Vol.  5, No. 1, Juni 2018 Hal : 5 – 8
Pengaruh Waktu, dan Dosis Adsorben Terhadap Penghilangan Ion Fe dalam Air Sumur Menggunakan Zeolit Alam Teraktifasi secara Kolom Adsorbsi

## DINI HARIYATI ADAM
Dosen Pendidikan Biologi STKIP Labuhan Batu Email: dini_adam89@yahoo.com
Diterima Maret 2018 dan Disetujui Mei 2018

## ABSTRAK
Telah  dilakukan  penelitian  tentang  Pengaruh  Waktu,  dan  Dosis  Adsorben  Terhadap Penghilangan  Ion  Fe  dalam  Air  Sumur  Menggunakan  Zeolit  Alam  Teraktivasi.Penelitian  ini memiliki  tujuan  untuk  menghilangkan  ion  Fe  yang  terkandung  dalam  air  sumur.  Kolom  yang digunakan  menggunakan  kolom  kaca  dengan  ukuran  panjang  15  cm,  diameter  1  cm  secara batch  dengan  laju  alir  1,5  mL/menit.  Waktu  adsorbsi  dilakukan  dengan  variasi  15  menit;  30 menit; 45 menit dan 60 menit, sedangkan variasi adsorben yang digunakan yaitu : 0,5 g ; 1,0 g; 1,5 g; 2,0 g. Dari hasil penelitian diperoleh semakin lama waktu ,bobot adsorben maka semakin meningkat  pula  kapasitas  adsorbsi.  Efisiensi  penyerapan  tertinggi  berdasarkan  waktu  kontak adsorben  yaitu pada menit 60 menit sebesar 99,04  %., sedangkan efisiensi adsorbsi optimum berdasarkan bobot adsorben yaitu 2,0 gram dengan nilai efisiensi adsorbsi sebesar 98,01%.
Kata Kunci :Adsorbsi, zeolit, ion Fe, efisiensi adsorbsi

