P-ISSN: 2615-8418; E-ISSN: 2615-8426 Bivalen: Chemical Studies Journal Maret 2018, Vol. 1, No. 2 Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Mulawarman http://jurnal.fkip.unmul.ac.id/index.php/bivalen

## MODIFIKASI BIJI PEPAYA SEBAGAI BIOSORBEN ZAT WARNA TEKSTIL MORDANT BLACK 11

## MODIFICATION OF PAPAYA SEEDS AS BIOSORBENT COLORS OF MORDANT BLACK 11 TEXTILES

## Ratna Kusumawardani, A. Rismawati, Ria Retnowati
Program Studi Sarjana Pendidikan Kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Mulawarman, *Corresponding Author: nana_chemistry@yahoo.com

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  zat  pengaktivator  dan  suhu  karbonasi  optimum biosorben biji pepaya untuk mengadsorpsi zat warna tekstil mordant black 11. Prinsip kerja dari penelitian ini adalah preparasi serbuk biji pepaya, aktivitasi, karbonasi, serta aplikasi. Aplikasi menggunakan  zat  warna  tekstil  mordant  black  11.  Penentuan  kadar  zat  warna  tekstil  mordant black 11 sebelum dan sesudah adsorpsi diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Variabel  bebas  adalah  zat  pengaktivasi  (H 2 SO 4 ,  NaOH)  dan  suhu  karbonisasi  (200 ﹾ C,  300 ﹾ C, 400 ﹾ C,  500 ﹾ C,  dan  600 ﹾ C).  Variabel  terikat  adalah  persentase  penyerapan  zat  warna  tekstil mordant  black  11.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  biosorben  yang  diaktivasi  asam  lebih baik daripada biosorben yang diaktivasi basa dalam kemampuannya menyerap zat warna tekstil mordant  black  11.  Pada  variasi  suhu  karbonasi  didapatkan  suhu  karbonasi  optimum  pada biosorben biji pepaya dengan aktivasi asam yaitu pada suhu 500 ﹾ C dengan persentase zat warna terserap  sebesar  55,46%,  sedangkan  suhu  karbonasi  optimum  pada  biosorben  biji  pepaya dengan aktivasi basa adalah suhu 400 ﹾ C dengan persentase zat warna terserap 26,88%.

## Kata Kunci : mordant black 11, biji pepaya, biosorben

## ABSTRACT
This study aims to determine the activator substances and the optimum carbonation temperature of biosorbent of papaya seeds to adsorb mordant black 11 textile dyes. The working principle of this research is the preparation of papaya seed powder, activation, carbonation, and application. Application using textile mordant black 11 dyestuff. Mordant black 11 textile dye determination before and after adsorption was measured using a UV-Vis spectrophotometer. The independent variables  are  activating  substances  (H 2 SO 4 ,  NaOH)  and  carbonization  temperatures  (200 ﹾ C, 300 ﹾ C, 400 ﹾ C, 500 ﹾ C, dan 600 ﹾ C). the dependent variable is the textile dye absorption percentage of  mordant  black  11.  The  results  showed  that  biosorbent  activated  by  acid  was  better  than biosorbent which activated alkaline in its ability to absorb textile dye mordant black 11. In the variation  of  carbonization  temperature  obtained  the  optimum  carbonization  temperature  on biosorbent  papaya  seeds  with  Acid  activation  at  a  temperature  of  500 ﹾ C  with  absorbed  dye percentage  of  55,46%,  while  the  optimum  carbonation  temperature  in  biosorbent  of  papaya seeds with alkaline activation was 400 ﹾ C with absorbed dye percentage of 26,88%.
Keywords: mordant black 11, papaya seeds, biosorbent

