Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia

## INFO ARTIKEL
Jejak Artikel : Upload artikel 15 Agustus 2021 Revisi 05 September 2021 Publish
30 September 2021
Kata Kunci : Adsorpsi, Besi (Fe), Carbon Teraktivasi, Klorida (Cl)

## ABSTRAK
Keberadaan air bersih merupakan salah satu unsur penting yang yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan. Tingginya kadar Fe dan Cl di Desa  Kemudi  disebabkan  karena  letaknya  yang  berdekatan  dengan pesisir pantai  sehingga  masyarakat di daerah ini kesulitan mendapatkan akses  air  bersih.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  menentukan  efektivitas penyisihan  kadar  Fe  dan  Cl  menggunakan  adsorben  carbon  teraktivasi dan carbon non aktivasi di Desa Kemudi Gresik. Metode yang digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  metode  adsorpsi  menggunakan  carbon teraktivasi.  Carbon  teraktivasi  memiliki  kemampuan  yang  baik  dalam menjerap Fe yaitu sebesar 90,07% pada suhu 30 o C. Penjerapan Cl belum maksimal  menggunakan  carbon  teraktivasi  yaitu  sebesar  14,73%  pada suhu 50 o C.

## MATRIK
Jurnal Manajemen dan Teknik Industri-

## Produksi
Journal homepage: http://www.journal.umg.ac.id/index.php/matriks
Penyisihan Kadar Fe dan Cl Menggunakan Carbon Teraktivasi di Desa Kemudi Gresik
Zainal Mustakim 1* , Choirul Anam 2
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Gresik Jl. Sumatera 101, Gresik Kota Baru, Gresik, Jawa Timur, Indonesia zainalmustakim@umg.ac.id 1* , choirul190606@umg.ac.id 2
Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia

## 1. Pendahuluan
Keberadaan air bersih merupakan salah satu unsur  penting  yang  sangat  dibutuhkan  untuk kehidupan.  Air  minum  yang  memiliki  kriteria sehat  dan  aman  adalah  faktor  yang  sangat penting  bagi  kesehatan.  Kebutuhan  terhadap air  yang  sehat  dan  aman  harus  terus diupayakan untuk mendukung target tercapainya  kesehatan  yang  merata  bagi seluruh  warga  negara  khususnya  Indonesia. Meskipun  demikian,  karena  kondisi  geologis dan aktivitas antropogenik yang ada pada suatu wilayah  menyebabkan  terjadinya  kontaminasi terhadap  sumber-sumber  air  bersih.  Beberapa wilayah di Indonesia memiliki komponen yang mudah  larut  ke  dalam  sumber-sumber  air, diantaranya besi (Fe) dan klorida (Cl).
Besi (Fe) memiliki potensi
mengkontaminasi  air  dengan  merubah  warna air  menjadi  kekuningan.  Tingginya  kadar  Fe dalam air akan mempengaruhi kualitas dari air tersebut  khususnya  penampakan  secara  visual air.  Selain  warna,  Fe  juga  bisa  menyebabkan bau  dan  rasa  yang  tidak  enak  serta  gangguan kesehatan  seperti  mual,  merusak  dinding usus, iritasi  mata  dan  kulit  [1].    Selain  Fe,  bahan pencemar lainnya adalah klorida (Cl).
Daerah  pesisir  Gresik  memiliki  kandungan Cl  yang  tinggi  sehingga  menyebabkan  air  di daerah tersebut akan berasa asin [2]. Tingginya kandungan  Cl  pada  air  dapat  meningkatkan korosivitas  air  sehingga  bisa  menyebabkan kerusakan  alat-alat  dan  pipa  yang  terbuat  dari logam.  Selain  itu,  bisa  juga  mengganggu kesehatan  manusia  dan  makhluk  hidup  lain ketika  dikonsumsi  langsung  [3].  Hal  ini menyebabkan sulitnya masyarakat mendapatkan  air  bersih  untuk  keperluan  air minum karena harus dilakukan penyulingan air terlebih dahulu.
Kandungan  kadar  Fe  pada  sampel  air memiliki konsentrasi 1,024 mg/L dan kandungan Cl sebesar 9.128 mg/L. Hal ini jauh dari  standar  baku  mutu  yang  telah  ditetapkan oleh pemerintah sesuai dengan Permenkes No.
492/MENKES/PER/IV/2010  yaitu  sebesar  0,3 mg/L untuk Fe dan 250 mg/L untuk Cl.
Kandungan  kadar  Cl  pada  beberapa  daerah di  Gresik  dapat  dilihat  pada  Gambar  1. Tingginya  kadar  Cl  di  Desa  Kemudi disebabkan  karena  letaknya  yang  berdekatan dengan  pesisir  pantai  sehingga  masyarakat  di daerah  ini  kesulitan  mendapatkan  akses  air bersih.
Gambar 1. Kandungan Cl di beberapa daerah di Gresik
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan  efektivitas  penyisihan  kadar  Fe dan Cl menggunakan adsorben carbon teraktivasi  dan  carbon  non  aktivasi  di  Desa Kemudi  Gresik.  Hal  ini  dilakukan  sebagai salah satu cara untuk mendapatkan air bersih di desa  tersebut  sehingga  sesuai  dengan  baku mutu yang telah ditetapkan.
Metode adsorpsi merupakan metode yang paling  banyak  digunakan  di  masyarakat dibanding  metode  lainnya  dalam  proses penyisihan  partikel  yang  tidak  diinginkan, selain  memiliki  biaya  operasional  yang  murah juga  mudah  dalam  pelaksanaannya.  Jumlah adsorbat  yang  terjerap  pada  permukaan absorben diantaranya disebabkan oleh karakteristik,  konsentrasi  serta  temperatur  dari larutan adsorbat tersebut. Karakteristik adsorbat  seperti  struktur  molekul,  berat molekul, tingkat kelarutan, pH, luas permukaan,  dan  polaritas  merupakan  hal penting  yang  harus  diperhatikan  dalam  proses adsorpsi.  Pada  umumnya,  jumlah  adsorbat yang  terjerap  dapat  ditentukan  dan  merupakan fungsi  dari  konsentrasi  pada  temperatur konstan dengan menggunakan rumus [4]:
Volume XXII, No.1, September 2021, Halaman 95 - 100
97
Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia
%𝐴𝑑𝑠𝑜𝑟𝑝𝑠𝑖 = (𝐶𝑜 − 𝐶𝑎)  𝑥 100%
𝐶𝑜 dimana : Co   = konsentrasi awal, mg/L Ca  = konsentrasi pada T tertentu, mg/L
Konsentrasi awal larutan yang mengandung ion  Cl  mempengaruhi  efisiensi  penyisihan ( removal )  akibat  gabungan  beberapa  faktor, seperti tersedianya gugus-gugus fungsi spesifik pada  permukaan  adsorben  yang  mampu mengikat  ion  Cl  dan  jumlah  ion  Cl  yang  ada pada  fasa  larutan  [5].  Ketidakseimbangan antara  jumlah  ion  yang  berada  pada  keduanya akan  mempengaruhi  jumlah  dan  kecepatan penjerapan  ion  Cl  oleh  adsorben.  Meskipun demikian, tingginya konsentrasi awal ion dapat juga  menjadi driving  force untuk  mengatasi tahanan  yang  terjadi  pada  saat  perpindahan massa  ion  interface  antara  fasa  larutan ( aqueous ) dengan fasa padatan [6].

