## KARBON AKTIF MERCK DAN NORIT

## Parsaoran Siahaan
Staf Pengajar Kimia Fisik Jurusan Kimia FMIPA UNDIP Semarang

## ABSTRAK
Tclah dilakukan pcnelitian adsorpsi karbon aktif merck dan norit tcrhadap ion iogam natrium dan kalium yang kcnmdian dibandingkan dcngan adsorsi tcrhadap metilcna biru. Untuk mcmpclajari kemampuan adsorpsi karbon aktif juga telah ditentukan luas permukaan dan distribusi pori. Luas pcrmukaan kaibon aktif mcrck dan norit rnasing- masing adaiah 762,7286 nr/g dan 9,2756 nr/g. Karbon aktif mcrck dan norit mengadsorpsi mctilcna biru masing-masing sebesar 4,700 ppm dan 4,467 ppm pada konscntrasi larutan mctilcna biru 5,0 ppm. Karbon aktif merck dapat mengadsorpsi ion logam kalium sebesar 1.106 ppm (pada konsentrasi larutan 3 ppm), tetapi tidak dapat mengadsorpsi ion logam natrium. Kaibon aktif norit dapat mengadsorpsi ion logam natrium sebesar 0,703 ppm (pada konscnlrasi larutan 3 ppm) tetapi tidak dapat mengadsorpsi ion logam kalium.

## PENDAHULL AN
Pcnggunaan karbon aktif sangat luas baik dalam skala runiah tangga. iaboratorium. dan industri. Sebagian besar penggunaan dan pcnelitian tentang karbon menghilangkan zat-zat organik dengan aflnitas tinggi daripada zat-zal anorganik khususnya ion-ion logam. Tetapi menurut Cheremisinoff dan Habib, karbon aktif adaiah adsorben yang
potensial untuk menghilangkan ion logam
khususnya logam Kemampuan adsorpsi dipengaruhi oleh bahan dasar dan metode pcmbualan. luas permukaan. pori-pori. serta sifat kimia permukaan dari karbon aktif tersebut. Olch karena itu diharapkan bahwa partikel kccil seperti ion logam natrium dan kalium pun dapat teradsorpsi. Dalam pcnelitian ini dipelajari adsorpsi partikcl
berat. 1 '
aktif adaiah untuk
i
ukuran kecil ion logam natrium dan kalium dcngan karbon aktif dari jenis norit dan mcrck. Bcberapa faktor yang mempcngaruhi adsorpsi yang ditciiti adalah luas permukaan. pori-pori. sifat kimia permukaan karbon aktif. ' dan rcsidu ion logam natrium dan kalium
pada
karbon aktif.
Kemudian
kemampuan adsorpsi karbon aklif dibandingkan dcngan adsorpsi terhadap metilcna biru. Tcijadinya adsorpsi juga dipelajari dengan spektroskopi 1R. Jumlah ion logam natrium dan kalium
yang tcradsorpsi ditentukan dcngan spektroskopi serapan atom, sedangkan konsentrasi pembanding metilena bint ditcnlukan dcngan spektroskopi UV/VIS. Untuk menentukan hubungan antara kemampuan adsorpsi dengan ukuran pori dan luas permukaan maka ditentukan ukuran pori dan luas permukaan dengan alat penganalisa luas permukaan BET.
tcrikat sccara kimia dengan atom karbon pada tepi dan sudut kristalit. Abu terdiri dari oksida-oksida. sulfat. karbonat, scnyawa-senyavva besi, aluminium, kalsium, natrium, kalium. magnesium, dan bcberapa lagam lain. Abu dapat mempcngaruhi daya adsorpsi bila karbon aktif kontak dcngan larutan. Besamya penganih komponen-komponen ini tergantug pada jumiah dalam abu.
Pada proses adsorpsi sifat kimia permukaan karbon aktif adalah faktor penting disamping struktur pori. Pengembangan struktur pori (volume
pori dan luas permukaan spesifik) memainkan peranan penting pada
adsorpsi gas. Pada adsorpsi cairan.
peranan sifat
kimia
permukaan
meningkat dibanding dengan struktur pori. Dalam beberapa kasus adsorpsi bahwa sifat kimia adalah dominan. Sifat kimia permukaan karbon aktif ditentukan oleh jenis, jumlah ikatan dengan
heteroatom.2’3,4'
Sifat-sifat umum karbon aktif adalah berbentuk amorf. bervvarna hitam. tidak berbau, tidak berasa. mempunyai daya serap yang tinggi, tidak larut dalam air atau pclarut organik baik dalam suasanan basa maupun suasana asam. " Massa karbon aktif terdiri dari 90% karbon dan 10% non karbon. Ada dua jenis non karbon dalam karbon aktif yaitu mineral- mineral yang terdapat dalam pori karbon yang disebut abu, dan heteroatom yang