## PENDAHULUAN
Tanaman  pepaya (Carica  papaya  L.) adalah tanaman yang banyak ditanam di daerah tropis untuk diambil  buahnya  termasuk  negara  Indonesia. Tanaman  pepaya  memiliki  banyak  manfaat  yang baik untuk  kesehatan, salah  satu dari bagian pepaya kaya  akan  nutrisi  adalah  biji  pepaya.  Biji  pepaya biasanya  tidak  dimanfaatkan  oleh  manusia  untuk dikonsumsi  karena  dianggap  hanya  sebagai  sampah pertanian.  Biji  pepaya  sangat  banyak  mengandung senyawa  kimia  yang  tentunya  mengandung  banyak manfaat  yang  baik  untuk  kesehatan  diantaranya dapat  dijadikan  sebagai  alternatif  obat  tradisional karena  mengandung  senyawa  metabolit  sekunder seperti  alkaloid,  saponin,  dan  terpenoid  (Katno, 2009).  Selain  digunakan  sebagai  alternatif  obat tradisional  biji  pepaya  juga  dapat  dimanfaatkan sebagai  adsorben.  Dikatakan  sebagai  adsorben,  hal ini  dikarenakan  pada  biji  pepaya  mengandung  abu sebesar  15,8  g  dalam  100  g  biji  pepaya.  Diaman unsur dari abu memiliki efektivitas sebagai senyawa penyerap  yaitu  senyawa  silikon  dioksida  (SiO 2 ), sehingga  senyawa  dari  silikon  inilah  yang  nantinya akan  bertindak  sebagai  adsorben  sehingga  dapat mengadsorpsi  zat-zat  atau  kotoran  yang  dianggap tidak perlu (Pavan, F.A, 2014). Salah satu penelitian mengenai  adsorben  dilakukan  oleh  B.H  Hammed pada tahun 2009 mengenai pembuatan adsorben biji pepaya  mampu  menjadi  biosorben  zat  warna  tekstil methyl blue (B.H. Hemmet, 2009). Adsorben sangat banyak  digunakan  dalam  skala  industri  sebagai purifikasi atau pemisahan gas atau cairan. Salah satu pemanfaatan  adsorben  dalam  skala  industri  dapat diaplikasikan  pada  limbah  tekstil  dari  sarung  tenun Samarinda (Paven, F.A, 2014). Salah satu zat warna tekstil  yang  biasa  digunakan  selain  methylen  blue adalah mordan black 11.
Mordant  black  11  merupakan  salah  satu  zat warna tekstil berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Tanpa dilakukannya pengolahan limbah,  maka  akan  berpotensi  menjadi  penyebab pencemaran air yang berarti menurunkan kualitas air jika dikonsumsi oleh  makhluk hidup (Benkartoussa, 2015).  Perlu  adanya  suatu  pengolahan  yang  dapat menghilangkan  berbagai  kandungan  zat  berbahaya pada  limbah  sebelum  dibuang  ke  lingkungan.  Salah satu  penelitian  yang  telah  dilakukan  adalah  oleh Almeida  (2017)  yang  berjudul  adsorpsi Eriochrome Black-T menggunakan modifikasi perlite. Eriochrome  Black-T dapat  di  adsorpsi  dengan adsorben berupa modifikasi perlite, namun Eriochrome  Black-T belum  pernah  di  adsorpsi
menggunakan  biosorben  dari  biji  pepaya.  Pada penelitian  ini  bertujuan  memanfaatkan  limbah pepaya,  yaitu  bijinya  sebagai  biosorben  zat  warna tekstil  mordant  black  11  atau  dikenal Eriochrome Black-T.

## METODE PENELITIAN

## Alat dan Bahan
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah biji pepaya, asam sulfat (H 2 SO 4 5%), natrium hidroksida  (NaOH  5%),  zat  warna  tekstil mordant black  11 ,  aquades,  dan  kertas  saring.  Alat  utama yang digunakan adalah oven, furnance, spektrofotometer  UV-Vis,  blender,  alat-alat  gelas, pH meter, rotary shaker, dan stirer.

