## MODEL MATEMATIKA ISOTHERMAL BIOSORBEN KULIT LABU KUNING SEBAGAI PENGOLAHAN LIMBAH Pb ARTIFISIAL

## Jainnul Setiawan*, Bagus Ibnu Hiban Rabani, Retno Dewati
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Jalan Raya rungkut Madya Gunung Anyar, Surabaya Jawa Timur 60294, Indonesia *Penulis korespondensi: jainnulsetiawan@gmail.com

## Abstrak
Kulit  labu  kuning  adalah  bahan  yang  berpotensi  untuk  dijadikan  biosorben  karena  mempunyai kandungan pektin 24,97% - 47,99%. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mendapatkan model matematika yang sesuai pada proses adsorpsi limbah Pb artifisial dengan biosorben kulit labu kuning serta mempelajari pengaruh  waktu  adsorpsi  dan  massa  biosorben  terhadap  daya  adsorpsi  biosorben  kulit  labu  kuning  dalam penyerapan  limbah  Pb  artifisial.  Proses  pembuatan  biosorben  kulit  labu  kuning  meliputi  tahap  dehidrasi, karbonisasi  serta  aktivasi.  Biosorben  yang  telah  terbentuk  kemudian  ditambahkan  kedalam  limbah  Pb airtifisial dengan konsentrasi 100 ppm dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 15 menit dengan kecepatan 150 rpm dengan variabel massa biosrben 3, 6, 9, 12, 15 gram dengan waktu pengontakan selama 30, 60, 90, 120, 150 menit. Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh hasil terbaik pada waktu 150 menit dengan massa 15 gram diperoleh presentase penurunan Pb sebesar 98,07%. Model matematika yang sesuai pada adsorpsi limbah  Pb  artifisial  dengan  biosorben  kulit  labu  kuning  adalah  model  Isoterm  Langmuir.  Persamaan  yang dihasilkan yaitu  0,8415x + 4,4676 dengan nilai R 2 = 0,9777.
Kata kunci: adsorpsi; biosorben; kulit labu kuning; limbah artifisial

## MATHEMATICS ISOTHERMAL MODEL OF PUMPKIN PEEL BIOSORBENT AS ARTIFISIAL Pb WASTE TREATMENT

## Abstract
Pumpkin peel is a material that may be used as a biosorbent because it has  pectin content of 24.97% - 47.99%. The purpose of this study was to obtain  suitable mathematical model for the adsorption process of artificial Pb waste with pumpkin peel biosorbent and to study the effect of adsorption time and biosorbent mass on the adsorption power of pumpkin peel biosorbent in the absorption of artificial Pb waste. The process of making pumpkin skin biosorbent includes stages of dehydration, carbonization, and activation. The biosorbent that has been formed is then added to the artificial Pb waste with concentration of 100 ppm and stirred using magnetic stirrer for 15 minutes at  speed of 150 rpm with  variable mass of 3, 6, 9, 12, 15 grams of biosorbent with  contact time of 30, 60, 90 , 120, 150 minutes. Results Based on this study, the best results were obtained at 150 minutes with a mass of 15 grams, the percentage reduction in Pb was 98.07%. The mathematical model that is suitable for adsorption of artificial Pb waste with pumpkin peel biosorbent is the Langmuir isotherm model. The resulting equation is 0.8415x + 4.4676 with  value of R 2 = 0.9777.
Keywords: adsorption; artificial waste; biosorben; pumpkin skin

