## KEMAMPUAN ADSORPSI LOGAM BERAT Cu DAN Pb DENGAN MENGGUNAKAN ADSORBEN KULIT JAGUNG
( Zea Mays )

## ADSORPTION ABILITY OF Cu AND Pb HEAVY METAL USING CORN SKIN ADSORBEN (Zea Mays)
Lutfi Nurohmah 1* , Paradila Apriliani Wulandari 1 , Rif’an Fathoni 1
1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Tenik, Universitas Mulawarman Jl. Sambaliung No. 9, Kampus Gunung Kelua, Samarinda
*Email : paradila04aw@gmail.com

## Abstrak
Limbah kulit jagung memiliki potensi yang sangat besar dalam pengaplikasiannya sebagai adsorben dengan aktivasi menggunakan HCl. Adsorpsi merupakan suatu proses pengikatan adsorbat pada permukaan adsorben. Kemampuan  kulit  jagung  sebagai  adsorben  dapat  mengikat  adsorbat  pada  logam  timbal  dan  tembaga  pada suhu  dan  pH  yang  tepat.  Pengukuran  kadar  logam  menggunakan  analisa  Sprektroskopi  Serapan  Atom. Variabel  suhu  yang  digunakan  400 o C  dan  500 o C  sedangkan  pH    yang  digunakan  2;2,5;3;3,5  dan  4. Kemampuan  peyerapan  logam  timbal  yang  diadsorbsi  diperoleh  0  mg/L  dari  semula  24,8  mg/L  pada  pH 2;2,5;3;3,5  dan  4  dan  suhu  400 o C.  dan  untuk  logam  tembaga  mengalami  penurunan  kadar  logam    dari semula 18,7 mg/L pada pH 2;2,5;3;3,5 dan suhu 500 o C  pada pH 2,5 diperoleh 12,5 mg/L .Semakin tinggi suhu  maka  semakin  tinggi  penyerapan  logam  dan  semakin  netral  pH  semakin  tinggi  penyerapan  terhadap logam.
Kata Kunci : Adsorben, Kulit Jagung, Penurunan Kadar, pH , suhu.

## Abstract
Corn  husk  waste  has  a  huge  potential  in  its  application  as  an  adsorbent  with  activation  using  HCl. Adsorption is a binding process of adsorbate on the surface of the adsorbent. The ability of corn husk as an adsorbent can bind the adsorbate to Lead Metal and Copper at the right temperature and pH. Measurement of  metal  content  using  Atomic  Absorption  Spectroscopy  analysis.  The  temperature  variable  used  is  400oC and 500 o C while the pH used is 2; 2.5; 3; 3.5 and 4. The adsorption capacity of lead metal is 0 mg / L from the original 24.8 mg / L at pH 2, 2 , 5, 3, 3,5 and 4 and a temperature of 400 o C. and for copper metals the metal content decreased from the original 18.7 mg / L at pH 2; 2.5; 3; 3.5 and a temperature of 500 oC at ph 2.5 obtained 12.5 mg / L. The higher the temperature the more the higher the absorption of the metal and the more towards the neutral pH the higher the absorption of the metal.
Keywords: Adsorbent, Corn Husk, Decreased Concentration, pH, temperature.

