## SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS Zn(II)-EDTA SEBAGAI SENYAWA ANTIALGA PADA COOLING WATER INDUSTRI

## Harsasi Setyawati*, Sri Sumarsih, Sevia Ayuningtyas
Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Airlangga University *email: harsasi85@gmail.com
Received 20 Februari 2017
Accepted 20 April 2017

## Abstrak
Telah  berhasil  dilakukan  penelitian  tentang  sintesis,  karakterisasi  serta  uji  aktivitas penghambatan alga menggunakan senyawa kompleks Zn(II)-EDTA pada sampel cooling water industri.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  potensi  senyawa  kompleks Zn(II)-EDTA  sebagai  material  penghambat  pertumbuhan  alga  yang  hidup  pada cooling water  pond di  industri.  Senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA  berhasil  disintesis  dengan perbandingan  mol  Zn:  EDTA  adalah  1:1.  Senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA  memiliki panjang  gelombang  maksimal  pada  752  nm.  Ikatan  Zn-O  pada  EDTA  muncul  pada bilangan gelombang 478,35 cm -1 dan Zn-N pada EDTA muncul pada bilangan gelombang 516,92  cm -1 .  Senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA  mampu  menghambat  pertumbuhan  alga sebesar  98  %  untuk  alga  hijau  dan  87  %  untuk  alga  coklat  jika  dibandingkan  dengan sampel dengan perlakuan kontrol positif Seyton.
Kata kunci: Kompleks Zn(II)-EDTA, cooling water, antialga, alga hijau, alga coklat

## Abstract
Have  been  successfully  done  a  research  about  synthesis,  characterization  and  algae inhibition  assay  of  Zn(II)-EDTA  complexes  in  sample  cooling  water  on  industry.  The purpose  of  the  research  is  to  observe  the  potential  of  Zn(II)-EDTA  complexes  as  algae inhibitor  material  in  cooling  water  pond  of  industry.  This  complexes  have  been synthesized  with  mole  ratio  of  Zn  :EDTA  =  1:1.  The  maximum  wavelength  of  the complexes  is  752  nm.  The  bonding  of  Zn-O  from  EDTA  and  Zn-N  from  EDTA  in sequence is 478.83 cm -1 and 516.92 cm -1 . Complexes of Zn(II)-EDTA potentially inhibit algae  growth  98%  for  green  algae  and  87%  for  brown  algae  if  compared  with  positive control Seyton.
Keywords: Zn(II)-EDTA complexes, cooling water, antialgae, green algae, brown Algae

## Pendahuluan
Salah  satu  kebutuhan  utama  pada proses  industri  adalah  air  pendingin ( cooling  water) .  Air  yang  digunakan sebagai pendingin tersebut harus memiliki
kandungan padatan terlarut rendah, bebas mikroorganisme  terutama  jamur  dan lumut,  dan  tidak  korosif  (Widiasa  dkk, 2005). Sistem pendinginan air yang biasa digunakan pada industri biasanya
menggunakan  sistem  sirkulasi  terbuka. Panas  yang  terkandung  dalam cooling water dilepaskan  keudara  melalui  kontak langsung.  Proses  pendinginan  sistem terbuka  ini  mengakibatkan cooling  water terkontaminasi  oleh  mikroorganisme  dari udara,  seperti  alga.  Jika  air  pendingin yang mengandung alga tersebut digunakan  pada  proses  produksi,  maka mesin  pendingin  akan  mengalami  korosif dan lumutan sehingga proses pendinginan menjadi  kurang  maksimal  dan  proses produksi akan terganggu. Adanya mikroorganisme pada cooling water harus segera diatasi sehingga tidak menimbulkan permasalahan lebih lanjut.
Pada  penelitian  ini  telah  berhasil diteliti material penghambat pertumbuhan mikroorganisme/alga  pada cooling  water menggunakan  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA.  Berdasarkan  Paten    No. 2002098231  AI,  senyawa  Na 2 EDTA memiliki  kemampuan  menghambat  dan mencegah  pertumbuhan  alga  dan  bakteri dalam air. Pada penelitian ini,
kemampuan penghambatan EDTA ditingkatkan  dengan  menambahkan  ion logam  pada  senyawa  EDTA.  Senyawa
EDTA  memiliki  kemampuan  agen pengkhelat  yang  baik  dan  membentuk senyawa  kompleks  yang  sangat  stabil dengan  ion  logam  divalen  (Satroutdinov dkk, 2000) serta larut dalam air (Tarasov, 2011). Logam Zn dipilih karena memiliki sifat oligodinamik yaitu daya pada logam dimana  pada  konsentrasi  yang  kecil  saja dapat  membunuh  mikroba  seperti  bakteri dan alga.
Senyawa kompleks Zn(II)-EDTA disintesis  dengan  perbandingan  mol logam dan ligan = 1:1 dan dikarakterisasi dengan  instrumen  spektrofotometer  UV- Vis dan spektrofotometer Fourier
Transform  Infrared (FTIR).  Aktivitas penghambatan senyawa kompleks Zn(II)- EDTA diuji dengan menganalisis perpendaran alga menggunakan instrument  spektrofotometer  UV-Vis  dan menganalisis  berat  sel  kering  alga.  Pada penelitian  ini,  aktivitas  penghambatan
senyawa kompleks Zn(II)-EDTA dibandingkan  dengan  kontrol  positif senyawa  Seyton  yang  biasa  digunakan  di dunia industri.