## PENDAHULUAN
Salah  satu  bahan  pencemar  dilingkungan adalah limbah logam berat. limbah logam berat tidak dapat terdegradasi secara biologis, sehingga menim- bulkan suatu permasalahan pencemaran yang sangat serius.  Salah  satu  polutan  berbahaya  yang  terdapat dalam  suatu  limbah  yaitu  logam  berat  Pb. Berdasarkan dari sifat racunnya limbah logam  berat
Pb ini dapat berdampak buruk pada kesehatan, yaitu dapat  menyebabkan  ganguan  pada  sistem  saraf hingga  meyebabkan  kematian  (Radyawati,  2011). Mengingat bahaya yang diakibatkan oleh logam berat Pb,  maka  perlu  dilakukan  upaya  dalam  mengurangi logam  berat  Pb  yang  terkandung  pada  limbah. Berbagai  cara  dilakukan  dalam  meminimalisir kontaminasi  limbah  logam  berat  pada  lingkungan, seperti  penggunaan  bahan  penyerap  logam  dari
produk  biomaterial.  Hal  tersebut  menyebabkan banyak pihak terdorong untuk menciptakan alternatif adsorben yang terbuat dari bahan baku yang bersifat ramah  lingkungan  namun  memiliki  tingkat  efisiensi yang baik, ekonomis serta tingkat ketersediaan yang stabil.  Produk  biomaterial  yang  sering  digunakan sebagai  bahan  penyerap  logam  adalah  limbah  hasil pertanian,  seperti  kulit  jeruk,  kulit  pisang  serta  biji papaya.
Buah labu kuning sudah banyak dimanfaatkan dinegara-negara  maju  sebagai  bahan  baku  industri makanan  maupun  minuman.  Labu  kuning  di Indonesia  mulai  dimanfaatkan  dalam  pembuatan berbagai  produk  industri  maupun  rumah  tangga seperti  tepung, cake maupun  kue  kering.  Peman- faatan buah labu kuning yang terus meningkat secara tidak langsung akan menghasilkan limbah kulit labu kuning  yang  semakin  banyak  pula.  Menurut penelitian  (Purwani,  2004)  81%  dari  labu  kuning merupakan daging buahnya, 12,55% nya merupakan kulit  dan  6,45%  adalah  bijinya.  Salah  satu  limbah pertanian  yang  berpotensi  dijadikan  biosorben  yaitu kulit  labu  kuning.    Menurut  penelitian  (Listyarini, 2020)  bahwa  salah  satu  senyawa  yang  terkandung dalam kulit labu kuning adalah pektin dengan kadar 24,97%-47,99%. Pektin sendiri mengandung beberapa  gugus  fungsional  salah  satunya  adalah gugus karboksil dan gugus hidroksil. Keempat gugus fungsional tersebut mempunyai peraran penting pada proses  penyerapan  ion  logam,  dimana  kemampuan yang  paling  besar  dimiliki  oleh  gugus  karboksil dalam mengikat ion logam. Gugus-gugus aktif yang terkandung pada pektin memiliki pasangang electron bebas  terhadap  kation  logam  (hidroksil)  sehingga nanntinya  kation  logam  akan  membuntuk  senyawa komplek pektin dan logam.
Biosorben  merupakan  produk  organik  yang mempunyai  banyak  pori-pori  pada  permukaanya, dimana  pada  dinding  pori-pori  tersebut  akan berlangsung  proses  adsorpsi  (Siswarni,  2017). Biosorben sering diberikan perlakukan awal sebelum dilakukannya proses adsropsi yaitu dilakukan proses aktivasi terlebih dahulu. Hal tersebuat dilakukan agar biosorben yang dihasilkan memiliki luas permukaan yang  besar  karena  terdapat  faktor  yang  mempe- ngaruhi dari proses penyerapan yaitu luas permukaan biosorben.  Terdapat  dua  jenis  proses  aktivasi  yaitu aktivasi  fisika  dan  aktivasi  kimiawi.  Aktivasi  kimia dilakukan  dengan  cara  merendam  karbon  ke  dalam bahan kimia yang berfungsi sebagai zat activator. Zat activator  sendiri  merupakan  bahan  kimia  yang berfungsi  sebagai  reagen  pengaktif  dalam  meng- aktifkan  atom  karbon,  sehingga  karbon  aktif  yang dihasilkan  mempunyai  kemampuan  adsorpsi  yang lebih baik. Tujuan utama dari proses aktivasi tersebut yaitu  untuk  menghasilkan  biosorben  yang  mem- punyai  jumlah  pori-pori  yang  banyak  serta  dapat memperbesar dari diameter pori-pori biosorben yang diperoleh (Mastiani, 2018).
Berdasarkan  SNI  06-3730-1995  biosorben yang  baik  mempunyai  kadar  air  dan  kadar  abu maksimum  15%,  serta  mempunyai  kadar  karbon terikat  minimal  65%  (Sudrajat,  2011).  Pada  umum- nya karbon aktif ini mempunyai manfaat yang cukup penting  pada  proses  industri  dikarenakan  bisa menyerap warna, bau, maupun logam berat dari suatu limbah. Perkembangan dari industri yang cukup pesat menyebabkan risiko pencemaran lingkungan menjadi tinggi,  sehingga  hal  tersebut  berpengaruh  terhadap penggunaan  karbon  aktif  yang  semakin  meningkat pula (Wijaya, 2022)
Beberapa jenis biosorben memiliki perbedaan kapasitas  atau  kemampuan  dalam  proses  adsorpsi, dimana  nilai  kapasitas  adsorpsi  ini  dapat  dihitung melalui  model  kesetimbangan  adsorpsi.  Model kesetimbangan  adsorpsi  dapat  ditentukan  dengan menggunakan  pendekatan  model  isotherm  adsorpsi. Isoterm  adsorpsi  akan  menggambarkan  kesetim- bangan  distribusi  zat  terlarut  antara  fase  padat  dan fase cair. Hasilnya biasanya dinyatakan sebagai plot dari  konsentrasi  bahan  kimia  teradsorpsi  (mg/g) versus konsentrasi yang tersisa dalam larutan (mg/L). Hubungan antara konsentrasi adsorbat yang terdapat dalam larutan dengan jumlah adsorbat yang terserap pada  temperature  tetap  dan  kedaan  setimbang  dapat dinyatakan  dengan  isoterm  adsorpsi.  Terdapat  dua jenis isotherm adsorpsi yaitu isotherm Langmuir dan isotherm  Freundlich.  Isoterm  adsorpsi  Freundlich digunakan  untuk  menggambarkan  bahwa  proses adosrpsi  terjadi  secara  fisika.  Sedangkan  isotherm adsorpsi Langmuir dibuat untuk menunjukkan bahwa proses adsorpsi terjadi secara kimia (Barrow, 1979).
Beberapa penelitian telah dilakukan mengenai penggunaan  karbon  aktif  dalam  proses  adsorpsi logam Pb diantaranya yaitu pada penelitian (Sanjaya, 2015)  mengenai  penggunaan  karbon  aktif  dari  kulit pisang dalam proses adsorpsi ion Pb didapatkan hasil bahwa adsorpsi Pb dengan konsentrasi 4 ppm dengan proses karbonisasi selama 30 menit pada  suhu 400ºC, dengan massa karbon aktif 2 gram serta waktu kontak 60  menit  mempuyai  kemampuan  adsorpsi  yang paling  efektif,  dimana  persamaan  langmuir  lebih cocok digunakan dalam penelitian tersebut. Selain itu berdasarkan  penelitian  dari  (Shafirinia,  2016) mengenai pengaruh variasi dari ukuran adsorben kulit pisang  pada  penyerapan  limbah  Pb  diperoleh  hasil bahwa kemampuan adsorpsi yang paling baik terjadi pada  adsorben  dengan  ukuran  40  mesh  dengan aktivasi menggunakan H 2 SO 4 1M selama 24 jam serta pengeringan pada oven dengan suhu 100ºC selama 40 menit.  Menurut  penelitian  (Sobah,  2020)  mengenai adsorpsi limbah Pb menggunakan arang aktif tongkol jagung didapatkan hasil bahwa kemampuan adsorpsi yang efektif terjadi pada kecepatan pengadukan 150 rpm selama 15 menit dengan konsentrasi Pb 100 ppm, dimana  persamaan  langmuir  lebih  cocok  digunakan dalam penelitian tersebut.
Tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu untuk mendapatkan  model  matematika  yang  sesuai  pada proses adsorpsi limbah Pb artifisial dengan biosorben kulit labu kuning serta mempelajari pengaruh waktu adsorpsi dan massa biosorben terhadap daya adsorpsi biosorben kulit labu kuning dalam penyerapan limbah logam  Pb  artifisial.  Penentuan  model  matematika adsorpsi  didasarkan  pada  model  isotherm  Langmuir dan isotherm freundlich.

