Rif’an Fathoni

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

## ADSORPTION ABILITY OF Cu HEAVY METAL USING CORN HUSK ADSORBENS (Zea Mays)
Agus Anggriawan 1* , M. Yanggi Atwanda 1 , Nurhazizah Lubis 1 , Rif’an Fathoni 1
1 Department of Chemical Engineering, Engineering Faculty, Mulawarman University Jl. Sambaliung No. 9, Gunung Kelua, Samarinda, Indonesia
*email : agusanggriawan8@gmail.com

## Abstrak
Secara umum adsorpsi merupakan suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas maupun cairan, bahan yang  harus  dipisahkan  ditarik  oleh  permukaan  adsorben  padat  lalu  diikat  oleh  gaya-gaya  yang  berkerja pada permukaan tersebut. Karbon aktif merupakan salah satu adsorben yang paling sering digunakan untuk menjerap zat-zat tertentu pada suatu larutan seperti kandungan logam. Salah satu bahan alami yang dapat digunakan  sebagai  adsorben  adalah  kulit  jagung.  Kulit  jagung  memiliki  kandungan  selulosa  yang  cukup tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai adsorben guna menyerap kandungan ion logam yang terkandung di dalam suatu larutan. Penelitian ini menggunakan NaOH dan H 2 O 2 sebagai aktivator karbon kulit jagung terhadap  adsorpsi  kadar  logam  dalam  larutan  CuSO 4 .  Dimana  diketahui  kadar  awal  kedua  larutan  CuSo 4 sebesar  15  mg/L.  Lalu  dilakukan  adsorpsi  dengan  adsorben  karbon  dari  kulit  jagung  tanpa  diaktivasi diperoleh  penurunan,  kadar  CuSo 4 sebesar  80%.  Selanjutnya  dilakukan  adsorbsi  dengan  adsorben  karbon aktif dari kulit jagung diperoleh hasil kadar CuSo 4 sebesar 0,00 mg/L dengan penurunan sebesar 100%. Hal ini disebabkan karena didalam kulit jagung memiliki kandungan selulosa yang dapat dengan baik menyerap kandungan logam.
Kata Kunci : Adsorpsi, Adsorben, Kulit Jagung, Aktivator

## Abstract
In general, adsorption is a process of finishing materials from mixture of gas or liquid. The material that has to  be  drawn  is  pulled  by  the  surface  of  the  solid  adsorbent  is  then  bound  by  the  forces  acting  on  it  the surface.  Activated  carbon  is  one  of  the  highest  adsorbents  often  used  to  absorb  certain  substances  in  a solution such as metal composition. One natural ingredient that can be used as adsorbent is corn husk. Corn husk has a cellulose content high enough, so that it can be used as an adsorbent to absorb content of metal ions  contained  in  a  solution.  This  research  using  NaOH  and  H 2 O 2 as  activators  of  corn  husk  carbon adsorption of metal content in CuSO 4 content. Where initial levels are known the second benefit of CuSo 4 is 15  mg/L.  Then  the  adsorption  is  done  with  carbon  adsorbent  from  corn  husk  without  activation  obtained decrease, levels CuSo 4 of 80%. Then the adsorption is carried out with carbon adsorbents active from corn husk obtained the results of CuSo 4 levels of 0.00 mg /L with a decrease of 100%. Because, in the corn husk has cellulose content which can absorb the metal content in a solution.
Keywords : Adsorption, Adsorbent, Corn Husk, Activator

