Minggu, 02 Februari 2014

TUGAS FINAL PROPOSAL HAYATI PUTRI MELATI GINTING _110140008



Lampiran 1. Halaman judul proposal penelitian


 










PENURUNAN KADAR ALUMINIUM DALAM AIR DENGAN
MENGGUNAKAN ADSORBEN BENTONIT


PROPOSAL PENELITIAN




Diajukan untuk memenuhi sebagian dari
syarat-syarat yang diperlukan untuk
memperoleh Ijazah Sarjana




Disusun Oleh :



                               NAMA          :  HAYATI PUTRI MELATIGINTING
                               NIM              :  110140008
                          JURUSAN   :  TEKNIK KIMIA




JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MALIKUSSALEH
ACEH UTARA
2013

Lampiran 1. Halaman pengesahan proposal penelitian


Proposal Penelitian



PENURUNAN KADAR ALUMINIUM DALAM AIR DENGAN
MENGGUNAKAN ADSORBEN BENTONIT


yang diajukan oleh :


Hayati Putri Melatiginting  110140008




Telah disetujui  oleh :



Pembimbing I




Ir. Zainuddin Ginting ,MT                               tanggal .........................................
NIP














KATA PENGANTAR


         Dengan mengucap puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, yang mans atas Rahmat dan Karunia —Nya penyusun dapat menyelesaikan proposal   ini dengan judul "Penurunan Kadar Aluminium Dalam Air Dengan Menggunakan adsorben Bentonit" ini dengan baik.
Proposal penelitian  ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Strata I di Jurusan Teknik Kimia Univeristas Malikussaleh  Lhokseumawe.
          Dalam penyusunan proposal  ini, penulis banyak mendapat bimbingan, arahan dan bantuan dari semua pihak, maka dalam hat ini penulis ucapkan banyak terima kasih kepada :
1.      Kedua orang tua yang telah memberi motivasi dan dukungan selama proses penyusunan proposal penelitian.
2.      Bapak Nasrul ZA ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
3.        Bapak Ir. Zainuddin Ginting , MT, selaku Dosen pembimbing tugas akhir proposal penelitian
4.       Seluruh Staf pengajar di Jurusan Teknik Kimia.
5.      Seluruh rekan — rekan Mahasiswa di Jurusan Teknik Kimia yang tidak  bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan proposal ini.

Penulis menyadari bahwa proposal  masih banyak mendapatkan kekurangan, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan proposal  ini.sehingga proposal ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi pembaca umumnya.

Lhokseumawe,
Januari 2014


                                                          Hayati Putri Melati Ginting
                                                                                   110140008
DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL PROPOSAL PENELITIAN                                                   i

HALAMAN PENGESAHAN PROPOSAL PENELITIAN                                     ii

KATA PENGANTAR                                                                                             iii

ABSTRAK                                                                                                              iv

DAFTAR ISI                                                                                                           v

BAB I PENDAHULUAN                                                                                        1

1.1 Latar Belakang                                                                                       1

1.2 Perumusan Masalah                                                                                1

1.3 Tujuan Penelitian                                                                                     2

1.4 Manfaat Penelitian                                                                      2

1.5 Batasan Masalah                                                                                   2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA                                                                              3

2 .1 Aluminium (Al)                                                                                     3

2.2 Adsorbsi                                                                                                4

2.2.1 Faktor – faktor yang mempengaruhi adsorbsi                                       4

2.3 Bentonit                                                                                                  5

2.3.1 Pengembangan Bentonit                                                                      6

2.3.1 Aktivasi  Bentonit                                                                               7

BAB III METODE PENELITIAN                                                                          8  

3.1 Pelaksanaan penelitian                                                                            8

3.2 Bahan dan Alat                                                                                      8

3.2.1 Alat yang digunakan                                                                             8
3.2.2 Bahan – bahan  yang digunakan                                               8