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Pada  penelitian  ini  bahan  utama  yang digunakan adalah kulit labu kuning yang didapatkan dari  Desa  Pakel,  Kecamatan  Montong,  kabupaten Tuban, Jawa Timur. Kemudian limbah cair artifisial yang mengandung timbal (Pb) dari padatan Pb(NO 3 ) 2 dengan  konsentrasi  sebesar  88%.  Sedangkan  bahan pembantu  yang  digunakan  meliputi,  H 2 SO 4 dengan konsentrasi 98%, HNO 3 dengan konsentrasi 68% dan Aquadest. Bahan-bahan tersebut diperoleh dari salah satu toko di Kota Surabaya.

## Alat
Alat  utama  yang  digunakan  yaitu  magnetic stirrer dan erlenmeyer (Gambar 1).
1 2 3 4 Gambar 1 . Rangkaian alat adsorpsi
Keterangan:
1. Erlenmeyer
2. Larutan limbah Pb
3. Biosorben kulit labu kuning
4. Magnetic stirer

## Prosedur Tahap dehidrasi
Kulit labu kuning dibersihkan terlebih dahulu, lalu  dipotong  menjadi  bagian  kecil  sekitar  4-5  cm. Kemudian  kulit  labu  kuning  tersebut  di- oven pada kondisi  suhu  150˚C  selama  30  menit.  Proses pengeringan  dilakukan  agar  kandungan  air  yang terdapat pada kulit labu kuning dapat berkurang.

## Tahap karbonisasi
Kulit  labu  kuning  yang  telah  kering dimasukkan kedalam furnace untuk dilakukan proses
karbonisasi pada temperatur 400˚C selama 45 menit. Karbon  yang  dihasilkan  lalu  ditumbuk  dan  disaring dengan ayakan 40 mesh sehingga nantinya diperoleh karbon dengan ukuran yang seragam.

## Tahap aktivasi
Karbon  kulit  labu  kuning  yang  diperoleh direndam  kedalam  H 2 SO 4 1M  dengan  perbandingan volume H 2 SO 4 dan massa karbon 2 : 1 selama 24 jam. Setelah  diaktivasi  karbon  kulit  labu  kuning  disaring dan dicuci menggunakan aquadest hingga pH netral. Kemudian karbon tersebut dilakukan proses pengeringan dengan oven pada suhu 100˚C selama 30 menit.  Karbon  aktif  yang  diperoleh  kemudian dilakukan  uji  kadar  air,  kadar  abu,  kadar  karbon terikat dan SEM.

## Tahap uji prosimat
Karbon  aktif  kulit  labu  kuning  yang  telah diperoleh dilakukan proses uji proksimat. Proses uji proksimat  ini  meliputi  uji  kadar  air,  kadar  abu  dan kadar  karbon  terikat.  Proses  pengujian  dilakukan untuk mengetahui kualitas dari karbon aktif kulit labu kuning yang dihasilkan.