## EKSPERIMEN
Daya adsorpsi
karbon aktif ditentukan dengan mengukur konsentrasi adsorbat sebelum dan sesudah adsorpsi. Adanya adsorpsi, sifat adsorpsi fisik atau kimia dapat dikclahui dengan membuat spektra 1R. Pengaruh residu logam dalam karbon aktif terhadap daya
adsorpsi ditcntukan dcngan mclarulkan karbon aktif dalam air kcmudian mcngukur jumlah kandungan logam natrium dan kaliurn yang tcrlarut. Koreiasi dava adsorpsi tcrhadap luas pcrmukaan dan dislribusi pori mcmerlukan pcncntuan kcdua parameter
larutan dcngan variasi konscnlrasi Ippm. 2 ppm. 3 ppm, 4 ppm, dan 5 ppm. Sebanyak 50 mL masing-masing larutan dipipet dan dimasukkan kc dalam beaker gelas 250 mL yang telah diisi karbon aktif. Karbon aktif lelah dipanaskan lebih dahulu dalam oven selama 2 jam pada temperatur I20°C. Diaduk selama 30 mcnit, kcmudian didiamkan sclama 24
jam,
disaring untuk mengambil
filtratnya. Kandungan logam sisa yang tidak tcradsorpsi dalam ianuan diukur dengan SSA untuk adsorbat kalium dan natrium dan S-UV/VIS untuk adsorbat melilcna biru.
ini.
Alat. Spcktrofotomctcr sera pan atom Perkin Elmer 3110 dan UV/VIS S1000PC Sccoman digunakan mcngukur
konsentrasi adsorbat sebelum dan
sesudah adsorpsi serta kandungan rcsidu logam dalam karbon aktif.
Spektrofotometer IR Buck Scientific
M500 untuk mengetahui adanya adsorpsi. sifat adsorpsi fisik atau kirnia Luas pcrmukaan dan distribusi pori ditcntukan dcngan NOVA- 1000 BET Surface Area Analyzer. Pcralatan lain yang digunakan adalah oven untuk nicngaktifkan karbon aktif serta pcralatan gelas yang utnum.
Kandungan logam dalam karbon aktif ditcntukan dcngan mcmasukkan 50 mL akuades kc dalam beaker gelas 250 mL yang tclah diisi dcngan karbon aklif.
Diaduk selama 30 mcnit, didiamkan 24 jam, disaring. dan kcmudian kandungan logam kalium dan natrium dalam filtrat ditcntukan dcngan SSA Spcktra IP. karbon aktif merk dan norit sebclum dan setelah adsorpsi serta metiiena bim dibuat dengan pembuatan pelet Kbr Pelet ditempatkan dalam ruang sampcl pada S- UV/V1S, kemudian dibuaat spektrama.
fiahan.
Karbon aktif yang ditentukan dat a adsorpsinya adalali norit dan merck. Daya adsorpsi karbon aktif ditentukan terhadap adsorbat kalium dan natrium menggunakan KN03 dan NaNOj. dan sebagai pembanding
tcrhadap mclilcna biru. Luas pcrniukaan dan disiribusi pori karbon aktif norit dan mcrck ditentukan dcngan NOVA-1000 BET Surface Area Analyzer di UGM-Yogyakarta.
Cara Kerja. Adsorpsi karbon aktif terhadap adsorbat dilakukau terliadap