## Prosedur Penelitian
Biji  pepaya  yang  telah  dicuci  bersih  dan dikeringkan dibawah sinar matahari. Proses ini sama dengan  yang  dilakukan  oleh  Darmayanti  (2012) dalam  membuat  adsorben  dari  sekam  padi.  Biji pepaya  kemudian  dihaluskan  dengan  blender kemudian  diayak  dengan  ayakan  60  mesh.  Serbuk biji  pepaya  sebagian  di  aktivasi  dengan  asam  sulfat 5%  (H 2 SO 4 )  dan  yang  sebagian  lagi  di  aktivasi dengan natrium hidroksida 5%, dengan perbandingan  massa  adsorben:  volume  larutan pengaktivasi  adalah  1:3  kemudian  diaduk  konstan selama  24  jam.  Setelah  itu  dicuci  dengan  aquades untuk  menghilangkan  sisa  asam  atau  sisa  basa hingga  pH  netral.  Hal  ini  sesuai  dengan  dilakukan oleh  Adinata  (1013)  yang  menjelaskan  bahwa adsorben  yang  telah  diaktivasi  harus  dinetralkan terlebih  dahulu.  Serbuk  kemudian  di  oven  selama  3 jam  pada  suhu  110 ﹾ C  (Alfiany,  dkk,  2013).  Untuk membentuk  arang  aktifnya  dilakukan  karbonisasi dengan variasi suhu yaitu 200 ﹾ C, 300 ﹾ C, 400 ﹾ C, 500 ﹾ C, dan  600 ﹾ C  selama  3  jam.  Arang  aktif  yang  telah terbentuk  kemudian  diaplikasikan  pada  zat  warna tekstil mordant  black  1. Aplikasi  digunakan biosorben  sebanyak  0,5  gram  dengan  larutan  zat warna tekstil Mordant black 11 sebanyak 20 ml dan distrirer selama 1 jam. Selanjutnya larutan zat warna hasil  adsorpsi  tersebut diukur  absorbansinya menggunakan  alat  Spektrofotometer  UV-Vis  pada panjang gelombang 536 nm.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan  karbon  aktif  dari  bahan  baku  biji pepaya  dilakukan  dengan  proses  aktivasi  dan karbonisasi.  Aktivasi  dilakukan  dengan  2  variasi yaitu  aktivasi  dengan  asam  sulfat  5%  dan  dengan
natrium  hidroksida  5%.  Adsorben  yang  telah diaktivasi  asam  dan  basa  kemudian  di  karbonisasi dengan  masing-masing  variasi  aktivasi  dilakukan variasi  suhu  karbonisasi.  Biosorben  yang  dihasilkan kemudian  digunakan  untuk  menyerap  zat  warna tekstil  mordant  black  11.  Banyaknya  zat  warna tekstil  mordant  black  11  yang  terserap  dinyatakan dengan persentase dan ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1.  Pengaruh  zat  pengaktivasi  dan suhu karbonasi terhadap
persentase adsorpsi.
Ket:  garis biru     = aktivasi H 2 SO 4 5%
garis merah  = aktivasi NaOH 5%
Gambar  1  terlihat  bahwa  zat  pengaktivasi  dan suhu  karbonisasi  proses  pembuatan  adsorben  biji pepaya  sangat  mempengaruhi  kadar  zat  warna  yang terserap.  Aktivasi  dengan  asam  bertujuan  untuk melarutkan  pengotor  dan  menghilangkan  oksida- oksida logam yang terjerap dan menutupi permukaan  adsorben,  sehingga  lebih  porous  dan permukaan  adsorben,  sehingga  lebih  porous  dan permukaan  bidang  kontak  menjadi  lebih  besar, sedangkan perlakuan basa (NaOH) akan menghasilkan pembentukan senyawa silikat sehingga permukaan adsorben akan berubah menjadi lebih  negatif.  Permukaan  luas  bidang  kontak  yang semakin besar dan pembentukan muatan permukaan adsorben  yang  lebih  negatif  akan  memaksimalkan cara  kerja  sebagai  adsorben  dengan  zat  warna. Adsorben  biji  pepaya  yang  di  aktivasi  dengan  asam memiliki  persentase  adsorpsi  yang  lebih  tinggi daripada  yang  persentase  penyerapan  dengan menggunakan basa.
Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya reaksi yang  terjadi antara sampel zat  warna  mordant black 11  dengan  rumus  kimia  C 20 H 12 N 3 O 7 SNa  dengan adsorben yang masih terdapat kemungkinan mengandung logam Na + dari aktivasi dengan NaOH