## Tahap pembuatan limbah Pb artifisial
Pb(NO 3 ) 2 yang telah dipersiapkan ditimbang sebanyak  1,6  gram.  Kemudian  Pb(NO 3 ) 2 dilarutkan dalam  labu  ukur  dengan  aquadest  hingga  1000  ml. Didapatkan  larutan  induk  Pb  1000  ppm.  Larutan induk Pb 1000 ppm sebesar 10 ml dimasukkan pada labu ukur 100 ml. Selanjutnya diencerkan menggunakan  HNO3  0,5  M  sampai  batas  atas. Didapatkan  larutan  limbah  yang  mengandung  Pb dengan kadar 100 ppm.

## Tahap adsorpsi limbah Pb artifisial
Karbon  aktif  kulit  labu  kuning  dengan variabel  berat  3,  6,  9,  12,  dan  15  gram  dimasukkan kedalam  masing-masing  Erlenmeyer  yang  berisi larutan  Pb  dengan  konsentrasi  100  ppm  dan  diaduk dengan  magnetic  stirrer  selama  15  menit  dengan kecepatan 150 rpm dengan variasi waktu adsorpsi 30, 60,  90,  120,  dan  150  menit  pada  suhu  30˚C. Kemudian  disaring  sehingga  filtrat  akan  terpisah dengan  residunya.  Filtrat  kemudian  dianalisa menggunakan  alat Atomic  Absorption  Spectro- photometry (AAS).  Selanjutnya  dibuat  model matematika biosorben kulit labu kuning berdasarkan data daya serap arang aktif yang telah didapatkan.

## Analisa kadar Pb menggunakan AAS
Kadar  Pb  yang  diuji  menggunakan  Atomic Absorption  Spectrophotometry  merupakan  kadar  Pb yang  terdapat  dalam  filtrat  setelah  proses  adsorpsi menggunakan biosorben kulit labu kuning yang telah mengalami  proses  aktivasi  menggunakan  zat activator H 2 SO 4 . Data yang telah diperoleh dari hasil uji  kemudian  digunakan  untuk  menentukan  besar
presentase  penurunan  Pb  dengan  menggunakan persamaan (1).
% 𝑝𝑒𝑛𝑢𝑟𝑢𝑛𝑎𝑛 = 𝐶 1 −𝐶 2 𝐶 1 𝑥100% (1)
Keterangan: C 1 =konsentrasi awal Pb C 2 =konsentrasi akhir Pb

