ABSORBANSI LOGAM BERAT DENGAN KITOSAN

Praktikum ke-3 Shift/ Tanggal : Jumat/ 2 April 2010

m.k. Teknologi Pengolahan Asisten : 1. Brinado Fassa Ianca

Kitin dan Kitosan 2. Restyningtyas R.

3. Romauli Naibaho

4. Ayu Baby MM

5. Aisha Putri Hapsari

6. Sugara Mursid

7. Erna Anggraeni

ABSORBANSI LOGAM BERAT DENGAN KITOSAN

Kelompok 9

Saputri Handayani C34070051

Ria Octavia C34070059

Suhana Sulastri C34070078

Aurismardika Novesa C34070097

Siti Karmila C34070103

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2010

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam-logam berat seperti kadmium, timbal dan tembaga yang berasal dari limbah industri sudah lama diketahui. Untuk menghilangkan bahan pencemar perairan tersebut hingga kini masih terus dikembangkan. Penggunaan biomaterial merupakan salah satu teknologi yang dapat dipertimbangkan, mengingat meterialnya mudah didapatkan dan membutuhkan biaya yang relatif murah sebagai bahan penyerap senyawa beracun dalam air limbah (Marganof 2003).

Kulit udang merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal. Kulit udang mengandung senyawa kimia kitin dan kitosan. Dengan adanya sifat-sifat kitin dan kitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat menyebabkan kitin dan kitosan mempunyai kereaktifitas kimia yang tinggi dan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) serta dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah (Hirano 1986). Perannya sebagai penukar ion dan sebagai absorben menyebabkan kitin dan kitosan dari limbah udang berpotensi dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan perairan dengan penyerapan yang lebih murah dan bahannya mudah didapatkan.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu:

1. Menentukan kerja kitosan dalam mengabsorbansi logam berat.

2. Menentukan keefektifan kerja kitosan antara kitosan cair dan serbuk.

2. HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Hasil

Praktikum absorbansi logam berat dengan kitosan ini bertujuan untuk menguji keefektifan kerja kitosan dalam menyerap logam berat pada konsentrasi yang berbeda. Logam berat yang digunakan adalah tembaga (Cu), sedangkan kitosan yang digunakan adalah kitosan serbuk dan kitosan cair. Keefektifan kitosan serbuk dan kitosan cair menunjukkan nilai absorbansi yang berbeda-beda terhadap tembaga (Cu). Absorbansi kitosan serbuk dan kitosan cair dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel 1. Absorbansi kitosan serbuk

No	Serbuk (gram)	Absorbansi
1	0,2	0,045
2	0,4	0,035
3	0,6	0,05
4	0,8	0,05
5	1,0	0,02
6	1,2	0,8

Keterangan : kontrol (kitosan serbuk) = 0,02

Berdasarkan Tabel 1, dapat diketahui bahwa absorbansi kitosan serbuk terhadap logam berat Cu (tembaga) menunjukkan peningkatan seiring dengan semakin banyaknya jumlah kitosan yang digunakan kecuali pada kitosan dengan berat 0,4 gram dan 1,0 gram yang mengalami penurunan absorbansi dari nilai sebelumnya. Nilai absorbansi atau penyerapan logam berat terbesar terdapat pada kitosan dengan berat 1,2 gram sedangkan nilai absorbansi atau penyerapan logam berat terendah terdapat pada kitosan dengan berat 1,0 gram.

Table 2. Absorbansi kitosan cair

No	Cair (ppm)	Absorbansi	A terakoagulasi	% terakoagulasi
1	150	0,015	0.01	60
2	125	0,02	0.005	80
3	100	0,02	0.005	80
4	75	0,018	0.007	72
5	50	0,01	0.015	40
6	25	0,02	0.005	80

Keterangan : kontrol (kitosan cair) = 0,025

Berdasarkan Tabel 2, dapat diketahui bahwa absorbansi kitosan cair terhadap logam berat Cu (tembaga) menghasilkan nilai yang berfluktuasi dengan semakin banyaknya jumlah kitosan yang digunakan. Nilai absorbansi atau penyerapan logam berat terbesar terdapat pada kitosan dengan konsentrasi 125 ppm, 100 ppm, dan 25 ppm, sedangkan nilai absorbansi atau penyerapan logam berat terendah terdapat pada kitosan dengan konsentrasi 50 ppm.

