## PENGARUH pH PADA PEMANFAATAN CAMPURAN KITOSAN – DITIZON SEBAGAI
ADSORBEN ION KALSIUM (Ca 2+ )
[The Effect of pH on Calsium Ion Adsorbtion by Chitosan-Ditizon Mixture]
Reni Seprianti 1* , Syaiful Bahri 1 , Musafira 2
1) Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tadulako Jl. Soekarno Hatta, Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu, Telp. 0451- 422611
2) Universitas Sulawesi Barat, Mamuju
*)Corresponding Author: reni_seprianti20@yahoo.com
Diterima  16 Maret 2018, Disetujui 29 April 2018

## ABSTRACT
A  research  about  the  effect  of  pH  on  the  utilization  of  chitosan-ditizon  mixture  as  calcium  ion adsorption  has  been  done.  The  objective  of  this  study  is  to  determine  the  best  pH  for  calcium  ion adsorption  using  three  types  of  adsorbent,  namely  chitosan,  ditizon  and  the  mixture  of  chitosan- ditizon. Completely randomized design (CRD) was used in this research with 5 variations of pH (4; 5; 6; 7 and 8). Each treatment was done in duplo. The result showed that the mixture of chitosan-ditizon adsorbed  calcium  ion  more  than  others.  It  adsorbed  93.73%  of  calcium  ion  at pH  7,  while  the  other two  adsorbed  calcium  ion  as  much  as  83.21%  (at  pH  7)  and  89.42%  (at  pH  6)  for  chitosan  and ditizon, respectively.
Keywords : Chitosan, Ditizon, Calcium, pH, Adsorption

## ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh pH pada pemanfaatan campuran kitosan-ditizon sebagai adsorben ion kalsium (Ca 2+ ). Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pH terbaik pada pemanfaatan campuran  kitosan-ditizon,  kitosan  dan  ditizon  sebagai  adsorben  ion  Ca 2+ .  Penelitian  menggunakan rancangan  acak  lengkap  (RAL)  dengan  5  variasi  pH  (4;  5;  6;  7  dan  8).  Setiap  perlakuan  dilakukan sebanyak  dua  kali  sehingga  diperoleh  30  unit  percobaan.  Persentase  penyerapan  terbaik menggunakan  kitosan  adalah  sebesar  83,21%  pada  pH  7.  Sedangkan  bila  menggunakan  ditizon diperoleh  persentase  sebesar  89,73%  pada  pH  6.  Penggunaan  campuran  kitosan-ditizon  diperoleh persentase sebesar 93,73% pada pH 7.
Kata Kunci: Kitosan, Ditizon, Kalsium, pH, Adsorpsi

## LATAR BELAKANG
Air  yang  merupakan  kebutuhan pokok  bagi  manusia memiliki kualitas dan kuantitas  sangat  bervariasi  tergantung pada  peruntukannya.  Standar  kualitas  air untuk  kebutuhan  manusia  dalam  hal  ini untuk minum lebih tinggi apabila dibandingkan  dengan  standar  kualitas  air untuk keperluan lainnya. Kualitas air yang baik dan aman bagi kesehatan dilihat dari beberapa  syarat  diantaranya  syarat  fisik, biologi,  dan  kimia.  Air  dengan  kadar karbondioksida  (CO 2 )  yang  tinggi  akan meningkatkan  kelarutan  kalsium  dari mineral  karbonat.  Menurut  WHO,  syarat kadar  kalsium  yang  diperbolehkan  dalam air  minum  adalah  75-100  ppm  (Setyawan et al. , 2013).
Konsentrasi  ion  logam  dalam  air maupun  limbah  cair  dapat  diturunkan dengan berbagai metode, seperti menggunakan resin penukar ion, pengendapan,  adsorbs  fisik  dan  kimia, serta  filtrasi.  Metode  yang  paling  sering diaplikasikan adalah teknik adsorbsi sebab  konsep  yang  ditawarkan  lebih sederhana  dan  murah.  Salah  satu  bahan alami  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk adsorpsi adalah kitosan. Senyawa kitosan merupakan  polimer  glukosamin  hasil deasetilasi  polimer  kitin.    Bobot  molekul rata-rata dari kitosan, yaitu 2,5x10 -5 Dalton (Katatny et  al. ,  2000).  Kelarutan  kitosan dalam  asam klorida  sangat  rendah, tetapi memiliki kelarutan yang tinggi dalam asam lemah,  seperti  asam  asetat.  Beberapa diantara keunggulan kitosan yakni
mempunyai massa molekul besar sehingga  memiliki  daya  adsorbsi  besar dan  non  toksik  (Synowiecki,  2003).  Allen et  al. (2014)  mealporkan  bahwa  persen adsorpsi  Pb(II)  oleh  kitosan  terimobilisasi ditizon  mencapai  kondisi  optimum  pada penggunaan pH 6, yaitu 87,51%.
Beberapa  hasil  penelitian  telah membuktikan bahwa kitosan terimobilisasi ditizon mampu meningkatkan adsorpsi ion logam  berat,  diantaranya  dari  penelitian Muslimah  dan  Titin  (2015)  tentang prekonsentrasi  Timbal(II)  pada  air  sungai kapuas menggunakan kitosan terimobilisasi ditizon. Hasil yang diperoleh recovery sebesar  9,65%.  Disamping  itu, hasil  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Allen et  al. (2014),  menggunakan  adsorben kitosan  terimobilisasi  ditizon  mencapai maksimum  perolehan recovery Pb  (II) sebesar 79,75 %, dan persen penyerapan Pb(II) pada kolom prekonsentrasi  mencapai  optimum  pada pH 6 dengan nilai sebesar 87,51%.
Atas  dasar  hasil  penelitian  di  atas maka  perlu  dikakukan  penelitian  tentang pengaruh  pH  terhadap  pemanfaatan campuran kitosan –ditizon dalam aplikasinya  sebagai  adsorben  ion  kalsium dengan variasi pH.