## PENDAHULUAN
Sumber air bersih sangat dibutuhkan makhluk  hidup  untuk  melakukan  berbagai kegiatan  yang  berasal  dari  air  tanah,  air permukaan dan air hujan. Adapun parameter  kualitas  air  bersih  berdasarkan Kep.  Menkes  RI  2002  yaitu  kandungan  ion besi (Fe) tidak lebih dari 0,3 ppm agar tidak menimbulkanberbagai
gangguan
kesehatan. Air  sumur  yang  mengandung  besi dapat menimbulkan rasa mual jika dikonsumsi. Besi dengan kadar lebih dari 1 ppm  dapat  merusak  dinding  usus  dan menyebabkan  terjadinya  iritasi  pada  kulit dan mata sedanglan jika kadar lebih dari 10 ppm menimbulkan bau busuk. Tercemarnya  air  sumur  oleh  adanya kandungan  ion  Fe  dapat  ditandai  dengan perubahan  fisik  seperti  timbulnya  warna, bau , rasa dan jika dikonsumsi akan terasa tidak enak.
Untuk  mengurangi  kontaminan  dari kandungan
logamFe dalam air
bisadilakukan  dengan  berbagai  cara  salah satunyametode adsorpsi dengan
menggunakan  suatu  bahanpenjerap  yang disebut  adsorben.  Adsorbsi  adalah  proses akumulasi adsorbat pada permukaan
adsorben  yang  disebabkan  oleh  gaya  tarik antar  molekul  adsorbat  dengan  permukaan adsorben.  Interaksi  yang  terjadi  pada molekul adsorbat dengan permukaan kemungkinan diikuti lebih dari satu interaksi,  tergantung  pada  struktur  kimia masing-masing komponen.Adsorpsi dianggap  sebagai  metode  yang  ekonomis dan efektifuntuk menghilangkan kandungan logam  karena  biaya  yang  relatif  murah, dapat  diregenerasi  (Pehlivan et  al., 2013), dan relatif sederhana (Al-ayubi et al ., 2010).
Proses adsorbsi terjadi pada permukaan pori-pori dalam adsorben, sehingga  untuk  bisa  teradsorbsi,  logam dalam cairan mengalami
proses perpindahan  massa  logam  dari  cairan  ke permukaan
adsorben,
difusi dari permukaan  adsorben  ke  dalam  adsorben melalui pori, perpindahan massa logam dari cairan  dalam  pori  ke  dinding  pori  adsorben dan  adsorbsi  logam  pada  dinding  pori adsorben.  Perpindahan  massa  logam  dari cairan  dalam  pori  ke  dinding  pori  adsorben umumnya berlangsung sangat cepat, sehingga  proses  ini  tidak  mengontrol kecepatan adsorbsi secara keseluruhan.
Adsorben yangdigunakan dalam penelitian  ini  adalah  zeolit  alam.  Adsorben
Vol.  5, No. 1, Juni 2018 Hal : 5 – 8
zeolit  alam  keberadaannya  melimpah  di alam,memiliki  kapasitas  pertukaran  ion yangtinggi,  murah  harganya,  selektifitas yangtinggi  dan  bersifat  stabil  (Erdem  dan Donat ; 2004). Menurut Abdur Rahman dan Budi  Hartono  bahwa  air  tanah  yang dilewatkan  pada  kolom  gelas  berisi  zeolit, kadar Fe dapat diturunkan sampai 55%.
Suatu  zat  dapat  digunakan  sebagai adsorben  bilamempunyai  daya  adsorpsi selektif,  berpori  atau  mempunyai  luas permukaan  persatuan  massa  yang  besar serta  mempunyai  daya  ikat  yang  kuat terhadap  zat  yang  hendak  dipisahkan secara fisik maupun kimia. Luas permukaan  spesifik  zeolit  berkisar  yaitu 25,9  m 2 /gram  (setiawan  dan  Supriyana, 1999) dan ini berhubungan dengan struktur pori  internal  yang  menyebabkan  zeolit mempunyai sifat sebagai adsorben (Sembiring, 2003). Semakin luas
permukaan pori-pori, semakin tinggi dayajerapnya, daya jerap arang aktif sangat besar.
Pengaktifan  adsorben  diharapkan dapat    meningkatkan  efisiensi  adsorpsi. Untuk  analisis  kadar  logam  besi  dilakukan menggunakan  spektrofotometer  serapan atom (SSA). Pemilihan metode
spektrofotometer  serapan  atom  karena mempunyai sensitifitas tinggi, mudah, murah,  sederhana,  cepat,  dan  cuplikan yang diperlukan sedikit serta tidak memerlukan pemisahan pendahuluan (Suyanta,  et.  al, 2015).Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi optimum zeolit alam dalam memisahkan ion Feberdasarkan  pengaruh  waktu  dan  bobot adsorben.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  telah  dilaksanakan  pada  bulan Februari sampai Maret 2018.Analisis logam Fe dilakukan di laboratorium USU.
Variabel  bebas  penelitian  ini  adalah waktu kontak adsorben dan bobot adsorben.Sedangkan variabel terikat
adalah konsentrasi ion logam Fe. Larutan  standar  Fe  dibuat  dengan cara melarutkan 0,1 gram(NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ).6H 2 O  dalam  labu  ukur 10  mL.  Sampel  diencerkan  menggunakan akuades  danditepatkan  hingga  1  L  hingga tanda batas.Kemudian selanjutnya diencerkan dengan pengenceran bertingkat hingga  diperoleh  larutan  stok  Fe  dengan konsentrasi 10 mg/L.

## a.  Preparasi Sampel Zeolit alam
Zeolit dihaluskan dengan ukuran 200 mesh kemudian  dicuci  dengan  akuadest  dan dikeringkan  pada  suhu  100 o C  dan disimpan dalam desikator.
b.  Proses Aktivasi Adsorben
Aktivasi adsorben dilakukan dengan menggunakan  HCl-NaOH.Sebanyak  ±  100 gram adsorben dicuci dengan akuadessambil diaduk menggunakan
magnetic stirrer kecepatan 200 rpm selama 30menit,  kemudian  dicuci  dengan  larutan HCl  1  M  menggunakan magnetic  stirrer
kecepatan 200 rpm selama 30 menit.Adsorben disaring dan dicuci
beberapa kali menggunakanakuades hingga pH mendekati 7.Adsorben direndam di dalamlarutan NaOH 1  M selama 24 jam, dan  disaring.  Adsorben  selanjutnya  dicuci beberapa  kali  denganakuades  hingga  pH mendekati  7  dan  disaring  selanjutnya dikeringkan di dalam oven dengan suhu60 o C  selama  24  jam  hingga  kering merata.