yang  masih  terjerap  didalam  pori  adsorben. Terjadinya  reaksi  antara  logam  Na  dan  zat  warna tersebut  mengakibatkan  larutan  menjadi  berubah warna yang awalnya zat warna berwarna ungu pekat berubah  menjadi  merah  yang  menunjukkan  adanya senyawa  kompleks  antara  mordant  black  11  dengan logam  Na.  Hal  ini  menyebabkan  banyaknya  kation natrium didalam larutan dan dapat berdampak kation ini  ikut  terjerap ke dalam pori-pori adsorben karena ukurannya  lebih  kecil  daripada  zat  warna  mordant black  11.  Hal  ini  berdampak  pada  berkurangnya daya  serap  adsorben  terhadap  zat  warna  mordant black  11,  sehingga  persentase  penyerapannya  lebih kecil.  Oleh  karena  itu,  zat  pengaktivasi  NaOH kurang  efektif  jika  digunakan  pada  proses  aktivasi pembuatan  adsorben  dari  biji  pepaya.  Walaupun seperti  itu,  adsorben  tetap  menyerap  zat  warna mordant  black  11,  terbukti  dari  data  pengukuran persentase adsorpsinya.
Pada  adsorban  yang  di  aktivasi  asam  di karbonasi  dengan  variasi  suhu  dari  200 ﹾ C  sampai 600 ﹾ C,  terlihat  dari  suhu  200 ﹾ C  sampai  500 ﹾ C mengalami peningkatan persentase zat yang teradsorp,  pada  suhu  600 ﹾ C  mengalami  penurunan persentase  adsorpsi,  dimana  suhu  optimum  yaitu pada  suhu  500 ﹾ C.  Hal  ini  disebabkan  karena  pada suhu  karbonasi  200 ﹾ C  dan  300 ﹾ C  serbuk  biji  pepaya belum  menjadi  arang  aktif  secara  keseluruhan dimana tampak dari  warna adsorbennya  yang  masih kecoklatan.  Ketika  arang  aktif  ini  dikontakkan dengan  larutan Mordan  Black  11 maka  terlihat larutan  masih  berwarna  ungu  pekat.  Hal  ini dikarenakan  serbuk  biji  pepaya  tersebut  belum menjadi  arang  aktif  sehingga  proses  penyerapan terhadap  zat  warna  tersebut  juga  tidak  berlangsung secara  maksimal.  Berdasarkan  dari  penelitian sebelumnya  yaitu  Absus  (2014)  menunjukkan  hasil bahwa  sampel  yang  belum  menjadi  arang  aktif cenderung  belum  mengandung  banyak  jumlah karbon  serta  kondisi  pori-pori  pada  sampel  belum terbuka secara besar sehingga dan proses penyerapan  zat  warnanya  juga  berlangsung  tidak maksimal. Lain halnya pada serbuk biji pepaya yang telah  di  karbonasi  pada  suhu  400 ﹾ C  dan  500 ﹾ C.
Terlihat  bahwa  zat  warna  dari  larutan Mordant Black 11 agar mudah dan tidak terlalu pekat. Hal ini dikarenakan  pembentukan  karbon  terjadi  pada temperatur  400-500  ﹾ C  sehingga  pada  suhu  tersebut serbuk  biji  pepaya  telah  berubah  menjadi  arang aktif.  Ketika  serbuk  biji  pepaya  telah  berubah menjadi arang aktif maka proses adsorpsi oleh arang aktif tersebut akan berlangsung maksimal. Pada suhu
600 ﹾ C  warna  arang  aktif  yang  dihasilkan  tidak sehitam  arang  aktif  pada  suhu  500 ﹾ C  yang  terdapat warna  keabu-abuan.  Hal  ini  menandakan  bahwa pada suhu 600 ﹾ C sudah  mulai terbentuk abu, dimana abu  tersebut  akan  menutupi  permukaan  pori-pori arang  aktif,  sehingga  akan  mengurangi  kemampuan adsorpsinya.  Demikian  halnya  dengan  arang  aktif yang  di  aktivasi  dengan  basa.  Semakin  tinggi  suhu karbonasi yang diberikan, maka semakin banyak zat warna yang dapat teradsorp, hingga pada suhu 400 ﹾ C, setelah  itu  dengan  kenaikan  suhu  karbonasi  akan mengurangi  persentase  adsorpsinya.  Hal  ini  karena pada  suhu  diatas  400 ﹾ C  sudah  mulai  terbentuk  abu. Berdasarkan penelitian dari Triawan (2017) menunjukkan  bahwa  karbon  aktif  yang  telah berubah  menjadi  abu  dapat  memperlambat  proses penjerapan zat warna, hal ini dikarenakan kandungan  karbon  pada  adsorben  telah  berkurang karena  telah  berubah  menjadi  mineral.  Pada  arang aktif    kadar  abu  diusahakan  kecil  mungkin  karena akan  menurunkan  kemampuan  daya  serapnya  baik dalam  bentuk  gas  maupun  dalam  bentuk  larutan. Kandungan  abu  ini  dapat  berupa  kalsium,  kalium, magnesium,  dan  natrium  yang  dapat  menutup  dan menghalangi pori-pori arang aktif (Manocha, 2003). Peningkatan  kadar  abu  dapat  terjadi  akibat terbentuknya garam-garam  mineral pada saat proses pembentukan  arang  yang  apabila  dilanjutkan  akan membentuk  partikel-partikel  halus  dari  garam mineral  tersebut.  Hal  ini  disebabkan  karena  adanya kandungan  bahan  mineral  yang  terdapat  didalam biomassa pembuat karbon (Fauziah 2009).

