Gambar  3).  Pada  hari  ke  8-12  dengan laju alir 22 ml/menit penyerapan meningkat  menjadi  94,117  %.  Pada  laju alir  15  ml/menit  (penggunaan  hari  ke  14- 18) penyerapan meningkat sampai 95,918%.  Tetapi  pada  penggunaan  ke  21 sampai 27 hari dengan laju alir 9 ml/menit, penyerapan  ion  Fe(III)  menurun  sampai 85.774 %.
Gambar  3  Penyerapan  ion  Fe  (III)  air  payau pada laju alir yang beragam.
Hasil  penelitian  ini  berbeda  dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Tepare et al. (2018) bahwa semakin lambat laju alir, maka  proses  penyerapan  akan  semakin baik karena semakin lambat laju alir, maka interaksi  antara  ion  Fe  (III)  dengan biosorben kulit ubi kayu menjadi semakiin lama  sehingga  proses  penyerapan  pun akan  semakin  tinggi.  Ketidaksesuaian  ini dikarenakan  adanya  faktor  penggunaan biosorben  yang  terus-menerus  digunakan secara  kontinyu  sehingga  daya  serap  ion Fe(III)  menjadi  berkurang  walaupun  laju alirnya kecil.
Penelitian  yang  juga  menggunakan kulit ubi kayu sebagai biosorben juga telah
70 75 80 85 90 95 100 12 15 18 21 24 27 30 % P eny er apan Waktu analisis (hari) 84 86 88 90 92 94 96 98 0 10 20 30 % P enjer apan Laju Alir (ml/menit)
dilakukan  oleh  Tepare et  al. (2018) menggunakan  metode  kolom  dengan penyerapan  ion  Fe  terbaik  yaitu  pada tinggi  adsorben  40  cm  dan  laju  alir  25 ml/menit  dengan  persentase  penyerapan sebesar  74,82  %.  Dari  hasil  tersebut, diasumsikan  bahwa  semakin  tinggi  kolom adsorben, maka semakin banyak biosorben yang digunakan sehingga semakin  besar  potensi  biosorben  untuk menyerap  ion  Fe  (III)  yang  terdapat  pada air.
Gambar 4  Perbandingan  sir  sebelum  dan sesudah penjernihan
Perubahan  warna  pada  air  sebelum dan  sesudah  perlakuan  sangat  jelas (Gambar  4).  Sebelum  perlakuan,  warna air keruh dan terdapat endapan kekuningan, sedangkan setelah perlakuan,  warna  air  berubah  menjadi bening  dan  tidak  terdapat  lagi  endapan.
Hasil analisis menggunakan
Spektrofotometer  UV-Vis,  konsentrasi  ion Fe  yang  terdapat  dalam  air  sebelum perlakuan  yaitu  1,666  ppm  dan  setelah perlakuan,  konsentrasi  ion  Fe  menurun dengan  penurunan  terbaik  yaitu  menjadi 0,037 ppm.
Pada  proses  adsorpsi  ini  melibatkan reaksi kimia antara selulosa dan ion logam Fe  yang  terdapat  dalam  air.  Selulosa mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi  logam  berat  secara  kimia. Hal  ini  dikarenakan  selulosa  memiliki gugus  hidroksil  yang  dapat  berinteraksi dengan  logam  berat.  Menurut  Nurhayati dan  Sutrisno  (2013),  bahan-bahan  yang mempunyai  gugus  hidroksil  (-OH)  dapat dipakai untuk mengadsorpsi ion-ion logam berat.
Y     OH + M + YO   M+ H + Mekanisme tersebut merupakan mekanisme  pertukaran  ion,  dimana  M + adalah  ion  logam,  -OH  adalah  gugus hidroksil  dan  Y  adalah  matriks  tempat gugus –OH terikat. Interaksi antara gugus –OH  dengan  ion  Fe  yaitu  pada  gugus  – OH mempunyai pasangan electron bebas, sedangkan  ion  Fe  mempunyai  orbital  s kosong. Pasangan electron bebas tersebut  akan  menempati  orbital  kosong yang  dimiliki  oleh  ion  Fe  sehingga terbentuk  suatu  senyawa  (Nurhayati  dan Sutrisno, 2013).

## KESIMPULAN
Kulit  ubi  kayu  dapat  digunakan sebagai biosorben untuk menyerap ion Fe (III)  dalam  air  di  Kelurahan  Balaroa Kecamatan  Palu  Barat  selama  2,8  bulan. Laju alir berpengaruh pada penjerapan ion Fe  (III)  dimana  semakin  rendah  laju  alir maka  penjerapan  akan  semakin  baik namun  semakin  lama  waktu  penggunaan
biosorben maka penyerapan akan menurun walaupun laju alirnya rendah.

## DAFTAR PUSTAKA
Antonia  N.,  dan  Adhitiyawarman.  2014.
Pemanfaatan Tongkol
Jagung
Sebagai  Adsorben  Besi  Pada  Air
Tanah. JKK 3(3):7-13.
Bahri,
S., Musafira, Hardi, J.,
Satrimafitrah, P. 2017. Pemanfaatan
Kulit  Ubi  Kayu  Sebagai  Biosorben Pada  Penjernihan  Air  di  Kelurahan Balaroa . KOVALEN, 3(2):196-200 .
Rohani  D,A.  Juswono  U  P.,  Nuriyah  L. 2014 . Pengukuran  Efektivitas  Kulit Singkong,  Kulit  Ubi  Jalar,  Kulit
Pisang  Dan  Kulit  Jeruk  Sebagai Bahan  Penyerap  Besi  (Fe)  Dan Mangan  (Mn)  Pada  Air  Lindi  TPA. Brawijaya  Physics  Student  Journal, 2(1).
Laroni,  J.  I.  2014.  Pemanfaatan  Kulit  Ubi Kayu (Manihot  Utillissima Pohl) Sebagai Biosorben Logam Fe. Skripsi. Palu:  Jurusan  Kimia  FMIPA UNTAD.
Nurhayati  I,  Sutrisno  J.  2013.  Limbah Ampas  Tebu  Sebagai  Penyerap Logam  Berat  Pb. Prosiding  Seminar Nasional Universitas PGRI Adi
Buana Surabaya . Hal : 59-70.
Sianipar, L D., Zaharah, T A., Syahbanu, I. 2016. Adsorpsi Fe(II) Dengan Arang Kulit Buah Kakao ( Theobroma cacao L.)  Teraktivasi  Asam  Klorida. JKK 5(2): 50-59.
Suhendrayatna. 2001. Heavy Metal
Bioremoval  by  Microorganisme :  A Literature Study. Institute for Technology Studies-Chapter Japan.
Tepare,  E.,  Bahri,  S.,  Musafira.  2018. Aplikasi  Biosorben  Kulit  Ubi  Kayu ( Manihot  utillisima Pohl)  dalam Penyerapan  Ion  Fe  (III)  Pada  Air Payau. KOVALEN, 4(3): 271-275 .
Wardhana,
W. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan . Yogjakarta: ANDI.