## c.  Pengaruh  Waktu  Kontak  Adsorbsi terhadap Adsorbsi Ion Fe
Sebanyak  100  mL  larutan  Fe  10  mg/L dimasukkan  ke  dalam  5  buah  erlenmeyer masing-masing  ditambahkan  zeolit  1,0  g kemudian campuran dishaker dengan variasi  waktu  15,  30,  45,  60  menit.  setelah itu disaring dan filtratnya dianalisis menggunakan AAS.
d.  Pengaruh dosis adsorben Zeolit terhadap Adsorbsi Ion Fe
Sebanyak  100  mL  larutan  ion  Fe  10  mg/L dimasukkan  ke  dalam  5  buah  erlenmeyer masing-masing  ditambahkan  zeolit0,5  g  ; 1,0  g;  1,5  g;  2,0  g.  Kemudian  dikocok dengan shaker .  Proses  adsorpsi  dilakukan selama  60  menit,setelah  itu  disaring. Filtratdianalisis menggunakan AAS.

## e.  Kolom Adsorbsi
Kolom  adsorpsi  disiapkan  menggunakan kolom  kaca  bercerat  yang  berisi  zeolit kondisi  optimum  dengan  tinggi  adsorben 5,5 cm dan diameter kolom 1 cm.  Sebelum digunakan, kolom tersebut dibilas menggunakan  akuades,  dan  dimasukkan sedikit  glass  wool.  Selanjutnya  ditentukan laju alir kolom dengan akuades.
Sampel air
sumur yang
mengandung  logam  besi  dilewatkan  ke
Vol.  5, No. 1, Juni 2018 Hal : 5 – 8
kolom  berisi  zeolit  yang  teraktivasi.  Filtrat ditampung  setiap  interval  waktu  10  menit selama  1  jam  dan  dianalisis  menggunakan spektrofotometer  serapan  atom  (SSA). Kemudian  ditentukan  efisiensi  penyerapan (Wardiyati et al., 2007).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  aktivasi  pada  adsorben  zeolit  alam bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan  adsorben  sehingga  kapasitas adsorbsi  dan  kualitas  juga  meningkat (Mandasari  &  Purnomo,  2016)Pencucian adsorben  menggunakan  HCl  bertujuan untuk  menghilangkan  kandungan  oksida- oksida  logam yang  terkandung  di dalamnya.  Kemudian  adsorben  direndam menggunakan larutan NaOH agar terbentuk senyawa  silikat  yang  dapat  meningkatkan luas permukaan zeolit.

## a.  Pengaruh  Waktu  Kontak  terhadap Adsorbsi Ion Fe
Waktu kontak  merupakan  salah  satu  faktor yang  dapat  mempengaruhi  nilai  efisiensi adsorbsi.Waktu  kontak  optimum  adalah ketika  adsorben  yang  digunakan  untuk menyerap  larutan  Fe  menghasilkan  nilai efisiensi terbesar.
Proses  adsorbsi  dilakukan  dengan cara  memasukkan  100  mL    larutan  Fe dengan konsentrasi 10 mg/L dan penambahan  adsorben  sebanyak  1,0  g. Variasi  waktu  kontak  yang  digunakan  yaitu 15, 30, 45, dan 60 menit.
Gambar  1. Kurva  hubungan  antara  waktu kontak  terhadap  efisiensi  adsorbsi  larutan Fe
Dari  hasil  dapat  dilihat  bahwa terdapat  hubungan  linear  antara  waktu kontak  dengan  efisiensi  adsorbsi.Semakin lama  waktu  kontak  maka  efisiensi  adsorbsi juga  semakin meningkat.  Efisiensi  adsorbsi larutan  Fe  terbesar  yaitu  pada  saat  waktu penyerapan selama 60 menit yaitu 99,04%.
b.  Pengaruh
Penambahan Zeolit terhadap Adsorbsi Ion Fe Dari  kurva  dapat  dilihat  bahwa semakin besar penambahan bobot adsorben maka nilai  efisiensi adsorbsi juga meningkat  yang  ditandai  dengan  nilai efisiensi  terbesar  yaitu  pada  penambahan 2,0  gram  zeolitsebesar  98,01%.  Hal  ini disebabkan  karena  jumlah  partikel,  luas permukaan dan ruang kosong yang melimpah dari pori sehingga dapat menyerapan  Fe  secara  maksimal,  juga menyatakan bahwa pada saat penambahan bobot  maka  akan  meningkatkan  efisiensi adsorbsi.
Gambar 2 .Kurva hubungan antara penambahan bobot zeolit terhadap efisiensi adsorbsi