## 1. PENDAHULUAN
Penyerapan  (adsorpsi)  secara  umum adalah  suatu  proses  pemisahan  bahan  dari campuran  gas  atau  cair,  bahan  yang  harus dipisahkan  ditarik  oleh  permukaan  adsorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang berkerja
pada  permukaan  tersebut.  Adsorben  adalah bahan  padat  dengan  luas  permukaan  dalam yang  sangat  besar.  Adsorben  yang  sering dikenal  ialah  karbon  aktif,  silika  gel,  zeolit alam, tapis molekuler (moleculer sieve), tanah kelantang ( bleaching earth ), aluminium oksida dan lain-lain (Bernasconi dkk, 1995).
Rif’an Fathoni
Pada  dasarnya,  proses  pembuatan karbon  aktif  terdiri  dari  dua  tahapan,  yaitu karbonisasi  dan  aktivasi  baik  secara  kimia, maupun fisika. Karbonisasi merupakan proses pirolisis atau pembakaran tidak sempurna dari bahan  dasar  yang  digunakan  tanpa  adanya udara,  biasanya  pada  temperatur  500 o C  – 800 o C.  Hasil  karbonisasi  merupakan  bahan penyerap  yang  kurang  aktif.  Oleh  karena  itu proses  aktivasi  sangat  dibutuhkan  untuk mengubah  arang  menjadi  karbon  aktif  yang porositas  dan  luas  permukaan  spesifiknya besar.  Terdapat  berbagai  bahan  aktivator dalam  pembuatan  karbon  aktif.  Aktivasi secara  kimia  biasanya  menggunakan  logam alkali  hidroksida,  senyawa  karbonat,  sulfida, ZnCl 2 ,  asam  sulfat,  asam  fosfat,  dan  natrium klorida yang merupakan penyerap air ( dehydrating  agent )  (Setiawati  dan  Suroto, 2010).
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  dan  Sinaga,  2003).  Menurut Fagbemigun  (2014),  komposisi  kimia  kulit jagung  meliputi  15%  lignin,  5,09%  abu, 4,57%  alkohol-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.
Adapun tujuan dari penelitian ini yakni untuk  mengetahui  pengaruh  adsorben  dari kulit  jagung  serta  pengaruh activator NaOH dan  H 2 O 2 terhadap  proses  penyerapan  kadar logam pada larutan CuSO4.

## 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, H 2 O 2 , NaOH, dan 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.  Dilakukan pengayakan dengan ukuran 60 mesh.
2.1.2  Proses Aktivasi Karbon Kulit Jagung
Disiapkan  larutan  H 2 O 2 dan  NaOH sebanyak  15  mL  dengan  konsentrasi  2  mg/L. Setiap  larutan  ditambahkan  karbon  kulit jagung  ke  dalam  masing-masing  larutan  0,25 gram.  Dilakukan  pengadukan  untuk  masing- masing  campuran  aktivasi  selama  2  menit agar  kedua  campuran  merata.  Didiamkan larutan  selama  24  jam.  Disaring  masing- masing campuran aktivasi dengan menggunakan kertas saring. Diulangi langkah diatas  dengan  menggunakan  konsentrasi larutan 4 mg/L dan 6 mg/L.
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  80  °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 sebanyak  20 mL dengan konsentrasi 15 mg/L. ditambahkan 0,25  gram  karbon  aktif  kulit  jagung.  Diaduk campuran  menggunakan  batang  pengaduk selama  2  menit  agar  campuran  merata  dan dibiarkan  kontak  selama  30  menit.  Disaring larutan menggunakan kertas saring.
Rif’an Fathoni

## 2.1.5  Proses  Analisa  Adsorben  Karbon Aktif dari Kulit Jagung
Disiapkan  larutan  CuSO 4 sebanyak  20 mL dengan konsentrasi 15 mg/L. ditambahkan 0,25  gram  karbon  aktif  kulit  jagung  dengan konsentrasi  2  mg/L,  4  mg/L  serta  6  mg/L dengan menggunakan aktivator H 2 O 2 . Diaduk campuran  menggunakan  batang  pengaduk selama  2  menit  agar  campuran  merata  dan dibiarkan  kontak  selama  30  menit.  Disaring larutan  menggunakan  kertas  saring.  Diulangi langkah diatas menggunakan aktivator NaOH. 2.1.6    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).  Kandungan  Cu  yang teradsorpsi  dihitung  menggunakan  persamaan (1) (Yalcinkaya dkk, 2001).
M V Cout Cin Q ) (   (1)
Dengan :  Q Kapasitas Logam yang diperoleh (mg/g)  Cin Konsentrasi ion logam awal (mg/L) 
Cout Konsentrasi  ion  logam  dalam  larutan (mg/L)  M Berat  kering  adsorben  yang  digunakan
(g)  V Volume Larutan (L)