## Metode Penelitian

## Alat dan Bahan
Bahan  kimia  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah derajat pro  analysis . Bahan-bahan  yang  digunakan  untuk sintesis  Zn(II)-EDTA  antara  lain  ZnCl 2 anhidrat, Na 2 EDTA, akuades, dan metanol  98%.  Sedangkan  bahan  yang digunakan  untuk  uji  antialga  adalah sampel  air  dari cooling  water dan senyawa biocide merk Seyton.
Peralatan yang digunakan pada penelitian  ini  adalah Alat-alat  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah gelas ukur, gelas beaker, botol reagen, hot plate,  stirrer ,  batang  pengaduk , botol semprot,  kaca  arloji,  timbangan  analitik, oven, kertas saring dan Laminar Air Flow . Instrumen yang digunakan adalah spektrofotometer Shimadzu UV-Vis 1800 dan spektrofotometer Jasco FT-IR 5300.

## Prosedur Penelitian
Penelitian ini diawali dengan mensintesis  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA dengan perbandingan mol logam : ligan  =  1:  1.    Masing-masing  senyawa dilarutkan  dalam  akuades  selanjutnya kedua larutan dicampurkan dan dipanaskan  pada  suhu  rendah  selama  1 jam.  Proses  sintesis dihentikan  ketika volume  larutan  telah  mencapai  sepertiga volume awal. Selanjutnya larutan didinginkan  dan  disaring  sehingga diperoleh  endapan  dan  filtat.  Filtrat  yang diperoleh didiamkan selama beberapa hari pada suhu ruang sampai terbentuk kristal. Kristal yang terbentuk direkristalisasi dan dikarakterisasi dengan instrumen spektrofotometer UV-Vis dan spektrofotometer FTIR.
Pada  penelitian  ini  digunakan  tiga  set sampel cooling water yang berbeda untuk uji  penghambatan  pertumbuhan  alga. Setiap  set  sampel  cooling  water  pada
volume  yang  sama  diukur  perpendaran alganya sebelum diberi perlakuan menggunakan  spktrofotometer  UV-VIS pada panjang gelombang 590 nm dan 550 nm.  Set  sampel  pertama  adalah  sampel cooling  water yang  mengandung  alga tanpa  penambahan  senyawa  apapun sebagai kontrol negatif. Set sampel kedua adalah  sampel cooling  water yang mengandung alga yang telah ditambahkan senyawa  Seyton  10  ppm  sebagai  kontrol positif.  Set  sampel  ketiga  adalah  sampel cooling  water yang  mengandung  alga yang telah ditambahkan senyawa kompleks  Zn(II)-EDTA  dengan  variasi konsentrasi 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm. Selanjutnya semua sampel di shaker selama  24  jam.  Setelah  24  jam,  semua sampel  diukur  absorbansinya  pada panjang  gelombang  590  nm  untuk menganalisis  adannya  alga  hijau  dan  550 nm  untuk  menganalisis  adannya  alga coklat.  Sebagai  pembanding,  setiap  set sampel  dianalisis  berat  keringnya  dengan cara  menyaring  sampel cooling  water yang  mengandung  alga  yang  telah didiamkan  selama  24  jam  dengan menggunakan kertas saring. Kertas saring tersebut  kemudian  dikeringkan  dengan
cara  dioven  pada  suhu  rendah  selama  1 jam.  Setelah  1  jam,  kertas  saring didinginkan  dan  kemudian  ditimbang untuk mengetahui berat sel keringnya. Uji aktivitas penghambatan pertumbuhan alga ini dilakukan selama 14 hari berturut-turut pada kondisi sampel yang sama.