3.3 Variabel Proses                                                                                      8

3.3.1 Variabel Tetap                                                                                     9

3.3.1 Variabel Bebas                                                                                    9

3.3.1 Variabel Terikat                                                                                   9

3.4 Prosedur Kerja                                                                                     9

3.4.1 Tahapan Penelitian                                                                               9

DAFTAR PUSTAKA                                                                                             11
































ABSTRAK

Kontaminasi logam berat dalam air sering terjadi di sekitar perindustrian, dampak negatif yang terjadi terutama terhadap lingkungan aquatik/perairan dan memililiki sifat toksisitas (racun) pada mahluk hidup. Oleh karena itu konsentrasi logam berat dalam air harus di disisihkan dengan berbagai cara, salah satunya adalah dengan metode adsorbsi. Pada penelitian ini dikaji penyisihan ion logam Al dengan menggunakan tanah lempung jenis Bentonit sebagai adsorben. Pada penelitian ini Bentonit akan digunakan sebagai adsorben untuk mengasorbsi logam Al dalam larutan (Al2SO4)3¬ dengan konsentrasi 2, 4, 6 dan 8 ppm dan waktu kontak 1, 2 dan 3 jam. Dari hasil penelitian didapatkan persen penyisihan paling besar yaitu 99,86 persen pada konsentrasi awal larutan Al2(SO4)3 4 ppm dan waktu kontak 3 jam.

Kata Kunci: adsorben, aluminium, bentonit, logam berat, dan toksisitas.































BAB I
PENDAHULUAN
1.1     Latar Belakang
         Air limbah yang dibuang kedalam air, seperti sungai umumnya membawa pengaruh yang buruk terhadap lingkungan, baik organisme air maupun manusia yang ada di sekitarnya, apalagi jika limbah tersebut mengandung logam berat seperti Hg, Zn, Cu, Fe dan salah satunya aluminium (Al). Aluminium dalam air memiliki batas yang diizinkan oleh Depkes RI untuk bahan baku mutu air sebesar (0.2 mg/l) yang layak digunakan. Aluminium banyak dijumpai pada air limbah industri peleburan logam dan elektroplating. Penyebab terjadinya pencemaran logam berat pada perairan biasanya berasal dari masukan air yang terkontaminasi oleh limbah buangan industri dan pertambangan. Lebih jauh lagi logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab, mutagen, teratogen dan karsinogen bagi manusia, jalur masuknya adalah melalui kulit, pernafasan dan pencernaan. Jika melewati batas tersebut akan mengakibatkan terjadinya pencemaran air. Oleh sebab itu air yang mengandung logam berat seperti aluminium (Al) harus diolah terlebih dahulu. Salah satu alternatif pengolahan tersebut adalah dengan cara adsorpsi dengan menggunakan Bentonit.
        Di daerah Aceh Bentonit dikenal sebagai tanah napai, biasanya digunakan untuk menghilangkan rasa pahit pada daun papaya dan untuk menghilangkan rasa mual. Dalam penjernihan minyak sawit Bentonit juga digunakan sebagai tanah pemucat (Bleaching Earth). Keberadaan Bentonit sebagai hasil alam Daerah Aceh Utara cukup besar. Penggunaannya sebagai adsorben akan mengoptimalkan fungsi dari Bentonit.

1.2    Perumusan Masalah
         Pengolahan air limbah dengan cara adsorpsi sudah banyak dilakukan. tetapi umumnya adsorben yang digunakan untuk menyisihkan logam berat adalah dengan menggunakan karbon aktif. Pada penelitian ini dikaji penyisihan ion Aluminium dalam air dengan menggunakan adsorben tanah lempung jenis Bentonit. Apakah variasi waktu kontak dan konsentrasi awal Aluminium selama proses adsorpsi sangat berpengaruh terhadap penyisihan ion Aluminium.? melalui penilitian ini akan diteliti daya serap Bentonit terhadap ion aluminium dalam air.

1.3    Tujuan Penelitian
         Tujuan dari penelitian ini adalah memanfaatkan Bentonit sebagai penyerap (adsorben) untuk menurunkan kadar aluminium dalam air.

1.4    Manfaat Penelitian
a.          Dapat menyisihkan ion aluminium dari badan air.
b.         Dapat memanfaatkan Bentonit sebagai adsorben pada adsorpsi ion aluminium.

1.5    Batasan Masalah
         Dalam penelitian ini dilakukan pembatasan penelitian, dengan ruang lingkup sebagai berikut:
a.              Bahan yang digunakan adalah bentonit yang digunakan sebagai adsorben   dan dan air (H20) sebagai sample.
b.         Mengoptimasikan beberapa variabel
c.          Mengetahui kadar aluminium yang terkandung dalam sample air (H20)












BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.    Aluminium (Al)
         Aluminium adalah logam paling berlimpa atau konduktor listrik yang baik, terang dan kuat. Aluminium Merupakan konduktor yang baik dapat ditempa menjadi lembaran atau ditarik menjadi kawat. Tahan korosi, Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida, yang tebentuk sebagai lapisan tipis yang dengan cepat menutupi permukaan aluminium. Lapisan ini melindungi logam aluminium dari oksidasi lebih lanjut. Ketebalan lapisan ini dapat ditingkatkan melalui proses anodisasi. Beberapa alloy (panduan logam), seperti perunggu, aluminium, memanfaatkan sifat ini dengan menambahkan aluminium pada alloy untuk meningkatkan ketahana terhadap korosi.
         Aluminium terdapat melimpah dalam kulit bumi, yaitu sekitar 7,6 %. Dengan kelimpahan sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling melimpah. Namun, Aluminium tetap merupakan logam yang mahal karena pengolahannya sukar, Penggunaan aluminium antara lain:

a.              Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermoto
b.             Untuk membuat badan pesawat terbang.
c.              Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.
d.             Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.
e.              Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.

         Umumnya aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks. Dan aluminium Sulfat adalah bahan kimia dengan komponen utama Al2(SO4)3 . x H2O, berbentuk padatan atau cairan yang larut dalam air, dan sering digunakan untuk industri atau kebutuhan lainnya terutama dalam proses pengolahan air dan limbah. Sifat utama dari aluminium sulfat adalah mudah larut dalam air, dan tidak berbau.

2.2.    Adsorpsi
         Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben. Ditinjau dari bahan yang teradsorpsi dan bahan pengadsorben adalah dua fasa yang berbeda, oleb sebab itu dalam peristiwa adsorpsi, meteri teradsorpsi akan terkumpul antar muka kedua fasa tersebut.
        Pada adsorpsi fisika terjadi proses cepat dan setimbang (reveraibel) sedangkan adsorpsi kimia berlangsung lambat tetapi ireversibel. Perbedaan antara adsorpsi kimia dengan adsorpsi fisika kadang-kadang tidak jelas dan banyak prinsip-prinsip adsorpsi fisika berlaku juga pada adsorpsi kimia.
Jerapan adalah suatu proses dimana suatu partikel "menempel" pada suatu permukaan akibat dari adanya "perbedaan" muatan lemah diantara kedua benda (gaya Van Der Waals), sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis partikel-pertikel halus pada permukaan tersebut. Permukaan karbon yang mampu menarik molekul organik misalnya merupakan salah satu contoh mekanisme jerapan, begitu juga yang terjadi pada antar muka air-udara, yaitu mekanisme yang terjadi pada suatu protein skimmer.

2.2.1.  Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi
          Ada beberapa factor yang mempengaruhi kemampuan adsorpsi suatu adsorben diantaranya adalah senagai berikut:
a.         Luas Permukaan Adsorben
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak asorbat yang   diserap,sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. Semaki kecil ukuran  diameter partikel maka semakin luas permukaan adsorben.
b.        Waktu Kontak
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik.

2.3.    Bentonit
         Bentonit merupakan salah satu jenis mineral lempung yang terdiri dari 85%mineral monmorilonit. Monmorilonit termasuk dalam kelompok mineral lempung kelompok smektit sub kelompok dioktahedral. Penentuan karakteristik bentonit pada daerah penelitian dilakukan dengan berbagai metode, yaitu pengamatan megaskopis, analisis difraksi sinar X, analisis petrografi, analisis kimia oksida, analisisis daya kembang dan analisis daya menjernihkan minyak.
          Bentonit pada daerah penelitian terdapat sebagai sisipan pada satuan breksi andesit yang merupakan ubahan dari tuf yang menyisip pada breksi tersebut. Perubahan tuf menjadi bentonit tersebut diakibatkan oleh proses hidrotermal pada lingkungan laut Bentonit pada daerah penelitian dapat digunakan sebagai bahan dalam industri minyak nabati, industri mesin, industri kosmetika, tetapi memerlukan analisis lebih lanjut.
        Bentonit dapat dibagi menjadi 2 golongan berdasarkan kandungan alu-munium silikat hydrous, yaitu activated clay dan fuller's Earth. Activated clay adalah lempung yang kurang memiliki daya pemucat, tetapi daya pemucatnya dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu. Sementara itu, fuller's earth digunakan di dalam fulling atau pembersih bahan wool dari lemak. Sedangkan berdasarkan tipenya, bentonit dibagi menjadi dua, yaitu :
a.              Tipe Wyoming (Na-bentonit – Swelling bentonite)
         Na bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basah dan terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap. Perbandingan soda dan kapur tinggi, suspensi koloidal mempunyai pH: 8,5-9,8, tidak dapat diaktifkan, posisi pertukaran diduduki oleh ion-ion sodium (Na+).
b.      Mg, (Ca-bentonit – non swelling bentonite)
          Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, suspensi koloidal memiliki pH: 4-7. Posisi pertukaran ion lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Dalam keadaan kering bersifat rapid slaking, berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan bentonit dalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi terlebih dahulu.
Endapan bentonit Indonesia tersebar di Pulau Jawa, Pulau Sumatera, sebagian P. Kalimantan dan P. Sulawesi, dengan cadangan diperkirakan lebih dari 380 juta ton, serta pada umumnya terdiri dari jenis kalsium (Ca-bentonit), beberapa lokasi yang sudah dan sedang dieksploitasi, yaitu di Tasikmalaya, Leuwiliang, Nanggulan, dan lain-lain. Indikasi endapan Na-bentonit terdapat di Pangkalan Brandan; Sorolangun-Bangko; Boyolali.
         Dengan penambahan zat kimia pada kondisi tertentu, Ca-bentonit dapat dimanfaatkan sebagai bahan lumpur bor setelah melalui pertukaran ion, sehingga terjadi perubahan menjadi Na-bentonit dan diharapkan terjadi peningkatan sifat reologi dari suspensi mineral tersebut Agar mencapai persyaratan sebagai bahan lumpur sesuai dengan spesifikasi standar, perlu ada penambahan polimer. Hal itu dapat dilakukan melalui aktivasi bentonit untuk bahan lumpur bor.