## METODE PENELITIAN Bahan dan Peralatan
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  kitosan  (C 6 H 11 NO 4 )n, ditizon (C 13 H 12 N 4 S), asam asetat (CH 3 COOH)  5%,  asam  klorida  (HCl)  0,1
M, larutan buffer sitrat (pH 4 dan 5), buffer fosfat  (6,7  dan  8),  natrium  hidroksida (NaOH) 2,0 M, CaCl 2 , dan aquades.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah water  bath ,  oven, magnetik  stirrer,  spatula,  alat  suntik, mesin kocok, Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS).

## Prosedur Penelitian
Pembuatan  Hidrogel  kitosan  (Rahmi dan Julinawati, 2009)
Kitosan  2,5  g  dilarutkan  dalam  100 mL  asam  asetat  5  %  dan  diaduk  sampai diperoleh  larutan  kitosan  yang  homogen. Kemudian  larutan  tersebut  diteteskan dalam  NaOH  2,0  M  dengan  pompa suntikan untuk membentuk hidrogel kitosan. Hidrogel yang diperoleh dipisahakan  dari  larutan  NaOH  dengan cara  membilas  menggunakan  akuades sampai  pH-nya  netral  dan  dikeringkan menggunakan  oven  pada  suhu  60 o C sampai kering (± 8 jam).
Penentuan Pengaruh pH pada Adsorpsi Ca 2+ oleh  Adsorben  Kitosan  (Setyawan et al., 2013)
Larutan Ca 2+ 100 ppm  sebanyak 10 mL dimasukkan  ke  dalam  gelas  kimia  25 mL dan diatur pH nya dengan penambahan  HCl  dan  NaOH  menjadi  pH 4,  5,  6,  7  dan  8.  Larutan  Ca 2+ yang  telah dikondisikan pH nya kemudian dipindahkan  dalam  labu  ukur  25  ml  dan ditambahkan  dengan  larutan buffer sitrat (pH 4 dan 5) dan buffer fosfat (pH 6, 7 dan
8)  sampai  tanda  batas. Larutan  ini dimasukkan  dalam  erlenmeyer  100  mL
dan ditambah 0,1 gram adsorben hidrogel kitosan.  Kemudian  dilakukan  pengocokan dengan  kecepatan  150  rpm  selama  100 menit. Selanjutnya, dilakukan penyaringan menggunakan kertas saring. Filtrat diambil dan  diukur  konsentrasi  Ca 2+ sisa  dengan spektrofotometer serapan atom.
Perlakuan yang sama dilakukan juga pada penggunaan adsorben ditizon dan kitosan – ditizon.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada umumnya dengan
meningkatnya pH maka akan meningkatkan  efektifitas  adsorpsi  logam pada biomassa (Agusnar, 2003).  Gambar 1  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  pH maka  daya  serap  kalsium  terhadap kitosan semakin besar.
Peningkatan  adsorpsi    logam  Ca 2+ pada  semua  adsorben  yang  digunakan terjadi  pada  pH  6  hingga  8.  Pada penyerapan  ion  kalsium  menggunakan kitosan,  hal  ini  terjadi  karena  adanya  ion OH - yang berasal dari larutan NaOH yang ditambahkan  untuk  menaikan  pH  larutan sehingga  larutan  menjadi  basa,  maka terjadi  peningkatan  jumlah  logam  Ca 2+ yang teradsorpsi pada adsorben.
Disamping itu, atom H pada  gugus amino pada  kitosan  mengalami    deprotonasi pada  daerah  dekat  pH  =  6,9.  Sehingga logam  Ca 2+ yang  bermuatan  positif  dapat teradsorpsi  oleh  adsorben  pada  saat gugus –  gugus  aktif  adsorben  yang mengalami deprotonasi.
Gambar 1  Hubungan  pH  terhadap  persentasi penyerapan ion Ca 2 +
Mekanisme  Adsorpsi  yang  terjadi antara  ion  Ca 2+ dan  gugus  amina  yang terdapat pada kitosan merupakan pembentukan  kompleks,  yang  terdiri  dari sejumlah reaksi pertukaran ion sederhana dengan beberapa mineral (Endang, 2009). Adsorbsi dipengaruhi oleh beberapa faktor,  diantaranya  pH  dan  konsentrasi substrat,  konsentrasi  adsorbat,  kekuatan ionik,  dan  ion  pengompleks.  Menurut  Jin dan  Bai  (2002)  dalam  Endang  (2009) situs  aktif  pada  kitosan  diperankan  oleh atom N dari gugus amina(-NH 2 ) dan atom O  dari  gugus  hidroksi  (-OH).  Kedua  atom tersebut  mempunyai  elektron  bebas  yang dapat mengikat proton atau ion membentuk  suatu  kompleks.  Interaksi pasangan  elektron  bebas  pada  atom  O lebih  kuat  daripada  interaksi  pasangan elektron  bebas  pada  atom  N  sehingga atom N cenderung
mudah
menyumbangkan pasangan elektron
bebas  daripada  atom  O.  Pasangan elektron bebas dari atom N ini selanjutnya
akan  berikatan  dengan  ion  (Endang, 2009).