## 1. PENDAHULUAN
Keberadaan logam berat seperti Pb dan Cu  yang  tinggi  disuatu  perairan  dapat menurunkan  mutu  air  serta  membahayakan lingkungan  dan  organisme  perairan.Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menurunkan  konsentrasi  ion  logam  dalam limbah  cair  diantaranya  adalah  pengendapan, penukar  ion  dengan  menggunakan  resin, filtrasi dan adsorpsi.
Adsorpsi  merupakan  proses  fisika dan/atau  kimia  dimana  suatu  zat  terlarut dalam  suatu  larutan  Adsorpsi  adalah  proses pengumpulan suatu substansi pada permukaan padatan adsorben. Proses adsorpsi ini melibatkan  dua  komponen  utama  yaitu adsorben  yang  merupakan  padatan  dimana  di atasnya  terjadi  pengumpulan  substansi  yang disisihkan  dan  adsorbat  yaitu  substansi  yang akan disisihkan dari cairan (Reynolds, 1996).
Adsorben yang sering digunakan dalam proses  adsorpsi  adalah  karbon  aktif.  Karbon aktif  dapat  secara  efektif  digunakan  sebagai adsorben  karena  memiliki  banyak  pori-pori yang besar dan dalam, sehingga memiliki area permukaan yang relatif besar (Munaf dkk, 2000).
Untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dari  adsorben  diperlukan  proses  aktivasi. Adsorben  tanpa  dilakukan  aktivasi  terlebih dahulu,  kadang  kala  tidak  efektif  dalam penyisihan logam berat. Aktivasi adalah suatu perlakuan  terhadap  arang  yang  bertujuan untuk  memperbesar  pori  yaitu  dengan  cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi  molekul-molekul  permukaan sehingga  arang  mengalami  perubahan  sifat, baik  fisika  maupun  kimia,  yaitu  luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorbs (Sembiring, 2003) Aktivasi dapat
dikelompokkan  atas  aktivasi  secara  fisik  dan kimia.  Contoh  aktivasi  secara  fisik  adalah pemanasan  dan  pendidihan  dengan  air. Sedangkan  contoh  aktivasi  secara  kimia adalah  pencucian  dengan  asam,  basa,  alkohol atau kombinasinya (Yan, 2001).
Komposisi  kimia  kulit  jagung  meliputi  15% lignin,
5,09% abu, 4,57% alcohol
sikloheksana, dan 44,08% selulosa. Kandungan  selolusa  yang  lumayan  tinggi pada  kulit  jagung  ini  diharapkan  mampu mengadsorbsi  logam  berat  pada  suatu  laruan. Penggunaan material adsorpsi yang dikategorikan  low-cost,  seperti  biomaterial, dewasa ini mendapat perhatian lebih dari para peneliti  (Somerville,  2007).  Salah  satu keuntungan menggunakan biomaterial sebagai adsorben adalah mudah diregenerasi.
Di samping itu telah dilakukan juga penelitian pada  kulit  jagung  sebagai  adsorben  telah diaplikasikan  secara batch untuk  ion-ion logam  Zn 2+ ,  Pb 2+ ,  dan  Cd 2+ .  Hasilnya menunjukkan kemampuan adsorpsi maksimum  yang  dicapai  berkisar  pada  458 mg/g Zn 2+ , 494 mg/g Pb 2+ , dan 457 mg/g Cd 2+ (Igwe dkk, 2005).

## 2.  METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium
Rekayasa Kimia Fakultas Teknik, Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Mulawarman  serta  Laboratorium  Penguji BPTP.  Bahan-Bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  adalah  kulit  jagung,  akuades,  HCl,
PbNO 3, CuSO 4 .

## 2.1 Prosedur Penelitian
2.1.1  Pembuatan Karbon Kulit Jagung
Kulit  jagung  yang  didapatkan  dicuci menggunakan  air  bersih  agar  kotoran  yang menempel  pada  kulit  jagung  hilang.  Kulit jagung  yang  telah  dibersihkan  dijemur  di udara terbuka. Kulit jagung yang telah kering di  potong  kecil-kecil  untuk  memudahkan proses  pengarangan.  Kulit  jagung  yang  telah di  potong  kemudian  di  furnace  pada  suhu 500 °C dengan waktu 5 menit (Kurniati, 2008). Dilakukan  pengayakan  dengan  ukuran  60 mesh.
2.1.2 Proses Aktivasi Karbon Kulit Jagung
Disiapkan larutan HCl sebanyak 15 mL dengan  konsentrasi    1M.    Dicampur  dan dilakukan  pengadukan  pada  karbon  dan  HCl
sampai karbon terendam sepenuhnya. Didiamkan  larutan  selama  24  jam  (Setiawati, 2010).  Disaring  masing-masing  campuran aktivasi dengan menggunakan kertas saring.

## 2.1.3 Penentuan Kadar Air Karbon Aktif
Karbon  aktif  dimasukkan  kedalam cawan porselen kemudian ditimbang menggunakan  neraca  analitik.  Karbon  aktif kemudian  di  masukkan  ke  dalam  oven  yang telah  dinyalakan  pada  suhu  105  °C  dengan waktu  60  menit.  Karbon  aktif  dimasukkan  ke dalam  desikator  selama  5  menit  kemudian ditimbang  menggunakan  neraca  analitik. Diulangi  langkah  diatas  sampai  memperoleh massa karbon aktif yang konstan.
2.1.4 Proses Analisa Adsorben Karbon dari Kulit Jagung
Disiapkan  larutan  CuSO 4 dan  PbNO 3 sebanyak  20  mL.  Ditambahkan  0,25  gram karbon  aktif  kulit  jagung.  Diaduk  campuran menggunakan  batang  pengaduk  selama  2 menit agar campuran merata (Igwe dkk, 2005). Di  atur  pH  dalam  5  sampel  masing  –  masing 2;  2,5;  3;  3,5;  dan  4    dan  dibiarkan  kontak selama 30 menit. Disaring larutan menggunakan kertas saring.
2.1.5  Proses  Penentuan  Penurunan  Kadar Cu
Sampel  yang  telah  di  analisa  kadarnya menggunakan Spektrofotometer
Serapan
Atom  (SSA)  didapatkan  hasil  analisa  sebagai berikut.  Data  yang  diperoleh  dari  hasil Spektrofotometer Serapan Atom yaitu konsentrasi  Cu  yang  teradsorpsi  (Selisih konsentrasi  Cu  awal  dan  Konsentrasi  sisa dalam larutan Cu).