## Analisa adsorpsi isotherm
Perhitungan untuk memperoleh model matematika  isothermal  biosorben  kulit  labu  kuning dilakukan  menggunakan  persamaan  Langmuir  dan Freundlich.  Hal  ini  dikarenakan  model  adsorpsi isotherm  tersebut  paling  umum  digunakan  pada proses  adsorpsi.  Isotherm  adsorpsi  sendiri  adalah suatu  adsorpsi  yang  berlangsung  pada  temperatur tetap.
Isotherm  Langmuir  dinyatakan  dengan persamaan (2).
𝐶𝑒 ( 𝑥 𝑚 ) = 1 𝑎.𝑏 + 1 𝑎 𝐶𝑒 (2)
Berdasarkan  beberapa  data  yang  telah diketahui.  Maka  dapat  dibuat  kurva  dari  data  Ce terhadap ( 𝐶𝑒 ( 𝑥 𝑚 ) ) yang nantinya dari data tersebut akan didapatkan  persamaan  linier  dengan  slope 1 𝑎 dan intersep 1 𝑎.𝑏 , maka nilai a dan b dapat dicari.
Slope = 1/a 1/a.b Ce Ce / (x/m)
Gambar 2. Hubungan antara Ce/(x/m) dengan (Ce)
Isotherm Freundlich dinyatakan pada persamaan (3).
ln 𝑥 𝑚 = ln 𝑘 + 1 𝑛 ln 𝐶𝑒 (3)
Keterangan:
k,n      = konstanta empiris isotherm Freundlich ln  Ce  =  konsentrasi  kesetimbangan  polutan  setelah teradsorpsi ln  x/m  =  Jumlah  polutan  yang  terserap  per  berat media penyerap
Berdasarkan  beberapa  data  yang  telah diketahui. Maka dapat dibuat kurva dari data ln x/m terhadap ln Ce yang nantinya dari data tersebut akan
didapatkan  persamaan  linier  dengan  slope  1/n  dan intersep ln k, sehingga nilai k dan n bisa dihitung.
Slope = 1/n Ln K Ln Ce Ln x/m
Gambar  3. Hubungan  antara  ln  (x/m)  dan  ln  Ce ((Metcalf and Eddy, 1991)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil analisa SEM
Tujuan  dilakukannya  Uji  ini  yaitu  untuk mengerti  struktur  permukaan  dari  biosorben  kulit labu kuning yang telah dihasilkan. Scanning Electron Microscopy (SEM) sendiri adalah mikroskop electron yang  biasa  digunakan  pada  saat  melalukan  analisa terhadap  morfologi  permukaan  suatu  bahan  dengan resolusi  tinggi  dan  detail  yang  sangat  jelas.  struktur permukaan dari biosorben kulit labu kuning sebelum proses  aktivasi  dan  setelah  proses  aktivasi  dapat diketahui pada Gambar 4 dan 5.
Gambar 4 . Morfologi permukaan karbon aktif kulit labu  kuning  sebelum  proses  aktivasi dengan perbesaran 1500x
Berdasarkan  hasil  uji  SEM  pada  karbon  kulit  labu kuning  sebelum  dan  sesudah  proses  aktivasi,  dapat diketahui bahwa permukaan karbon kulit labu kuning setelah proses aktifasi memiliki pori-pori yang cukup besar.  Pada  karbon  aktif  setelah  proses  aktivasi dengan perbesaran 1500x terlihat  bahwa pori  –  pori yang  terbentuk  rata-rata  memiliki  diameter  pori sebesar  8,1  mikrometer.  Hal  ini  disebabkan  oleh penambahan  zat activator yang  dapat  memperluas permukaan  karbon  aktif  sehingga  dapat  mening- katkan  kemampuan  adsorpsi  terhadap  molekul
adsorbat (Sanjaya, 2015). Hal tersebut menunjukkan bahwa molekul air maupun zat-zat pengotor sisa dari proses  karbonisasi  telah  larut  bersama  zat  activator, sehingga por-pori karbon aktif yang dihasilkan lebih bersih dan daya serapnya akan meningkat.
Gambar 5 . Morfologi permukaan karbon aktif kulit labukuning  setelah  proses  aktivasi dengan perbesaran 1500x
Pada  proses  aktivasi  kimia  zat  activator  memiliki peranan  penting  dalam  menghasilkan  karbon  aktif yang  berkualitas  baik.  Hal  tersebut  disebabkan  zat activator  yang  digunakan  harus  memiliki  sifat dehydrator  yang  baik  sehingga  dapat  mengikat molekul  air  maupun  zat  pengotor  yang  masih terkandung  dalam  pori-pori  karbon  aktif  sisa  dari proses  karbonisasi.  Pada  penelitian  ini  digunakan jenis  zat  activator  H 2 SO 4 ,  dimana  H 2 SO 4 sendiri mepunyai  sifat  dehydrator  yang  baik  (Aura,  2018). Hal  tersebut  dikarenakan  zat  yang  bersifat  asam mempunyai  kemampuan  yang  lebih  baik  dalam mengikat  molekul  air,  zat  organic  maunpun anorganik yang ada dikarbon aktif, sehingga karbon aktif  yang  diperoleh  memeliki  pori-pori  yang  lebih terbuka  dan  bersih.  Berdasarkan  penelitian  yang dilakukan oleh (Wijaya, 2022) dipeoleh hasil bahwa dengan  menggunakan  adsorben  serbuk  kayu  jati diperoleh  diameter  pori  sebesar  8,6  mikrometer, dimana  semakin  besar  ukran  pori  yang  dihasilkan maka bidang kontak antara molekul adsorbat dengan adsorben juga akan semakin besar. Ukuran pori-pori karbon  aktif  sendiri  berkaitan  erat  dengan  kapasitas adssorpsi,  dimana  ukuran  pori  yang  semakin  besar menyebabkan  kapasitas  adsorpsi  pada  karbon  aktif juga semakin besar.