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Ion logam natrium tidak teradsorpsi adsorpsi jumlah ion logam natrium (tanda negatif) oleh karbon aktif mcrck adalah 5,517. Ini mcnunjukkan bahwa tctapi teradsorpsi (tanda positip) oleh bukannya adsorpsi yang tcijadi tetapi karbon aktif norit. Pada
label- 1, adalah dcsorpsi yang besamya 4.544 konsentrasi larutan ion logam natrium ppm. Hal ini dapat dijelaskan dengan sebelum adsorpsi diukur lagi dan melihat tabel-2 dimana terlihat bahvva besamya pada sampel kodc-A adalah jumlah ion logam natrium dalarn karbon 0,973 ppm. Sctclah leijadi proses aktif merk sangat besar yaitu 3,707 ppm.
Tabcl-l : Adsorpsi Iarutan ion logam natrium Konsentrasi Adsorbat (ppm) Karbon Aktif Kodc sampel Sesudah Adsorpsi Sebelum Adsorpsi Teradsorpsi M A 0.973 5.517 - 4.544 E B 1.977 5,664 - 3,687 C R 2.957 7,178 -4,221 C D 4.026 8,557 -4,531 K E 4.990 8,077 - 3,087 N A 1.470 1,160 + 0.310 O B 2.20 1,943 + 0,257 C R 3.180 2,477 + 0.703 1 D 4.030 3,340 + 0,690 T E 5.040 4.543 + 0,497
karbon aktif mcrk sangat kccil yaitu 0.530 ppm.
Ion logam kalium tcradsorpsi olch karbon aktif mcrck tctapi lidak olch karbon aktif norit. Pada tabcl-3, konsentrasi larutan ion logam kalium sebelum adsorpsi diukur lagi dan bcsamya pada sampcl kodc-A adalah
1,489 ppm. Setelah terjadi proses
adsorpsi jumlah ion logam kalium adalah 1,159. Ini menunjukkan bahwa terjadi
sebesar 0,330 ppm. Hal ini dapat
dijelaskan dengan melthat tabel-2 dimana jumlah ion logam kalium dalam
Tabcl-2 : Kandungan Kalium dan Natrium dalam Karbon Aktif.
Kandungan logam (ppm) Karbon Aktif Natrium Kalium Merck 0,530 3,707 1.627 Norit 0.440 Tabel-3 : Adsorpsi larutan ion logam kaiium Konsentrasi Adsorbat (ppm) Karbon Aktif Kodc sampcl Sesudah Adsorpsi Scbelum Adsorpsi Teradsorpsi 1.159 + 0,330 M 1.489 A + 0,143 1.719 E B 1,842 1.705 + 1,106 C 2.811 R C 3.631 + 0.263 D 3.894 4,496 + 0,331 K E 4.827 - 2,757 1,090 3,847 N A O 2,230 4.907 - 2,687 B C 3,300 4,570 - 1.270 R 4,410 5.697 - 1.287 1 D 5.230 6,300 - 1,070 T E Spcktra 1R karbon aktif norit karena terjadinya proses adsorpsi. dan scbelum dan sesudah mengadsorpsi ion sebaliknya pada spektra IR karbon aktif logam natium, gambar-2 dan gambar-4, mcrck, gambar-1 dan gambar-3. Hal tampak menunjukkan adanva gangguan spcktra logam kalium, gambar-5 dan gambar-6. perbedaan yang yang sama juga tcijadi pada adsorpsi ion ada
w u I l t 6 6 i * ** l t i 3-
3000 .r. (.«-!) (•—11 10/M/M 13d 10/M/M iJM Hour
Gambar-2 : Spektra IR karbon aktif norit Gambar-1 : Spektra IR karbon aktif merck
w
V * 0 I i
ri i i tytf 1 5 : o s 3 H i I a *ooo
3000
*000
Tmititikon («n*l) 1000
1000 (<ÿ«-1) 10/M/M 13J0 iKsca
UA.SAJ
10/M/M 13-00 * an-1
Gambar-4 : Spektra IR karbon aktif norit setelab mengadsofpsi ion iogam natrium
Gam'bar-3 : Spektra IR karbon aktif merck setelah mengadsorpsi ion iogam natrium
SO n to : ? \\ to i i i i fv s : t :: I " W o 3000 3000 1000 1000 *000 (•**•»>
Vralirla n (•ÿ•)) MCU 10/M/M t3*4 10/M/M 1*311 t*CXl Gambar-6 : Spektra IR karbon aktif norit setelah mengadsorpsi ion logam kalium Gambar-5 : Spektra IR karbon aktif merck setelah mengadsorpsi ion logam kalium
Luas pcrmukaan spcsifik kaibon bcsar. Hal ini dapat ditunjukkan olch aktif merck dan norit masing-masing adsorpsi karbon aklif yang sangat besar adalah 782,729 dan 9,276 m2/g karbon terhadap metilena biru, tabel-4, gambar- aklif. Luas pcrmukaan ini sangat bcsar 7, dan gambar-8. sehingga scharusnya adsorpsinya akan
Tabcl-4 : Adsorpsi metilena biru Konscntrasi Adsorbat (ppm) Karbon Aktif Kodc sampcl Scbelum Adsorpsi Sesudah Adsorpsi Teradsorpsi 0,767 M A 1,000 0.233 E B 2,100 0.200 1,900 C 0.167 2,933 R 3,100 C 3.800 D 4.000 0.200 4.900 0.200 4.700 K E 0.433 0,467 A 0.900 N 1,433 O B 1.800 0.367 c 2,700 0.267 2,433 R D 0,267 3.233 I 3.500 T E 4,700 , 0.233 4,467 JU-** ; ?I i l l A 10 Hi i i v
r* •: 5 A (•ÿ°D
jooo
lm« 10/3O/W 10 M U/3S/M
Oambar-7 : Spektra IR karbon aktif merck setelah mengadsorpsi metilena biru
Gambar-8 : Spektra IR karbon aktif norit setelah mengadsorpsi metilena biru
Adsorpsi yang kccil tcrhadap ion logam natrium dan kalium teqadi karena ukurannya yang kecil yaitu masing-
masing 0,95 A° dan 1,33 A°
dibandingkan dcngan ukuran pori karbon aktif seperti tertera tabel-5