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah
dilakukan
diperoleh
hasil Analisa
Spektrofotometer  Serapan  Atom  (SSA)  dan kapasitas logam  yang  diperoleh  dapat  di  lihat pada Tabel 1.
Tabel  1.  Hasil  Analisa  Spektrofotometer
Serapan Atom (SSA) dan Kapasitas Logam Larutan pH Massa (gr) Kadar logam (mg/L) Kapasi- tas Logam (mg/g) PbNO 3 500 o C (24,8 mg/L) 2 25 0 19,9 2,5 0 19,9 3 0 19,9 3,5 0 19,9 4 0 19,9 CuSO 4 500 o C (18,7 mg/L) 2 25 31,2 -9,9 2,5 12,5 4,9 3 18,7 0 3,5 6,2 9,9 4 12,5 4,9
Suhu  karbonisasi  yang  digunakan  pada penelitian  adalah  500 o C.  Hal  ini  disebabkan suhu  aktivasi  yang  terlalu  tinggi  dapat memutus  ikatan  C-C  karbon  (Lia,  2001). Selain  itu  pemilihan  suhu  juga  didasari  pada teori yang menyatakan bahwa tahap pemurnian  karbon  terjadi  pada  suhu  400  °C- 600 °C (Kurniati, 2008).
Kemampuan penyerapan suatu adsorben  dapat  dipengaruhi  oleh  pH  larutan. Hal  ini  berhubungan  dengan  protonasi  atau deprotonasi  permukaan  sisi  aktif  dari  sorben (Nurhasni, 2002). Menurut (Riapanitra, 2006), pH  akan  mempengaruhi  muatan  permukaan adsorben,  derajat  ionisasi  dan  spesi  apa  saja yang  dapat  terserap  dalam  adsorpsi  tersebut. Nilai pH juga dapat mempengaruhi kesetimbangan  kimia,  baik  pada  adsorbat maupun  pada  adsorben.  Dalam  variasi  pH ini kemungkinan  ikatan  kimia  antara  adsorben dengan adsorbat dapat terjadi (Refilda, 2001).

## Gambar 1. Kadar larutan logam
Adsorben dari kulit jagung menggunakan analisa Spektrofotometer
Serapan  Atom  (SSA)  didapatkan  hasil  pada Tabel 1. Kadar awal larutan PbNO 3 18,7 mg/L dan kadar awal CuSo 4 sebesar 18,7 mg/L, dan setelah  dilakukan  uji  dengan  menggunakan AAS dan dilakukan adsorpsi dengan adsorben dari  kulit jagung  dapat  dilihat  pada  gambar  1 didapatkan hasil pada pH 2 sampai pH 4 kadar Pb dengan suhu 400 o C mengalami penurunan kadar  larutan  dari  kadar  Pb(NO 3 ) 2 24,8  mg/L dan  pada  pada  suhu  500 o C  pada  pH  2  kadar Cu  meningkat  yaitu  sebesar  31,2  mg/L  ,  dan pada  pH  3,5  kadar  Cu  sama  dengan  kadar larutan  CuSO 4 yaitu  18,7  mg/L.  Sedangkan pada pH 2,5; 3,5; dan 4 mengalami penurunan kadar larutan dari kadar CuSO 4 18,7 mg/L.
Dari  hasil  penelitian Karbon  aktif  yang dikarbonisasi  pada  suhu  500  °C    masih memiliki  daya  serap  yang  masih  rendah dibandingkan dengan suhu 400 °C. Berdasarkan  table 1 dan dilihat dari gambar 1 pada  suhu  400 o C  lebih  efektif  dalam penyerapan. Hal ini mungkin disebabkan oleh ukuran pori karbon aktif yang dihasilkan pada suhu  500  °C  lebih  dangkal  dibanding  pada suhu  400  °C  akibat  mulai  terjadinya pengikisan  karbon  oleh  tingginya  suhu  dan menurut    pendapat  (Pari,  2010)    yang menyatakan  bahwa  suhu  yang  tinggi  kadang dapat  berpengaruh  pada  struktur  karbon  itu sendiri  bahkan  dapat  membuatnya  menjadi rapuh  akibat  adanya  pengikisan  karbon. Akibat pengikisan tersebut, permukaan rongga  pori  pada  karbon    aktif  menjadi  lebih
dangkal  sehingga  menyebabkan  daya  serap menurun.  Pada  pH  rendah  penyerapan terhadap  semua  ion  logam  rendah.  Hal  ini dikarenakan  pada  pH  rendah  permukaan adsorben  dikelilingi  oleh  ion  H+  (karena gugus  fungsi  yang  terdapat  pada  adsorben terprotonasi). Dalam kondisi asam permukaan adsorben  juga  bermuatan  positif,  yang  akan menyebabkan terjadi tolakan antara permukaan  adsorben  dengan  ion  logam, sehingga  adsorpsinya  pun  menjadi  rendah (Sembiring, 2009).