## Hasil analisa Proksimat
Tujuan dilakukannya uji Proksimat yaitu untuk mengetahui  kualitas  dari  biosorben  yang  diperoleh. Uji  ini  meliputi  analisa  kadar  air,  kadar  abu  serta kadar karbon terikat.
Berdasarkan keseluruhan hasil analisa, karbon aktif  yang  diperoleh  telah  sesuai  dengan  standart nasional  Indonesia  (SNI)  06-3730-1995  yang
menandakan  bahwa  karbon  aktif  kulit  labu  kuning memenuhi syarat sebagai karbon aktif.
Tabel  1 .  Hasil  analisa  proksimat  karbon  aktif  kulit labu kuning Parameter Kadar (%) SNI 06-3730-1995 Karbon (C) 66,81 Minimal 65 Kadar air 0,98 Maksimal 15 Kadar abu 2,67 Maksimal 10
Parameter uji yang pertama yaitu kadar karbon terikat.  Kandungan  kadar  karbon  terikat  adalah banyaknya karbon murni yang ada pada karbon aktif. Analisa  dari  kadar  karbon  ini  dilakukan  untuk mengetahui kandungan karbon murni yang masih ada pada karbon aktif tersebut. Hasil analisa kadar karbon yang  tinggi  menunjukkan  tingkat  kemurnian  karbon yang  baik.  Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan oleh (Alimah, 2011) pada saat proses aktivasi karbon aktif  tempurung  biji  mete  beberapa  senyawa  non karbon  telah  banyak  yang  hilang.  ketika  proses aktivasi  beberapa  senyawa  non  karbon  sisa  dari proses  karbonisasi  telah  banyak  yang  larut  bersama zat  activator.  Selain  itu,  proses  karbonisasi  juga mempengaruhi nilai dari kadar karbon terikat. Hal ini disebabkan  pada  saat  proses  karbonisasi  beberapa senyawa non karbon akan menguap.
Parameter  uji  yang  kedua  yaitu  kadar  air. Kadar air dapat diartikan sebagai banyaknya air yang terdapat  dalam  karbon  aktif.  Analisa  kadar  air dilakukan  untuk  mengatahui  sifat  higroskopis  dari karbon aktif yang dihasilkan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh (Hendrawan, 2017) temperature yang tinggi serta proses karbonisasi yang lama akan menyebabkan  banyaknya  kandungan  air  yang teruapkan  dari  karbon  aktif  ampas  tahu.  Pada  saat proses  karbonisai  beberapa  molekul  air  yang terkandung pada karbon aktif akan menguap. Selain itu nilai kandungan air yang rendah juga dipengaruhi oleh proses aktivasi. Hal ini disebabkan ketika proses aktivasi  zat  activator  akan  mengikat  beberapa molekul  air  sisa  dari  proses  karbonisasi,  sehingga kandungan  air  yang  terdapat  pada  karbon  aktif menjadi  lebih  rendah.  Rendahnya  kadar  air menunjukkan  bahwa  air  yang  terdapat  pada  karbon aktif  semakin  sedikit.  Nilai  kandungan  air  yang semakin  sedikit  akan  meningkatkan  daya  serap  dari karbon  aktif  yang  dihasilkan.  Hal  ini  dikarenakan karbon aktif yang dihasilkan memliki pori-pori yang lebih  besar,  sehingga  daya  serapnya  juga  akan semakin besar.
Parameter  uji  yang  ketiga  yaitu  kadar  abu. Kadar abu sendiri dapat diartikan sebagai sisa mineral yang  tertinggal  ketika  proses  karbonisasi.  Hal  ini dikarenakan  bahan  alam  yang  digunakan  sebagai bahan  dasar  dalam  pembuatan  karbon  aktif  tidak hanya mengandung senyawa karbon saja, namun juga
mengandung  beberapa  mineral  atau  oksida  logam. Senyawa  tersebut  ada  yang  hilang  atau  teruapkan pada  saat  proses  karbonisasi,  namun  diperkirakan juga ada yang masih tertinggal dalam karbon setelah proses  adsorpsi.  Analisa  kadar  abu  ini  dilakukan untuk  mengetahui  jumlah  logam  oksida  yang terkandung pada karbon aktif. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh (Aryani, 2019) salah satu factor yang mempengaruhi nilai kadar abu yang dihasilkan adalah  proses  aktivasi,  dimana  pada  saat  proses aktivasikarbon  aktif  tempurung  kelapa  beberapa logam atau mineral yang terdapat dalam karbo aktif akan  larut  bersama  zat  activator.  Mutu  karbon  aktif yang  dihasilkan  sangat  dipengaruhi  oleh  nilai  kadar abunya.  Nilai  kadar  abu  yang  rendah  menunjukkan sedikitnya  mineral  atau  oksida  logam  yang  terdapat pada pori-pori karbon aktif, sehingga pori-pori yang dihasikan  lebih  banyak  dan  terbuka  serta  bisa menambah  kemapuan  serap  dari  karbon  aktif  yang dihasilkan.