## Hasil dan Pembahasan
Sintesis  dan  karakterisasi  senyawa kompleks Zn-EDTA
Penelitian  ini  telah  berhasil  dilakukan sintesis  senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA dari  senyawa    ZnCl 2 dengan  ligan Na 2 EDTA.  Hasil  dari  sintesis  diperoleh senyawa kompleks Zn(II)-EDTA berbentuk  kristal  berwarna  putih  keruh. Senyawa kompleks hasil sintesis dikarakterisasi panjang gelombang maksimalnya menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan dikarakterisasi gugus fungsinya
menggunakan  spektrofotometer  FTIR. Adapun  hasil  karakterisasi  senyawa  Zn- EDTA  dengan  spektrofotometer  UV-VIS disajikan  pada  Tabel  1  dan  hasil karakterisasi  senyawa  Zn-EDTA  dengan spektrofotometer  FTIR  disajikan  pada Gambar 1.
Tabel  1 .  Panjang  gelombang  maksimal  senyawa  ZnCl 2 ,  ligan  Na 2 EDTA  dan  senyawa kompleks Zn(II)-EDTA
Senyawa
Panjang Gelombang Maksimum (nm) ZnCl 2 anhidrat 652,00 Na 2 EDTA 472,50 Senyawa Kompleks Zn(II)-EDTA 752,00
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  senyawa kompleks Zn(II)-EDTA memiliki panjang gelombang  maksimum  yang  berbeda  dari unsur  pembentuknya  yaitu    ZnCl 2 dan EDTA.  Munculnya  panjang  gelombang pada  752,00  nm  menunjukkan  adanya pergeseran  batokromik,  yaitu  pergeseran puncak  absorbsi  ke  arah  panjang gelombang  yang  lebih  besar.  Adanya pergeseran batokromik disebabkan karena struktur  senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA memiliki  gugus  kromofor  (ikatan  C=O)
dan  gugus  auksokrom  (gugus  OH)  yang berasal  dari  ligan  EDTA.  Gugus-gugus tersebut  yang  menyebabkan  senyawa kompleks  Zn(II)-EDTA  dapat  menyerap cahaya  pada  daerah  tampak/visibel (Hendayana, 1994).
Berdasarkan hasil spektra pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa terbentuknya senyawa kompleks  Zn(II)-EDTA  diindikasikan dari  munculnya  vibrasi  gugus  Zn  dengan gugus  O  dan  N  dari  ligan  EDTA.  Pada spektra  tersebut  vibrasi  gugus  Zn-O
muncul pada bilangam gelombang 478,35 cm -1 dan vibrasi gugus Zn-N pada spektra muncul  pada  bilangan  gelombang  516,92
cm -1 .  Menurut literatur vibrasi gugus Zn- O akan muncul pada bilangan gelombang
486  cm -1 (Palomino,  2006)  dan  vibrasi gugus  Zn-N  akan  muncul  pada  bilangan gelombang 570,93 cm -1 (Setiyani R, dkk, 2015).
Gambar 1. Hasil FTIR ligan Na 2 EDTA dan senyawa kompleks Zn(II)-EDTA
Tabel 2. Tabel Hasil Identifikasi Alga pada Air cooling water Jenis Kelas Kelompok Chroococcus sp. Cyanophyceae/Cyanobacteria Alga Hijau Oscillatoria sp. Cyanophyceae/Cyanobacteria Alga Hijau Synechococcus sp. Cyanophyceae/Cyanobacteria Alga Hijau Chlorella sp. Chlorophyceae Alga Hijau Schizochlamydella sp. Chlorophyceae Alga Hijau Epithemia sp. Diatomeae/Bacillariophyceae Alga Coklat Stauronets sp. Diatomeae/Bacillariophyceae Alga Coklat Haematococcus sp. Flagellata/Dinoflagellata Alga Coklat
Uji  aktivitas  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA  pada  penghambatan  pertumbuhan alga melalui analisis perpendaran alga Sebelum proses perlakuan pada sampel cooling  water ,  terlebih  dahulu  dilakukan identifikasi  terhadap  sampel cooling water terlebih  dahulu.  Hal  ini  untuk membuktikan  bahwa  pada  sampel  air
pendingin yang akan diteliti mengandung alga.  Adapun  hasil  identifikasi  sampel cooling water disajikan pada Tabel 2.
Tabel
2 menunjukkan bahwa
kandungan  alga  yang  terdapat  pada sampel cooling  water adalah  alga  hijau dan  alga  coklat.  Oleh  karena  itu  pada penelitian  ini  uji  aktivitas  penghambatan
senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA  pada pertumbuhan  alga  dilakukan  dengan menganalisis perpendaran alga menggunakan instrument spektrofotometer UV-Vis dan menganalisis berat sel kering alga sebagai pembandingnya.  Hasil  uji  aktivitas penghambatan senyawa kompleks Zn(II)-
EDTA terhadap alga hijau dan alga coklat disajikan pada Gambar 2, 3 dan 4
.
Gambar 2. Aktivitas penghambatan senyawa kompleks Zn(II)-EDTA pada pertumbuhan alga hijau
Gambar 3. Aktivitas penghambatan senyawa kompleks Zn(II)-EDTA pada pertumbuhan alga coklat