2.3.1  Pengembangan Bentonit
            Bentonit mempunyai sifat mengadsorpsi karena ukuran partikel koloidnya sangat kecil dan memiliki kapasitas permukaan ion yang tinggi. Pengembangan bentonit disebabkan oleh adanya penggantian isomorphous pada lapisan oktohedral (Mg oleh Al) dalam menghadapi kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya. Adanya gaya elektrostatis yang mengikat kristal pada jarak 4,5 A dari permukaan cukup kuat untuk mempertahankan unit-unitnya, dan akan tetap terjaga unit itu untuk tidak saling merapat. Pada pencampuran dengan air, adanya pengembangan membuat jarak antara setiap unit makin melebar dan lapisannya menjadi bentuk serpihan, serta mempunyai permukaan luas jika dalam zat pengsuspensi.
2.3.2    Aktivasi Bentonit
Aktivasi bentonit dilakukan untuk menaikkan kapasitas adsorpsi dan mendapatkan sifat bentonit yang diinginkan. Dalam keadaan awal, bentonit memiliki kemampuan adsorpsi yang rendah tetapi melalui aktivasi (penambahan asam dan pemanasan), daya adsorpsinya akan meningkat. Dalam hal ini, montmorillonit mempunyai struktur bertingkat dan kapasitas pertukaran ion yang aktif di bagian dasar. Oleh karena itu, strukturnya dapat diganti seperti struktur bagian dasar dengan cara penambahan asam. Asam tersebut akan menyebabkan penggantian ion-ion K+, N+ dan Ca+ dengan H+ dalam ruang interlamelar, serta akan melepaskan ion-ion Al+3, Fe+3 dan Mg+2 dari kisi strukturnya sehingga menjadikan lempung lebih aktif. Aktivasi bentonit dipengaruhi oleh konsentrasi asam, biasanya dipakai asam sulfat. Selain itu, perlu diperhatikan sifat dasar, distribusi ukuran pori, keasaman dan nilai SiO2, atau Al2O3 dalam bentonit. Faktor-faktor tersebut bergantung juga kapada komposisi mineral lempung bleaching earth serta metoda aktivasinya.













BAB III
METODE PENELITIAN
3.1     Pelaksanaan penelitian
        Penelitian dilakukan mulai November sampai dengan Desember 2015 dilaboratoriom Teknik Kimia Universitas Maalikussaleh.
3.2   Bahan dan Alat
3.2.1   Alat yang digunakan :
1.    Crusher
2.    Ayakan 100 mesh
3.    Open
4.    Erlemeyer 250 ml
5.    Labu Ukur 1000 Ml
6.    Gelas Kimia 600 ml
7.    Corong Pisah
8.    Saring
9.    Pipet ukur 25 ml
10.  Gelas Ukur 50 ml
11.  Spectrofotometer
12.  Kuvet.
3.2.2    Bahan-baghan yang digunakan
1.    Al2(SO4)3
2.    Bentonit
3.    Aquadest
4.    Ascorbic Acid Powder Pillow
5.    Aluver 3 aluminium Reagent Powder Pillow
6.    Bleaching 3 Reagent Powder Pillow.
3.3   Variabel proses
Adapun variabel percobaan yng dipergunakan pada penelitian ini adalah :
3.3.1  Variable Tetap
1.    Massa bentonit 10 gr
2.    Volume sampel / solute 100 ml
3.    Ukuran bentonit 100 mesh
4.    Temperatur oven 105 ºC
3.3.2   Varibel Bebas
1.      Waktu kontak 1, 2 dan 3 jam
2.      Konsentrasi awal larutan 2, 4, 6 dan 8 ppm
3.3.3   Variabel Terikat
1.    Konsentrasi ion aluminium setelah proses adsorpsi.
3.4.     Prosedur Kerja
           Penelitian ini dilakukan dengan beberapa proses yaitu meliputi tahap operasi dan analisa produk.