## 2. Metode Penelitian
Metode  dan  tahapan  dalam  pelaksanaan penelitian  ini  dapat  dideskripsikan  sebagai berikut:
2.1. Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  seperangkat  alat  gelas (glassware) , erlenmeyer,  alu  lumpang,  furnace, magnetic stirrer ,  ayakan  ukuran  60  mesh,  termometer, desikator, neraca digital analitik dan spektrophotometer.  Bahan  yang  digunakan adalah  carbon  komersil  dan  air  yang  berasal dari  sumur  yang  diambil  dari  kecamatan Duduk Sampeyan, Gresik, Jawa Timur.
2.2. Preparasi Media Adsorben
Carbon  ditumbuk  menggunakan  alu  dan lumping  kemudian  diayak  dengan  ukuran  60 mesh.  Selanjutnya  carbon  diaktivasi  secara fisika dengan menggunakan furnace pada suhu 400 o C  selama  30  menit kemudian  dimasukkan ke dalam desikator [7].
2.3. Prosedur Penelitian Sebanyak  700  mL  air  sampel  dimasukkan ke  dalam  gelas  beker  dan  ditambahkan  20 gram  carbon  non  aktivasi  sambil  diaduk dengan  kecepatan  300  rpm  dengan  waktu kontak  60  menit.  Larutan  tersebut  dipanaskan hingga suhu kontak mencapai 30 o C, 40 o C, dan
50 o C.  Lakukan  hal  yang  sama  pada  carbon teraktivasi.
2.4. Uji Kandungan Fe Sampel  uji  sebanyak  50  mL  dimasukkan kedalam  Erlenmeyer,  kemudian  tambahkan  2 mL  HCl  37%  dan  1  mL  hydroxylamine  10%. Kemudian  didihkan  larutan  tersebut  hingga terjadi penyusutan volume ±20 mL, selanjutnya  angkat  dan  dinginkan  larutan tersebut. Larutan kemudian dimasukkan kedalam  labu  ukur  100  mL  dan  ditambahkan 10  mL  buffer  asetat  serta  4  mL  ortho phenantroline.  Larutan  didiamkan  selama  5 menit, kemudian ditambahkan aquadest hingga tanda batas tera. Kemudian lakukan pembacaan menggunakan spektro pada absorbansi  510  nm.  Untuk  membuat  larutan standard  kurva  Fe,  ambil  dari  larutan  standar Fe  10  mg/L.  Kemudian  tentukan  nilai persamaan  regresi  linier  sehingga  kandungan Fe dalam larutan sampel dapat dihitung.
2.5. Uji Kandungan Cl
Sebanyak  2,5  mL  sampel  uji  dimasukkan kedalam Erlenmeyer. Kemudian tambahkan 20 mL aquadest dan 0,5 mL indikator K 2 CrO 4 5%. Titrasi  dengan  AgNO 3 0,05  N  yang  telah dilakukan  standarisasi.  Kemudian  perhatikan perubahan warna yang terjadi yaitu dari kuning menjadi  merah  bata.  Lakukan  hal  sama  untuk penetapan  blanko  menggunakan  aquadest. Rumus perhitungan kadar  klorida [8] :
%𝐶𝑙 = (𝐴 − 𝐵) 𝑥 𝑁 𝑥 35,45 𝑥 100% 𝑉 𝑥 1.000
dimana :
A   = volume titrasi AgNO 3 untuk blanko, mL B  = volume titrasi AgNO 3 untuk sampel, mL N  = Normalitas AgNO 3 V  = volume sampel,mL
35,45= miliequivalen berat Cl

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Penurunan Kadar Fe Penyisihan  kadar  Fe  menggunakan  carbon teraktivasi  dapat  dilihat  pada  Gambar  2. Tingginya  penyisihan  kadar  Fe  menggunakan carbon  teraktivasi  mencapai  lebih  dari  90%. Hal  ini  disebabkan  karena  carbon  teraktivasi memiliki  luas  permukaan  pori-pori  yang  lebih besar  daripada  carbon  non  aktivasi  sehingga dapat menjerap lebih banyak Fe [9]. Peningkatan suhu kontak membantu
Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia
mempercepat  proses  kontak  antara  adsorbat (Fe) dan adsorben (carbon teraktivasi) sehingga meningkatkan
persentase penjeraparan  Fe.  Hasil  penjerapan  Fe  pada suhu  30 o C  menggunakan  carbon  teraktivasi mencapai 0,102 mg/L. Hasil ini sudah melebihi baku mutu yang telah ditetapkan.
Gambar 2. Persentase Penjerapan Fe Terhadap Temperatur
3.2. Penurunan Kadar Cl Penjerapan kandungan Cl semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu. Hal ini mengindikasikan bahwa dengan bertambahnya waktu, semakin banyak partikel- partikel  Cl  yang  kontak  dengan  permukaan adsorben  sehingga  meningkatkan  persentase penjerapan Cl [10]. Peningkatan penjerapan Cl menggunakan  carbon  teraktivasi  maupun carbon  non  aktivasi  pada  berbagai  waktu menunjukkan  trend  yang  hampir  sama  baik pada  suhu  30 o C,  40 o C  maupun  50 o C  seperti terlihat pada Gambar 3.
(a)
(b) (c)
Gambar 3. Persentase Penjerapan Cl Terhadap Waktu (a) 30 o C (b) 40 o C (c) 50 o C
Trend peningkatan penjerapan Cl
menggunakan carbon teraktivasi terlihat sangat jelas pada Gambar 4. Penjerapan Cl menggunakan  carbon  non  aktivasi  pada  suhu 30 o C ke suhu 40 o C tidak terlalu signifikan, hal ini  disebabkan  karena  peningkatan  pada  suhu tersebut  tidak  memberikan  energi  yang  cukup bagi  carbon  untuk  menjerap  banyak  Cl dikarenakan  masih  adanya  pengotor  yang  ada di  permukaan  carbon  sehingga  penjerapan tidak  maksimal.  Peningkatan  penjerapan  Cl pada  berbagai  temperatur  pada  10  menit,  30 menit  dan  60  menit memiliki  trend yang  sama baik  pada  carbon  teraktivasi  maupun  carbon non  aktivasi.  Namun  penjerapan  Cl  pada carbon  teraktivasi  memiliki  nilai  yang  lebih tinggi daripada carbon non aktivasi.
Peningkatan  suhu  dapat  memperluas  kontak antara  adsorben  dan  adsorbat  karena  adanya sirkulasi pada media kontak sehingga adsorbat dapat  terjerap  lebih  banyak  pada  carbon teraktivasi  [11].  Hal  ini  karena  carbon teraktivasi  mempunyai  luas  permukaan  yang besar  daripada  carbon  non  aktivasi  [12].  Hal ini  mengindikasikan  jenis  reaksi  yang  terjadi adalah endoterm [13].
Volume XXII, No.1, September 2021, Halaman 95 - 100
99
Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia
(a) (b) (c)
Gambar 4. Persentase Penjerapan Cl Terhadap Temperatur (a) 10 menit (b) 30 menit (c) 60 menit
Peningkatan suhu kontak dapat meningkatkan  mobilitas  partikel  Cl  sehingga dapat  dengan  mudah  mencapai  permukaan adsorben. Penjerapan Cl menggunakan adsorben  carbon  teraktivasi  pada  suhu  50 o C mencapai 14,73%. Dengan konsentrasi awal Cl sebesar  9.128,38  mg/L,  adsorben  carbon teraktivasi  belum  mampu  menurunkan  kadar Cl  sesuai  baku  mutu  yang  ditetapkan pemerintah  yaitu  sebesar  250  mg/L  [14]. Proses  adsorpsi  Cl  membutuhkan  proses pertukaran  ion  ( ion  exchange )  [15]  sehingga carbon  teraktivasi  belum  mampu  untuk menjerap banyak ion Cl dari larutan [16].