## PENUTUP

## Simpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa biosorben  yang  diaktivasi  asam  lebih  baik  daripada biosorben yang diaktivasi basa dalam kemampuannya menyerap zat warna tekstil  mordant black  11.  Pada  variasi  suhu  karbonisasi  didapatkan suhu  karbonisasi  optimum  pada  biosorben  biji pepaya  dengan  aktivasi  asam  yaitu  pada  suhu  500 ﹾ C dengan  persentase  zat  warna  tersebut  sebesar 55,46%,  sedangkan  suhu  karbonasi  optimum  pada biosorben  biji  pepaya  dengan  aktivasi  basa  adalah suhu  400 ﹾ C  dengan  persentase  zat  warna  terserap sebesar 26,88%.
Saran
Perlu adanya penelitian lebih lanjut menggunakan biji pepaya dengan  variasi pH,  waktu dan suhu kontak terhadap zat warna tekstil yang lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Absus, S. 2014. Potensi Bubuk Biji Alpukat (Persea Americana Mill) Sebagai Adsorben Ion Kadmium (II) Dan Timbal (II) dengan Aktivator HCl. Repository FMIPA. 2(1) : 1-10
Adinata,  M.  R.  2013.  Pemanfaatan  Limbah  Kulit Pisang  Sebagai  Karbon  Aktif,  Skripsi,  Jurusan Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional.
Alifiany,  H.,  bhari,  S.,  dan  Nurakhirawaty.  2013. Kajian Penggunaan Arang Aktif Tongkol Jagung Sebagai  Adsorben  Logam  Pb  dengan  Beberapa Aktivator  Asam.  Jurnal  Natural  Science  Vol  2 (3), 75-86.
Almida,  J.  M.  F.,  dkk.  2017.  Adsorption  of Eriochrome  Vlackt-T  from  Aqueous  Solution onto Expanded Perlite Modified with Ortthophenanthroline.  Jurnal  of  Revista  Virtual de  Quimica.  Brazil:  Federal  university  of  Rio Grand do Norte.
B.H. Hameed. 2009. Evaluation of Papaya Seeds as a Novel Non-Conventional  Low-Cost  Adsorbent for  Removal  of  Methylene  Blue,  Jurnal  Of Hazardous Materiel.
Darmayanti,  Rahman,  N.  Supriyadi.  2012.  Adsorpsi Timbal  (Pb)  dan  Zink  (Zn)  dari  Larutannya Menggunakan  Arang  Hayati  (Biocharcoal)  Kulit Pisang  Kepok  Berdasarkan  variasi  pH.  Jurnal Akademika Kimia Vol 1(4), 159-165.
Fauziah,  N.  2009.  Pembuatan  Arang  Aktif  Secara Langsung  dari  Kulit  Acasia  mangium  Wild dengan  Aktivasi Fisika dan  Aplikasinya Sebagai Adsorben.
F.A.  Pavan,  E.S.  Campicho,  E.L.  Guilherme  and V.T.A.  Branco,  Formossa  Papaya  Seeds  Powder (FPSP): Preparation, Characterization And Application  As  On  Alternative  Adsorben  For The  Removal  Of  Crystal  Violet  From  Aqueous Phase,  Jurnal  Of  Environmental  Chemical engineering 2 (2014) 230-238, 2014.
Manocha, S. 2003. Porous Carbon. Sadhana 28 (12): 335-348
Triawan, Deni A. 2017. Adsorpsi Metilen Biru Pada Abu  Layang  (FLY  ASH)  Hasil  Pembakaran Cangkang  Sawit  Pada  Boiler  Pabrik  Kelapa Sawit. Jurnal Kimia Riset. Vol.2 No.1:10-15.