## Isoterm adsorpsi
Berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh  data kadar  timbal  sebelum  dan  sesudah  penggunaan karbon aktif dengan melakukan pengujian mengguna- kan  metode  AAS.  Pemilihan  metode  AAS  ini dilakukan  berdasarkan  beberapa  pertimbangan  yaitu dari  keefektifan  analisa  dan  dari  segi  biaya  lebih ekonomis.
Gambar  6 .  Hubungan  massa  adsorben  dengan persentase penurunan Pb pada kondisi waktu adsorpsi yang bervariasi
Berdasarkan  Gambar  6,  dapat  dinyatakan terjadi  kenaikan  persentase  penurunan  kadar  timbal secara  berangsur  -  angsur  sampai  di  menit  ke-150. Hal ini berlaku pada hubungan waktu kontak dengan kadar  Pb  yang  terserap.  Menurut  penelitian  yang dilakukan  oleh  (Sera,  2019)  semakin  lama  waktu pengontakan  karbon  aktif  dari  limbah  bagas  maka kesempatan  terikatnya  ion  Pb  oleh  karbon  aktif tersebut juga akan semakin besar. Dapat dilihat juga bahwa masa karbon aktif mempengaruhi kemampuan
karbon aktif dalam menyerap Pb, dimana penurunan kadar  Pb  yang  didapatkan  terlihat  cenderung meningkat  setiap  bertambahnya  massa  adsorben. berdasarkan penilitian yang dilkaukan oleh (Nurafriyanti,  2017)  proses  penambahan  adsorben ampas  daun  teh  akan  menambah  luas  permukaan yang dapat menyerap ion Pb. Namun pada penelitian yang  dilakukan  (Widayatno,  2017)  diperoleh  hasil yang  berbeda,  dimana  hasil  analisa  menunjukkan bahwa  efisiensi  penyerapan  ion  logam  Pb  tertinggi diperoleh  ketika  waktu  120  menit  dengan  massa  16 gram.  Pada  nilai  variabel  yang  lebih  tinggi  hasil penuruan  kadar  Pb  mengalami  penurunan.  Menurut penelitian  yang  dilakukan  oleh  (Sobah,  2020)  Pada keadaan  jenuh,  adsorbat  yang  teradsorpsi  akan berdesakan  dipermukaan  adsorben  yang  menyebab- kan  luas  permukaan  aktif  adsorben  mengecil sehingga  tidak  mampu  mengadsorpsi  ion  logam kembali dan laju adsorpsi menjadi berkurang.
Gambar  7 .  Persamaan  adsorpsi  isoterm  Langmuir dari C vc C/ (x/m)
Gambar  8 .  Persamaan  adsorpsi  isoterm  Freundlich dari Ln C vs ln (x/m)
Berdasarkan  Gambar  7  untuk  isotherm Langmuir  ketika  waktu  adsorpsi  150  menit  dengan berat  adsorben  15  gram  diperoleh  nilai  R 2 yaitu 0,9777.  Pada  Gambar  8  untuk  isotherm  Freundlich ketika  waktu  adsorpsi  150  menit  dengan  berat adsorben 15 gram diperoleh nilai R 2 sebesar 0,9511. Nilai koefisien regresi linier (R 2 ) yang telah diperoleh dari  kedua  grafik  kemudian  dibandingkan  untuk mengetahui model adsorpsi yang sesuai. Ketika nilai R 2 yang didapatkan mendekati 1 menunjukkan bahwa
30 40 50 60 70 80 90 100 0 3 6 9 12 15 18 P enurun an P b (% ) Massa Adsorben (Gram) 30 menit 60 menit 90 menit 120 menit y = 0,8415x + 4,4676 R² = 0,9777 0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 C /(X/m ) C y = 0,2097x - 0,7734 R² = 0,9511 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0 2 4 6 L n (X /m ) Ln C
pengaruh serta keterkaitan antar tiap variabel semakin tinggi.  Dari  hasil  kedua  grafik  isotherm  diatas diketahui bahwa adsorpsi logam Pb oleh karbon aktif kulit  labu  kuning  cenderung  mengikuti  persamaan isoterm  Langmuir  dari  pada  isoterm  Freundlich karena nilai R 2 untuk grafik Langmuir mendekati 1, yaitu 0,9777.  Hal ini menunjukan bahwa adsorpsi ion logam  Pb  berlangsung  secara  kimia  dengan  hanya membentuk  satu  lapisan  yang  bersifat  homogen (Sanjaya, 2015).
Tabel  2 .  Nilai  konstanta  isoterm  Langmuir  dan Freundlich Isotherm Konstanta Nilai Langmuir A 1,1883 B 0,1883 Freundlich K 2,1671 N 4,7687
Pada  Tabel  2  diketahui  nilai  a  dan  k  yang menunjukkan  kapasitas  maksimum  dari  adsorpsi logam  berat  timbal  oleh  karbon  aktif  kulit  labu kuning. Ketika nilai a yang diperoleh dari persamaan Isoterm  Langmuir  dan  nilai  k  yang  diperoleh  dari persamaan Isoterm Freundlich besar maka kapasitas maksimum  adsorpsi  akan  semakin  besar  pula.  Dari hasil  kedua  grafik  isotherm  diatas  diketahui  bahwa adsorpsi logam Pb oleh karbon aktif kulit labu kuning cenderung  mengikuti  persamaan  isoterm  Langmuir. Nilai  a  yang  diperoleh  dari  persamaan  isotherm Langmuir  menunjukan  kapasitas  maksimum  dari adsorpsi  ion  logam  Pb  oleh  karbon  aktif  kulit  labu kuning, dimana semakin besar nilai a pada persamaan Langmuir menunjukkan bahwa kapasitas maksimum adsorpsi semakin besar pula (Nurhidayah, 2015).

## SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, adsorpsi logam berat Pb oleh karbon aktif kulit labu kuning  untuk  waktu  kontak  150  menit  dan  berat adsorben  15  gram  mengikuti  model  Isoterm Langmuir dengan persamaan  y = 0,8415x  – 4,4676 dengan  nilai  R²  =  0,9777.  Kemudian  Daya  serap karbon aktif kulit  labu kuning  terhadap logam berat Pb semakin meningkat bersamaan dengan meningkat- nya  waktu  kontak  dan  bertambahnya  berat  karbon aktif yaitu pada kondisi optimum waktu pengontakan 150 menit dengan berat adsorben 15 gram diperoleh presentase penurunan kadar Pb sebanyak 98,07%.

## SARAN
Sebaiknya untuk penelitian selanjutnya menggunakan  variabel  yang  lain.  Seperti  ukuran karbon  aktif,  jenis  zat activator ataupun  waktu aktivasi  untuk  melihat  pengaruh  dari  karbon  aktif kulit labu kuning terhadap adsorpsi logam berat Pb.