## 3. Kesimpulan dan Saran
Carbon  teraktivasi  memiliki  kemampuan yang  lebih  baik  daripada  carbon  non  aktivasi dalam menjerap Fe yaitu sebesar 90,07% pada suhu  30 o C.  Hasil  ini  memberikan  nilai  Fe sebesar  0,102  mg/L  dan  sudah  memenuhi standar baku mutu yang telah ditetapkan. Penjerapan Cl belum maksimal menggunakan  carbon  non  aktivasi  maupun carbon  teraktivasi.  Pada  suhu  50 o C  dan  waktu 60 menit, kadar Cl yang terjerap menggunakan carbon  teraktivasi  sebesar  14,73%  atau memiliki  kandungan  Cl  sebesar  7.783  mg/L.
Kondisi  ini  jauh  dari  standar  baku  mutu  yang telah ditetapkan sehingga diperlukan penelitian lanjutan  untuk  meningkatkan  penjerapan  Cl dalam larutan.
Salah  satu  metode  yang  bisa  digunakan adalah  metode  pertukaran  ion  ( ion  exchange ) agar  ion  Cl  dapat  dipindahkan  dengan  mudah dari  larutan  sehingga  diperoleh  air  dengan kadar Cl yang memenuhi standar baku mutu.

## 4. Daftar Pustaka
[1] S.  S.  Dhimas  Firmansyah  A,  Bambang Yulianto,  “Studi  Kandungan  Logam Berat  Besi  (Fe)  Dalam  Air,  Sedimen dan  Jaringan  Lunak  Kerang  Darah (Anadara  Granosa  Linn)  di  Sungai Morosari dan Sungai Gonjol Kecamatan Sayung, Kabupaten Demak,” vol. 2, no. 2, pp. 45–54, 2013. [2] A.  Syamsuddin  S,  “PENGARUH PENGGUNAAN  KARBON  AKTIF AMPAS TEBU DALAM MENURUNKAN KADAR
SALINITAS  PADA  AIR  PAYAU,” J.
Sulolipu    Media  Komun.  Sivitas  Akad. dan Masy. , vol. 20, no. 1, pp. 118–124, 2020.
[3] I.  W.  P.  A.  Pratama,  I.  M.  O.  A. Parwata,  and  P.  G.  Subhaktiyasa, “Analysis  Of  Chloride  Content  In  Dug Well  Water  In  Banjar  Telaga,  Kutampi Kaler  Village,  Nusa  Penida  District, Klungkung Regency With Argentometric  Titration,” Bali  Med.  J. , vol.  4,  no.  1,  pp.  1–4,  2017,  doi: 10.36376/bmj.v4i1.51.
[4] Z.  Mustakim,  F.  Y.  Purwaningtyas,  E. B.  Leksono,  Sarto,  and  A.  Prasetya, “Optimization  condition  of  fluoride adsorption  using  activated  clay,” IOP
Authors  retain  copyright  and  grant  the  journal  right  of  first  publication  with  the  work  simultaneously  licensed  under  a Creative Commons Attribution 4.0 International License Industrial Engineering Department University of Muhammadiyah Gresik, East Java, Indonesia
Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng. ,  vol.  821, no.  1,  2020,  doi:  10.1088/1757- 899X/821/1/012009.
[5] G.  N,  “Defluoridation  of  Groundwater using Low Cost Adsorbent like Bagasse Dust,  Aluminium  Treated  Bagasse Flyash,  Bone  Powder  and  Shell Powder,” Bonfring  Int.  J.  Ind.  Eng. Manag.  Sci. ,  vol.  4,  no.  2,  pp.  72–75, 2014, doi: 10.9756/bijiems.10299.
[6] D. of water using adsorbents-A. concise review  N.,  “Defluoridation  of  water using  adsorbents  -  A  concise  review N.,” J.  Environ.  Biotechnol.  Res. ,  vol. 6, no. 1, pp. 186–198, 2017.
[7] Z.  Mustakim,  A.  Prasetya,  and  Sarto, “Fluoride  removal  from  wastewater using  activated  clay:  A  study  kinetics and  isotherm  adsorption,”  in AIP Conference  Proceedings ,  2019,  vol.
2085, doi: 10.1063/1.5094997.
[8] Z. Mustakim, F. Yohana
Purwaningtyas,  B.  Aji  Pratama,  and dan Choirul Anam, “Prosiding Seminar Nasional  Teknik  Kimia  ‘Kejuangan’ Pengaruh  Penggunaan  Arang  Aktif Teraktivasi  Fisika  terhadap  Desalinasi Air  Payau  Desa  Kemudi  Gresik,” Jur. Tek.  Kim. ,  pp.  14–15,  2020,  [Online]. Available: http://103.23.20.161/index.php/kejuang an/article/view/3603.
[9] D.  I.  P.  dan  Rasman,  “EFEKTIVITAS
METODE GABUNGAN MEDIA FILTER CANGKANG KERANG
(Anadara  granosa)  DAN  KARBON
AKTIF  UNTUK  MENURUNKAN  Fe
DAN  ZAT ORGANIK AIR BERSIH,”
J.  Sulolipu    Media  Komun.  Sivitas
Akad. dan Masy. , vol. 20, no. 1, 2020.
[10] A.  Adiningtyas  and  P.  Mulyono,
“Kinetika  Adsorpsi  Nikel  (II)  dalam Larutan  Aqueous  dengan  Karbon  Aktif Arang Tempurung Kelapa,” J. Rekayasa  Proses ,  vol.  10,  no.  2,  p.  36,
2016, doi: 10.22146/jrekpros.33335.
[11] R.  Aisyahlika,  S.Z.,  Firdaus,  M.L., dan Elvia,  “Kapasitas  Adsorpsi  Aarang
Aktif  Cangkang  Bintaro  (Cerbera odollam)  Terhadap  Zat  Warna  Sintesis Reactive RED-120 Dan Reactive BLUE-198,” J.  Pendidik.  Dan  Ilmu
Kim. , vol. 2, no. 2, pp. 148–155, 2018.
[12] I.  Syauqiah,  M.  Amalia,  and  H.  A. Kartini,  “Analisis  Variasi  Waktu  dan Kecepatan  Pengadukan  pada  Proses Adsorpsi  Limbah  Logam  Berat  dengan Arang  Aktif  Dalam  limbah  cuci  foto,” Info  Tek. ,  vol.  12,  no.  1,  pp.  11–20, 2011.
[13] J.  Larsson,  “Acid  neutralization  using steel slags ADSORPTION OF FLUORIDES IN SOLUTIONS,” 2015.
[14] Sudarni  and  Haderiah,  “Aktivasi  Zeolit Dan  Karbon  Aktif  Dalam  Menurunkan Kesadahan Air Di
Kampung Sapiriakota  Makassar,” J.  Sulolipu Media Komun. Sivitas Akad. dan Masy. , vol. 20, no. 1, pp. 19–23, 2020.
[15] Y.  Lee,  H.  Lee,  D.  Jung,  Z.  Chen,  and S.  Lim,  “Chloride  ion  adsorption capacity  of  anion  exchange  resin  in cement mortar,” Materials (Basel). , vol. 11, no. 4, 2018, doi: 10.3390/ma11040560.
[16] A.  J.  dan  M.  A.  Widi  Astuti, “Desalinasi  Air  Payau  Menggunakan Surfactant Modified Zeolite (SMZ),” J.
ZEOLIT Indones. , vol. 6, no. 1, pp. 33– 37, 2007.