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  kali  ini  dapat disimpulkan  bahwa  Pengaruh  adsorben  dari kulit  jagung  pada  pengurangan  kadar  logam dalam  larutan  CuSO 4 dan  PbNO 3 mampu mengurangi  kadar  logam  yaitu  sebesar  80%. Pengaruh  aktivator  NaOH  terhadap  adsorpsi kadar  logam  yakni  dapat  meningkatkan kemampuan  penjerapan  logam  dalam  larutan CuSO 4 yaitu  sebesar  100%.  Semakin  tinggi suhu  semakin  rendah  penyerapan  logam  dan semakin kearah netral semakin tinggi penyerapan terhadap logam.

## DAFTAR PUSTAKA
Kurniati,  E.  Pemanfaatan  Cangkang  Kelapa Sawit  Sebagai  Arang  Aktif.  Jurnal Penelitian  Ilmu  Teknik.  2008;  8(2):96- 103.
Igwe, J.C, and N Ogunewed. 2005.
Competitive  Adsorption  of  Zn  (II),  Cd (II),  and  Pb  (II)  Ions  from  Aqueous  and Non  –Aqueous  Solution  by  maize  Cob and Husk. African Journal of biotecnology. Vol 4.
Munaf, E, Haryati, S., Suyani, H., Dharma,
A. 2000.  Penyerapan  Ion  Kromium  (III) dan  Kromium  (VI)  dalam  Air  dengan menggunakan  Tepung  Enceng  Gondok dan  Studi  Regenerasinya.  Jurnal  Kimia Andalas.  Jurusan  Kimia  Fakultas  MIPA. Padang: Universitas Andalas.
0 5 10 15 20 25 30 35 2 2,5 3 3,5 4 PbNO3 (24,8 mg/L) CuSO (18,7 mg/L)
Nurhasni, 2002, Penggunaan Genjer (Limnocharis  Flava)  Untuk  Menyerap
Ion  Kadmium,  Kromium,  dan  Tembaga
Dalam  air  Limbah,  Tesis.,  Padang:
Universitas Andalas.
Pari,  G.,  Santoso,  A.  dan  Hendra,  D. Pembuatan dan Pemanfaatan Arang Aktif Sebagai  Reduktor  Emisi  Formaldehida Kayu  Lapis.  Jurnal  Penelitian  Hasil Hutan. 2006;24(5):425-436 Refilda.,  Rahmiana  Zein.,  Rahmayeni,  2001,
Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai
Bahan\  Alternatif  Pengganti  Penyerap Sintetik  Logam-logam  Berat  Pada  Air
Limbah,  Skripsi.,  Padang:  Universitas Andalas.
Reynolds,  Tom  D.  1996. Unit  Operation  and
Processes in Environmental Engineering .
California: Brooks/Cole Engineering
Division.
Riapanitra,  Anung.,  T.  Setyaningtyas  dan  K.
Riyani.  2006.  Penentuan  Waktu  Kontak dan  pH  Optimum  Penyerapan  Metilen Biru  Menggunakan  Abu  Sekam  Padi. J.Molekul. 1(1): 41-44. Sembiring,  Zipora.,  Buhani.,  Suharso.,  dan Sumadi,  2009,  Isoterm  Adsorpsi  Ion Pb(II), Cu(II), dan Cd(II) pada Biomassa
Nannochloropsis,  sp  yang  Dienkapsulasi Akuagel Silika. Indo. J. Chem., 9(1): 1-5.
Sembiring,  M.  T.  dan  Sinaga,  T.  S.  2003.
Arang  Aktif  (Pengenalan  dan  Proses
Pembuatan). USU Digital Library,
Sumatra Utara. Setiawati,  Evi  dan  Suroto.  2010.  Pengaruh Bahan Aktivator Pada Pembuatan
Karbon  Aktif  Tempurung  Kelapa.  Jurnal Riset Industri Hasil Hutan Vol.2, No.1
Somerville,  R.  2007.  Low-cost  adsorption materials  for  removal  of  metals  from contaminated water. Master Thesis, KTH Architecture and the Built Environment