Gambar  2  dan  3  menunjukkan  bahwa ketika  sampel cooling  water tidak  diberi perlakuan  apapun,  pertumbuhan  alga hijau  dan  coklat  semakin  meningkat setiap  harinya.  Hal  ini  terlihat  dari tingginya  jumlah  alga  pada  sampel  yang dilambangkan  dari  nilai  absorbansi perpendaran  alga  yang  terukur  dengan spektrofotometer UV-VIS. Ketika sampel cooling  water  yang  mengandung  alga diberi perlakuan dengan senyawa kompleks  Zn(II)-EDTA,  terlihat  bahwa pertumbuhan  alga  dapat  dihambat  setiap harinya.  Hal  ini  dibuktikan  dengan rendahnya  nilai  absorbansi  perpendaran alga  yang  terukur  baik  pada  alga  hijau ataupun  coklat.  Ketika  sampel cooling water diberi  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA  jumlah  alga  pada  sampel cooling water dapat  ditekan  hingga  97  %  untuk alga hijau dan 99% untuk alga coklat jika dibandingkan  dengan  sampel  tanpa perlakuan  apapun.  Hal  ini  membuktikan bahwa  senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA sangat potensial menghambat pertumbuhan  alga  dalam  sampel cooling water .
Pada penelitian ini, potensi penghambatan  pertumbuhan  alga  yang dimiliki senyawa kompleks Zn(II)-EDTA dibandingkan  dengan  kontrol  positif Seyton  yang  merupakan  produk  komersil penghambat  pertumbuhan  alga  yang sering  dipakai  di  berbagai  industri.  Hasil perbandingan  kemampuan  penghambatan alga senyawa kompleks Zn(II)-EDTA dan Seyton disajikan pada Gambar 4. Gambar 4 menunjukkan bahwa senyawa kompleks Zn(II)-EDTA memiliki kemampuan penghambatan  yang  lebih  tinggi  pada pertumbuhan  alga  dibandingkan  kontrol positifnya yaitu Seyton. Senyawa kompleks Zn(II)-EDTA mampu menghambat  pertumbuhan  alga  sebesar 98  %  untuk  alga  hijau  dan  87  %  untuk alga  coklat  jika  dibandingkan  dengan sampel  dengan  perlakuan  Seyton.  Hasil ini membuktikan bahwa senyawa kompleks  Zn(II)-EDTA  lebih  berpotensi menghambat pertumbuhan alga
dibandingkan  senyawa  komersiil  yang sering dipakai industri selama ini.
Gambar 4. Perbandingan uji aktivitas penghambatan pertumbuhan alga senyawa kompleks Zn-EDTA dengan kontrol positif Seyton.
Uji  aktivitas  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA  pada  penghambatan  pertumbuhan alga melalui analisis berat kering
Hasil  uji  aktivitas  antialga  senyawa kompleks Zn(II)-EDTA tehadap alga pada sampel cooling  water disajikan  pada Gambar 5. Berdasarkan Gambar 5, untuk sampel cooling  water yang  diberi pernambahan  senyawa  kompleks  Zn(II)- EDTA  dapat  dilihat  bahwa  pada  hari pertama  sampai  hari  kedua  pertumbuhan alga mengalami peningkatan yang sedikit. Kemudian  pada  hari  ketiga  sampai  hari ketujuh  terjadi  peningkatan  pertumbuhan yang  signifikan.  Pada  kondisi  ini,  alga mengalami pembelahan sel secara maksimal  sehingga  pertumbuhaannya cepat  sekali.  Sedangkan  pada  hari kedelapan  sampai  hari  keempat  belas pertumbuhan  alga  mulai  mengalami penurunan  secara  pelan-pelan.  Pada kondisi  ini  alga  mulai  mengalami penurunan  pembelahan  sel  sampai  pada akhirnya  semua  sel  mati  karena  tidak dapat  melakukan  pembelahan  sel  lagi.
Untuk  sampel  yang  diberi  penambahan Seyton  dan  tanpa  diberikan  penambahan apa-apa  grafik  pertumbuhannya  terus mengalami  peningkatan  jumlah  sel. Artinya  dengan  sampel  tanpa  diberikan penambahan  apa-apa  maka  alga  akan mengalami  pertumbuhan  terus  menerus tanpa dihambat pertumbuhannya. Sedangkan  sampel  yang  diberikan senyawa Seyton juga mengalami pertumbuhan  terus  menerus  meskipun sudah  dihambat  pertumbuhannya.  Hal  ini dikarenakan  senyawa  Seyton  yang ditambahkan kemampuan untuk membunuh alga kurang maksimal dibandingkan  dengan  kemampuan  alga tumbuh  setiap  harinya.  Hasil  uji  aktivitas ini  menyimpulkan  bahwa  senyawa kompleks Zn(II)-EDTA terbukti memiliki kemampuan  penghambatan  pertumbuhan alga  yang  lebih  baik  jika  dibandingkan senyawa  komersial  Seyton  yang  biasa digunakan  di  industri  untuk  menghambat pertumbuhan alga.
Gambar 5. Analisis Berat Kering Alga