## c.  Kolom Adsorbsi
Setelah  diperoleh  kondisi  optimum maka  percobaan  dilanjutkan  menggunakan kolom  adsorbsi  dengan  kolom  kaca  secara batch.
Pengaturan laju alir influen
(adsorbat)  yang  masuk  ke  dalam  kolom adsorben  dengan  efluen  (sisa  adsorbat yang  tidak  terjerap)  yang  keluar  dari  kolom adsorben  dilakukan  dengan  menggunakan akuades.  Pengaturan  laju  alir  dilakukan dengan  cara  membuka  kolom  sehingga akuades  yang  terdapat  pada  kolom  akan menetes  keluar,  hal  ini  dilakukan  hingga didapatkan laju alir  yang konstan.  Laju  alir pada  penelitian  ini  didapatkan  sebesar  1,5 mL/menit.
Proses adsorpsi
dilakukan menggunakan  kolom  kaca  dengan  ukuran panjang  15  cm  dan  diameter  1  cm  dengan bobot  adsorben  sebanyak  2,0  g  kemudian dialirkan  sampel  air  sumur.  Waktuadsorbsi dilakukan selama 60 menit, dengan interval 10  menit.  Hasil  penelitian  menggunakan
0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 Efi si e n si A d sor b si (% ) Waktu Kontak (menit) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Efi si e n si Ad sor b si (% )
Bobot Adsorben (gram)
Vol.  5, No. 1, Juni 2018 Hal : 5 – 8
kolom  adsorbsi  dapat  dilihat  pada  Gambar 3.
Gambar 3. Pemisahan ion Fe
menggunakan  kolom  adsorbsi  yang  berisi adsorben.
Dari  gambar  3  diketahui  bahwa efisiensi  adsorbsi  terbesarpada  saat  waktu kontak  80  menit  yaitu  97,7%.  Pada  waktu kontak 90 dan 100 menit terjadi penurunan efisiensi  adsorbsi  disebabkan  karena  telah jenuhnya adsorben  zeolit .

## DAFTAR PUSTAKA
Abdur  Rahman  dan  Budi  Hartono.(2004). Penyaringan  Air  Tanah  Dengan Zeolit  Alami  Untuk  Menurunkan Kadar Besi dan Mangan. Jurnal Makara,  Kesehatan . 8(1): 1-6.
Al-ayubi,  M.  C.,  H.  Barroroh,  D.  Chandra. 2010. Studi Kesetimbangan Adsorbsi Merkuri(II)  pada  Biomassa  Daun Enceng  Gondok. Alchemy ,  1(2),  55- 103.
Department
Kesehatan RI.,
2002,
Keputusan  Menteri  Kesehatan  RI,
Nomor  907  Tahun  2002  Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.
Erdem,  E.,  Karapinar,  N.,  and  Donat,  R.,
2004, The Removal Heavy MetalCations  by  Natural  Zeolites , Journalof Colloid and Interface Science 280,309 –314, Department of
ChemistryEngineering, Faculty of
Engineering,Pamukkale University,
Denizli,Turkey .
Mandasari,  I.,  &  Purnomo,  A.  (2016). Penurunan  Ion  Besi  (  Fe  )  dan Mangan  (  Mn  )  dalam  Air  dengan Serbuk  Gergaji  Kayu  Kamper. Jurnal Teknik ITS , 5 (1), 1 –6.
Pehlivan,  E.,  H.  T.  Tran,  W.  K.  I. Ouédraogo, C. Schmidt, D. Zachmann, M. Bahadir . 2013.
Sugarcane  Bagasse  Treated  with Hydrous  Ferric  Oxide  as  A  Potential Adsorbent  For  The  Removal  Of As(V) From Aqueous Solutions. Food Chem ., 138, 133 –138. Sembirin, S dan Karo-Karo, P. 2007.Pengaruh Suhu Kalsinansi terhadap  Karakterisasi  Termal  dan Mikrostruktur  Silika  Sekam  Padi. J.
Sains  MIPA,  Edisi  Khusus  2017 .  Vol 13. Hal 233-239.
Setiawan,  D  dan  Supriyatna  D.  1999.
Sintesis Zeolit
Suyanta,  H.I,  Kholid,  Dan  S.  Bambang. 2015.      Pemisahan  Ion  Logam    Ca dan  Fe  dalam  Air  Sumur  Secara KolomAdsorpsi  Dengan  Zeolit  Alam dan  Karbon  Aktif. Jurnal  Sains Dasar . Vol.4(1), 87-91
Wardiyati,  S.,  S.  Budi  dan  Ridwan.  2007. Adsorpsi  Ion  Pb 2+ dan  Ni 2+ oleh
Nanopartikel α- Fe 2 O 3 /Fe 3 O 4 .Akreditasi  LIPI ,  536, 83-87. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110 Efesi e n si A d sor b si ( % ) Waktu Kontak (menit)