## 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 (15 mg/L) Hasil Data Cin (mg/L) Cout (mg/L) Q (mg/g) CuSO 4 736,37 5 147,275 147,128 CuSO 4 (H 2 O 2 ) 0 58,91 0 58,91 0 58,91 CuSO 4 (NaOH) 0 58,91 0 58,91 0 58,91
Adsorben  dari  kulit  jagung  menggunakan analisa  Spektrofotometer  Serapan  Atom (SSA)  didapatkan  hasil  pada  Tabel  1.  Kadar awal  larutan  CuSo 4 sebesar  15  mg/L,  dan setelah  dilakukan  uji  dengan  menggunakan AAS diperoleh kadar awal larutan Cu sebesar 736,375  mg/L.  Lalu  dilakukan  adsorpsi dengan  adsorben  karbon  dari  kulit  jagung tanpa  diaktivasi  diperoleh  hasil  kadar  Cu mengalami  penurunan,  kadar  Cu  sebesar 147,275  mg/L  dengan  penurunan  80%. Selanjutnya dilakukan adsorbsi dengan adsorben  karbon  aktif  dari  kulit  jagung diperoleh  hasil  kadar  Cu  sebesar  0,00  mg/L dengan  penurunan  sebesar  100%..  Hal  ini disebabkan  karena  didalam  kulit  jagung memiliki  kandungan  selulosa  yang  dapat menjerap kandungan logam.
Gambar  1.  Grafik  Hubungan  antara
Konsentrasi Aktivator (mg/L)  dengan  Kadar  Cu (mg/L)
Adsorben  kulit  jagung  tanpa  aktivasi dapat  menyerap  logam  berat  karena  telah memiliki pori-pori yang mampu memecahkan
Rif’an Fathoni
ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul  permukaan,  sehingga  arang mengalami  perubahan  sifat,  baik  fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya besar yang  menimbulkan  gejala  kapiler  yang mengakibatkan  adanya  daya  serap  serta berpengaruh terhadap daya adsorpsi (Sembiring dan Sinaga, 2003).
Karbon  aktif  dapat  digunakan  dalam proses  adsorpsi  logam  berat  Cu.  Terdapat berbagai  bahan  aktivator  dalam  pembuatan karbon  aktif,  biasanya  menggunakan  logam alkali  hidroksida,  senyawa  karbonat,  sulfida, ZnCl 2 ,  asam  sulfat,  asam  fosfat,  dan  natrium klorida yang merupakan penyerap air (Setiawati  dan  Suroto,  2010)  sehingga digunakan  larutan  NaOH  dan  H 2 O 2 sebagai aktivator  pada  penelitian  kali  ini.  Semakin baik  karbon  aktif  yang  digunakan  maka  akan semakin  baik  juga  hasil  filter  logam  berat tersebut,  dan  semakin  banyak  jumlah  pori yang  terbentuk  maka  karbon  aktif  yang dihasilkan akan semakin baik.
Penurunan  kadar  air  sangat  erat hubungannya  dengan  sifat  higrokopis  dari larutan aktivator.
Higroskopi
adalah kemampuan  suatu  zat  untuk  menyerap molekul  air  dari  lingkungannya  baik  melalui absorbsi atau adsorpsi. Terikatnya molekul air yang  ada  pada  karbon  aktif  oleh  aktivator menyebabkan  pori-pori  pada  karbon  semakin besar. Dalam proses adsorpsi dengan menggunakan aktivator NaOH semakin tinggi konsentrasi  larutan  aktivator,  maka  semakin menurun  persentase  logam  dapat  teradsorpsi (Amelia dkk, 2013).

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian kali ini dapat disimpulkan  bahwa  Pengaruh  adsorben  dari kulit  jagung  pada  pengurangan  kadar  logam dalam  larutan  CuSO 4 mampu  mengurangi kadar  logam  yaitu  sebesar  80%.  Pengaruh aktivator  NaOH  dan  H 2 O 2 terhadap  adsorpsi kadar  logam  dalam  larutan  CuSO4  yakni dapat  meningkatkan  kemampuan  penjerapan logam  dalam  larutan  CuSO 4 yaitu  sebesar 100%.

## DAFTAR PUSTAKA
Amelia,  E.  W.,  Sukesi.  2013.  Preparasi Penentuan  Kadar  Logam  Pb,  Cd  dan
Cu  dalam  Nugget  Ayam  Rumput  Laut Merah  (Eucheuma  cottonii).  Jurnal Sains Dan Seni Pomits. Vol. 2, No.2 Bernasconi,  G.,  Gerster  H.,  Hauser  H.,
Stauble H., Schneiter E. 1995.
Teknologi Kimia Bagian 2, terjemahan Lienda Handojo. PT Pradnya Paramita. Jakarta.
Fagbemigun, Taiwo K. 2014. Pulp and Paper- Making  Potential  of  Cornhusk.  Lagos- Nigeria  International  Journal  of  Agri Science Vol. 4(4): 209-213
Sembiring,  M.  T.,  Sinaga,  T.  S.  2003.  Arang
Aktif (Pengenalan dan Proses
Pembuatan).  USU  Digital  Library,
Sumatra Utara.
Setiawati,  E.,  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.