Tetapi bila konsentrasi logam sangat tinggi,  maka  daya  desak  ion  Ca 2+ terhadap  kitosan  sangat  besar,  akibatnya tidak  hanya  gugus  amina  yang  berikatan, tetapi secara simultan gugus hidroksil juga berperan,  sehingga  tidak  lagi  terbentuk monolayer  tetapi  cenderung  multilayer (Endang,  2007  dalam  Endang,  2009) Gugus –OH  dalam  kitosan  mengalami deprotonasi  pada  pH  yang  cukup  tinggi. Hal ini dikuatkan oleh Jean –Pierre (1994) dalam  Endang  (2009)  bahwa  gugus –OH pada  permukaan  dapat  juga  mengalami reaksi  dengan  kompleks  logam-  hidrokso (dalam air).
Berdasarkan uji statistik pada analisis  sidik  ragam  menunjukkan  bahwa pH  berpengaruh  nyata  terhadap  adsorpsi ion Ca 2+ . Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan  bahwa  persentasi  adsorpsi pada pH  4  dan  5  berbeda  nyata  dengan pH  6  dan  7,  tetapi  pH  7  berbeda  tidak nyata  dengan  pH  8.  Oleh  karena  itu, didapatkan  hasil  terbaik  pada  pH  7 dengan  persentasi  83,21%,  dimana  pH tersebut  lebih  efektif  dibandingkan  pH  8 dengan persentasi 93,58%. Hal ini sesuai dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Agusnar  (2003)  dimana  persentasi  logam terserap makin tinggi dengan naiknya pH. Hasil  yang  diperoleh  sebesar  90,25% pada pH 9.
Berdasarkan pada Gambar 1 peningkatan adsorpsi ion kalsium menggunakan  ditizon  terjadi  pada  pH  6
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 4 5 6 7 8 Pe ny e rap a n Io n Ca 2 + (% ) pH Kitosan Ditizon
Kitosan-Ditizon
sampai  8,  hal  terjadi  juga  dikarenakan penambahan larutan NaOH untuk menaikkan  pH  larutan.  Kehadirnya  ion –
OH mengakibatkan gugus –S-H dan –N-H pada ditizon mengalami deprotonasi sehingga mengasilkan dua muatan negatif yang  sangat  reaktif  untuk  mengkhelat logam  dalam  bentuk  kation  (Allen et  al .,
2014).
Berdasarkan  hasil  uji  statistik  pada analisis sistem ragam menunjukkan bahwa persentasi penyerapan dipengaruhi  oleh  pH.  Hasil  uji  lanjut Duncan  menunjukkan  bahwa  pada  pH  4 dan  5  berbeda  tidak  nyata  dan  berbeda nyata  dengan  pH  6,7  dan  8.  Sedangkan pada pH 6 berbeda tidak nyata dengan pH 7  dan  8.  Dengan  demikian  dapat disimpulkan  bahwa  pH  yang  dapat dianggap  pH  terbaik  terjadi  pada    pH  6 dengan  persensentasi  89,43%.  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa persentasi  penyerapan  terhadap  ion  Ca 2+ oleh  ditizon  lebih  tinggi  dibandingkan dengan penyerapan ion Ca 2+ oleh kitosan.
Pada  Gambar  1  terlihat  bahwa semakin  tinggi  pH  maka  proses  adsorpsi semakin  meningkat.  Hal  ini  karena  akibat hadirnya  ion  OH  yang  berasal  dari penambahan  NaOH  untuk  menaikkan  pH larutan,  sehingga  meningkatkan  jumlah logam  yang  teradsorpsi. Penyerapan  ion kalsium  menggunakan  kitosan –  ditizon, terjadi  antara  gugus  amina  pada  kitosan dengan gugus S=C dari ditizon yang relatif cukup besar untuk dapat diakses oleh ion logam Ca 2+ (Gambar 2).
Gambar 2  Interaksi  Ca 2+ dengan  adsorben kitosan –ditizon (Allen et al ., 2014)
Berdasarkan  analisis  sidik  ragam menunjukkan  bahwa  pH  berpengaruh pada  persentasi  penyerapan  ion  Ca 2+ . Hasil  uji  lanjut  Duncan  menunjukkan bahwa  persentasi  penyerapan  pada  pH  4 dan  5  berbeda  nyata  dengan  pH  6,7  dan 8. Oleh karena itu, pH terbaik terjadi pada saat  pH  7  dengan  persentasi  sebesar 97,73%.  Dari  hasil  penelitian  dapat disimpulkan bahwa Persentasi penyerapan  campuran  kitosan –  ditizon lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  kitosan dan  ditizon  tanpa  pencampuran.  Hal  ini karena  dengan  proses  pencampuran kitosan  dan  ditizon  dapat  menghasilkan daya serap yang lebih baik.
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  persentasi  penyerapan  terhadap pH  oleh  kitosan –ditizon  lebih  tinggi dibandingkan dengan penelitian sebelumnya  oleh  Allen et  al. (2014)  pada Recovery timbal  dengan  menggunakan kitosan  terimobilisasi  ditizon  sebesar 87,51% pada pH 6.