## DAFTAR PUSTAKA
Alimah, D 2011, ‘Sifat  dan Mutu Arang Aktif Dari
Tempurung Biji Mete (Anacardium occidentale L)’, Jurnal Penelitian Hasil Hutan, Vol. 35, No. 2, hh 123-133
Aryani, F 2019, ‘Aplikasi Metode Aktivasi Fisika dan Aktivasi Kimia Pada Pembuatan Arang Aktif Dari Tempurung Kelapa (Cocos nucifira L)’, Indonesian Journal Of Laboratory, Vol. 1, No.
2
Aura,  S.  M  2018,  ‘Karakterisasi  dan  Interaksi Molekuler Asam Sulfat,  Jurnal Kimia Fisika, Vol. 2, No. 1, hh 1-8.
Barrow,  G  1979,  Physical  Chemistry  4th  ed,  Mc Graw  Hill  International  Book  Company, Tokyo
Hendrawan,  Y  2017,  ‘Pengaruh  Variasi  Suhu Karbonisasi dan Konsentrasi Aktivator Terhadap  Karakteristik  Karbon  Aktif  dari Ampas Tahu (Bagasse) Menggunakan Activating  Agen  NaCl’,  Jurnal  Keteknikan
Pertanian  dan  Biosistem,  Vol.  5,  No.  3,  hh 200-207
Listyarini,  R  2020,  ‘Karakterisasi  Bioplastik  Dari
Pektin Kulit Labu Kuning’, Jurnal
Kependidikan Kimia, Vol. 8, No. 1, hh. 11-18. Martini, S 2019, ‘Pengaruh Proses Aktivasi Terhadap
Kinerja  Adsorben  Organik  Dari  Kulit  Buah Melon  Dalam  Menyerap  Ion  Logam  Cr(III) Dari  Limbah  Cair  Industri’,  Jurnal  Distilasi, Vol. 4, No.2, hh 33-40.
Metcalf  and  Eddy,  1991,  Wastewater  Engineering  :
Treatment, Disposal and Reuse. 3 th Edition, McGraw-Hill Book Company Inc, Singapore
Nurafriyanti, 2017, ‘Pengaruh Variasi pH dan Berat
Adsorben Dalam Pengurangan Konsentrasi Cr Total  Pada  Limbah  Artifisial  Menggunakan Adsorben  Ampas  Daun  Teh’,  Jurnal  Teknik Lingkungan, Vol. 3, No. 1, hh 56-65
Purwani,  E  2004,  Pedoman  Pembuatan  Minuman
Instan Labu Kuning dan Analisa Kelayakannya,  Balai  Besar  Penelitian  dan Pengembanga Pasca Panen Pertanian, Bogor.
Radyawati,  2011,  Pembuatan  biocharcoal  dari  kulit pisang  kepok  untuk  penyerapan  logam timbal(Pb)  dan  logam  seng(Zn),  UNTAD Press, Palu
Siswarni, MZ 2017, ‘Pembuatan Biosorben Dari Biji Pepaya  (carica  papaya  L)  Untuk  Penyerapan Zat Warna’, Jurnal Teknik Kimia, Vol. 6, No. 2, hh 7-13.
Sudrajat,  R  2011,  Arang  Aktif  :  Teknologi Pengolahan  dan  Masa  Depannya,  Badan Penelitian dan Pengembangan, Jakarta
Sanjaya,  A.S  2015,  ‘Studi  Kinetika  Adsorpsi  Pb Menggunakan Arang Aktif Dari Kulit Pisang’,
Jurnal Konversi, Vol. 4, No. 1, hh 17-24.
Shafirina,  R  2016,  ‘Pengaruh  Variasi  Ukuran Adsorben  dan  Debit  Aliran  Terhadap Penurunan  Khrom  (Cr)  dan  Tembaga  (Cu) Dengan  Arang  Aktif  Dari  Limbah  Kulit Pisang  Pada  Limbah  Cair  Industri  Pelapisan Logam (Elektroplating) Krom’, Jurnal Teknik Lingkungan, Vol. 5, No. 1, hh  1-9.
Sobah,  S  2020,  ‘Kesetimbangan  Adsorpsi  Isotermis Logam Fe (II) Pada Arang Tongkol Jagung’, Jurnal Al Ulum Sains dan Teknologi, Vol. 5, No. 2, hh 1-6.
Sera,  R  2019,  ‘Pengaruh  Temperatur  dan  Waktu Kontak  Terhadap  Adsorpsi  Minyak  Jelantah Menggunakan Adsorben Dari Bagas’, Journal Balitbang Lampung, Vol. 7, No. 2, hh 181-196 Widayatno, T 2017, ‘Adsorpsi Logam Berat (Pb) Dari Limbah Cair dengan Adsorben Arang Bambu Aktif’, Jurnal Teknologi Bahan Alam, Vol. 1, No. 1, hh 17-23 Wijaya,  L.S  2022,  ‘Arang  Aktif  Serbuk  Kayu  Jati
Menggunakan Aktivator H3PO4 dan Modifikasi TiO2’, Jurnal Teknik Kimia, Vol. 16, No. 2, hh 73-79.