## Kesimpulan
Senyawa kompleks Zn(II)-EDTA berhasil  disintesis  dari  senyawa  ZnCl 2 anhidrat dan Na 2 EDTA dengan perbandingan  mol  logam:ligan  =  1:1. Senyawa kompleks Zn(II)-EDTA memiliki karakteristik panjang gelombang maksimal    752  nm  ;  ikatan  Zn-O  dari ligan EDTA muncul pada serapan 478,35
cm -1 dan  ikatan    Zn-N  dari  ligan  EDTA muncul  pada  serapan  516,92  cm -1 . Senyawa  kompleks  Zn(II)-EDTA  pada konsentrasi  50  ppm  terbukti  mampu menghambat  pertumbuhan  alga  hijau hingga 98 % dan alga coklat hingga 87% jika  dibandingkan  dengan  kontrol  positif Seyton.

## Daftar Pustaka
Hendayana, Sumar, dkk. 1994. Inorganic Chemistry. New Jersay: Prentice- Hall Inc. Palomino, A.G. 2006. Room Temperature Sybthesis and Characterization of Highly Monodisperse Transition Metal- Doped  ZnO  Nanocrystals. Physics.
University of Puerto Rico .
Paten  No.  2002098231  A1,  Method  and Apparatus for Preventing Bacteria and Algae Growth in Water
Setiyani,  R.  &  Kartika,  M.D.  2015.
Pemanfaatan Komposit Kitosan Zn-O- SiO 2 sebagai  Agen  Antibakteri Terhadap  Bakteri Staphylococcus
aureus Pada  Kain  Katun. Jurnal  of
Chemistry , Vol 4. No.2
Tarasov,  Konstantin,  Patricia  B.,  Michel
C., Eric M., Ynling L., 2011, Genesis of  Supported  Crabon-coated  Co Nanoparticles with Controlled
Magnetic  Properties,  Prepared  by Decomposition of Chelate Complexes, JJ Nanopart Res ., 13: 1873-1887. Widiasa,  N.I.,  dkk.  2005.  Rekayasa Kontaktor  Hollow  Fiber  Longitudinal sebagai  Closed  Recirulation  Modular Cooling  Water  untuk  Optimalisasi Penggunaan Air dan Energi di Industri Semarang: Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.