## KESIMPULAN
Penyerapan  ion  Ca 2+ oleh  kitosan dengan  persentasi  penyerapan  terbaik yaitu  pada  pH  7  dengan  persentasi 83,21%. Penyerapan ion Ca 2+ oleh ditizon dengan  persentasi  penyerapan  terbaik yaitu  pada  pH  6  dengan  persentasi 86,45%.  Penyerapan  ion  Ca 2+ oleh kitosan-ditizon dengan persentasi penyerapan  terbaik  yaitu  pada  pH  7 dengan persentasi 93,73%.

## DAFTAR PUSTAKA
Allen,  C.V.,  Lia,  D.,  dan  Titin,  A.Z.  2014.
Recovery  Timbal  dengan  Ekstraksi Fase  Padat  Menggunakan  Kitosan Terimobilisasi Ditizon. JKK, 3 (2): 1- 6.
Agusnar,  H.  2003.  Analisa  Keefektifan
Penggunaan Kitosan Untuk
Menurunkan  Kadar  Logam  Berat. J.
Sains Kimia , 7(1):7-10.
Endang,  W.  2009.  Kajian  Terhadap Aplikasi  Kitosan  Sebagai  Adsorben Ion  Logam  Dalam  Limbah  Cair.
Jurdik Kimia, 12(1) : 95-109.
Katatny,  T.A.,  Peh,  K.K.,  Ching,  H.S.
2000. Reporting
Degree of
Deacetylation  values  of Chitosan. J.
Pharm  Pharmaceut  Sci .  5(3):    205- 212.
Muslimah,  L.D.,  dan  Titin,  A.Z.  2015. Prekonsentrasi  Ttimbal  (II)  Pada  Air Sungai  Kapuas    Menggunakan
Kitosan  Terimobilisasi  Ditizon. JKK , 4(3): 22-27.
Rahmi dan Julinawati. 2009. Aplication Of Modified  Khitosan  For  Adsorben Ionic Cu 2+ Metal In Diesel Oil, Jurnal Natural. Jurnal Natural , 9(2) : 32-38.
Setyawan,  F.L.,  Darjito,  dan  Muhammad, M.K.  2013.  Pengaruh  pH  dan  Lama
Kontak pada Adsorpsi Ca + Menggunakan Adsorben Kitin
Terforforilasi  dari  Limbah  Cangkang Bekicot  ( Achatina  fulica ). Jurnal kimia 1(2): 201-207.
Synowiecki.  2003,  Kajian  Pengembangan Teknologi Proses Produksi Kitin dan Kitosan  Secara  Kimiawi. Prosiding Seminar  Nasional  Teknik  Kimia Indonesia  2003 .  I(3):    F01-1 –  F01- 5.