3.4.1    Tahapan penelitian
Penelitian ini menggunakan bentonit sebagai adsorben untuk penyerapan aluminium dalam air sebagai berikut :
a. Persiapan adsorben
1.    Bentonit dilakukan pengecilan ukuran dan diayak pada saringan 100 mesh.
2.     Kemudian Bentonit ini dikeringkan dalam oven pada temperatur 105ºC untuk menghilangkan kadar air.
3.    Bentonit siap digunakan sebagai adsorben.
b.    Persiapan larutan stok Al2(SO4)3 10 ppm
1.      Ditimbang Al2(SO4)3 sebanyak 126.7 mg.
2.      Dimasukkan kedalam labu ukur 1L.
3.      Kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas


c.    Tahap Proses Adsorpsi
1.        Ditimbang masing-masing 10 gr Bentonit
2.        Masukkan kedalam erlemeyer ukuran 250 ml
3.        Tambahkan larutan sampel sebanyak 100 ml untuk masing-masing konsentrasi
4.        Diamkan selama variasi waktu
5.        Kemudian disaring, dengan filtratnya dianalisa konsentrasi ion aluminium dengan alat Spectrofotometer

d. Prosedur kerja alat Spectrofotometer
1.      Hidupkan alat spectrophotometer
2.      Tunggu sampai alat ready muncul MAIN MENU (LID coper jangan dibuka)
3.      Pada MAIN MENU pilih “Strored Programs”
4.      Pilih metode analisa yang diperlukan
5.      Tekan “Start” tunggu 15 menit
6.      Masukkan sampel kedalam gelas ukur sebanyak 50 ml
7.      Kemudian tambahkan satu paket Ascorbic Acid Powder Pillow
8.      Kemudian tambahkan satu paket Aluver 3 aluminium Reagent Powder
9.       Pillow dan aduk sampai merata
10.   Isi ke dalam 2 cufet sebanyak 25 ml sampel (tandai), tandai untuk Blank
11.  Kemudian tambahkan satu paket Bleaching 3 Reagent Powder Pillow ke dalam Blank, kocok hingga merata
12.  Masukkan Blank ke alat Spectrofotometer, tekan ZERO akan 0.000
13.  Kemudian ganti Blank dengan sampel tekan “READ” tunggu sampai konsentrasi terbaca
14.  Alat ini akan mengukur langsung konsentrasi dalam mg/l ion aluminium.



DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium (diakses tanggal 21 Maret 2009)

http://en.wikipedia.org/wiki/Bentonite (diakses tanggal 21 Februari 2009)

http://en.wikipedia.org/wiki/adsorpsi (diakses tanggal 18 Februari 2009)

http://smk3ae.wordpress.com/2008/09/03/mengenal-secara-singkat-tentang luminium (diakses tanggal 8 juli 2009)

Harjanto, S, Lempung, Zeolit, Dolomit dan Magnesit, Publikasi Khusus Direktorat Sumber Daya Meneral, 1987
Notodarmojo, Suprihanto, Pencemaran Tanah dan Air Tanah, Penerbit ITB, 2005.
Perdana Ginting. Ir, Mencegah dan Mengendalikan Pencemaran Industri, Penerbit Pustaka Sinar Harapan, Jakarta. 1992

Situs Web Kimia Indonesia – Artikel - Bioremoval, Metode Alternatif Untuk Menanggulangi Pencemaran Logam Berat.htm (diakses tanggal 21 Februari 2009)

Sugiaharto, Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah, UI-Prees,1987

Tan, Kim H, Dasar-Dasar Kimia Tanah, Gadjah Mada University Press, Jogjakarta 1987