## KESIMPULAN
1. Karbon aktif norit mcngadsorpsi ion logatn natrium sebesar 0,703 ppm pada konsentrasi larutan 3 ppm, tetapi tidak mengadsorpsi ion logam kalium
2. Karbon aktif mcrck mcngadsorpsi ion logam kalium sebesar 1,106 ppm pada konsentrasi larutan
3 ppm, tetapi tidak mengadsorpsi ion logam natrium.
Tabel-5 : Distribusi karbon aklif Jari-jari Pori (A°) Karbon Aktif Merck Karbon Aktif Norit 613.640 195.213 121.337 88.671 69.825 57.709 48.523 42.529 38.053 34.289 31.130 28.282 26.304 24.186 22.386 20.814 19.394 18.130 16.987 15.917 14.852 463.912 166.105 111.245 84.110 67.657 56.487 48.097 42.144 37.800 34.004 30.839 28.162 25.885 23.845 22.019 20.447 19.058 17.058 16.748 15.697 14.729

## REFERENSI
1. Chcrcmisinoff. P.N., (1978). Carbon
Adsorption Handbook. Aim Arbor Science Publisher, New York.
2. Bansal, R.C.. Donnet. J.B.. (1990),
Active Carbon, Marcell Dekker Company, Inc., New York. 3. Ilassler. J.W., (1963) Activated Carbon. Chemical Publishing Company. Inc.. New York. 4 Kirk and Othmer, Encyclopedia of Technology, 3rd edition, Vol. 4, John Wiley and Sons, New York.
(1987), Chemical