2.2 Pembahasan

Kitin dan kitosan merupakan senyawa yang kebanyakan diekstrak dari hewan crustacea. Sifat-sifat kitin dan kitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat menyebabkan kitin dan kitosan mempunyai kereaktifitas kimia yang tinggi dan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) serta dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah (Hirano 1986).

Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm³, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen 1977). Tembaga (Cu) merupakan logam yang ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan sulfida (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan listrik, gelas, dan alloy. Tembaga masuk ke perairan merupakan faktor alamiah seperti terjadinya pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan.

Tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik. Pada konsentrasi 2,3 – 2,5 mg/l dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan pada selaput lendir (Saeni 1997). Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa hemoglobin dan tidak mudah dieksresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan protein, sebagian dieksresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang ke feses, sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan tuberkulosis.

Kulit udang yang mengandung senyawa kimia kitin dan kitosan merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak, yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal. Adanya sifat-sifat kitin dan kitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat, menyebabkan kitin dan kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah (Hirano 1986). Kitosan dalam bentuk cair memiliki sifat kejernihan yang tinggi, menghasilkan bentuk garam, dan dapat menyerap logam (Hirano 1984, diacu dalam Rumapea 2009). Absorbsi tembaga (Cu) dengan kitosan cair dipengaruhi oleh konsentrasi kitosan yang digunakan. Pada praktikum kali ini digunakan konsentrasi kitosan yang berbeda untuk mengetahui daya abosorbsinya terhadap logam berat. Grafik hubungan konsentrasi kitosan cair dengan absorbansi dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Grafik absorbansi kitosan cair

Berdasarkan Gambar 1 diketahui bahwa nilai absorbansi terendah diperoleh oleh kitosan dengan konsentrasi 50 ppm, sedangkan kitosan cair 150 ppm memiliki nilai absorbansi 0,015. Berdasarkan gambar, nilai absorbansi mengalami fluktuasi, semakin tinggi konsentrasi kitosan dalam larutan maka logam yang diserap semakin banyak dan semakin kecilnya nilai absorban, hal tidak dibarengi dengan kesesuaian terhadap literatur. Nilai absorbansi yang fluktuatif dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pengadukan, ukuran partikel, jumlah absorben dan pH (Rumapea 2009).

Nilai absorbansi logam berat antara kitosan padat berbeda dengan kitosan cair. Hubungan konsentrasi kitosan padat dengan absorbansi disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Grafik absorbansi kitosan serbuk

Berdasarkan Gambar 2 diketahui bahwa nilai absorbansi terendah didapat oleh berat serbuk kitosan 0,2 gram, dari hasil ini diketahui bahwa semakin banyak serbuk kitosan yang digunakan maka nilai absorbansinya akan semakin besar. Nilai absorbansi ini memiliki nilai yang hampir sama hingga berat serbuk kitosan 1 gram. Saat berat serbuk kitosan sebesar 1,2 gram, terjadi kenaikan nilai absorbansi yang sangat tinggi. Nilai absorbansi yang berbeda-beda dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain pengadukan, ukuran partikel, jumlah adsorben dan pH (Rumapea 2009). Kitosan serbuk memiliki sifat yang dapat diubah dari kasar menjadi halus, mudah dilarutkan dan memiliki kemurnian yang cukup tinggi (Hirano 1994, diacu dalam Rumapea 2009). Kitosan yang diperoleh dari limbah kulit udang digunakan sebagai absorben untuk menyerap ion kadmium, tembaga, dan timbal dengan cara dinamis dengan mengatur kondisi penyerapan sehingga air yang dibuang ke lingkungan menjadi air yang bebas dari ion-ion logam berat. Waktu yang dibutuhkan untuk proses adsorpsi berbanding terbalik dengan jumlah adsorben yang dibutuhkan, artinya semakin besar jumlah adsorben, maka waktu yang dibutuhkan semakin sedikit (Khopkar 1990, diacu dalam Rumapea 2009).

Hasil absorbansi kitosan cair dan kitosan serbuk menunjukkan perbedaan. Kitosan cair memiliki kemampuan penyerapan logam yang lebih baik dibandingkan kitosan serbuk. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jumlah kitosan yang digunakan, ukuran partikel kitosan, suhu larutan, pola dan kecepatan pengadukan, adanya ion-ion lain yang mempengaruhi serta pH larutan. Ukuran partikel kitosan cair lebih besar dibandingkan ukuran partikel kitosan serbuk, sehingga memungkinkan penyerapan logam berat oleh kitosan cair lebih merata dan efektif dibandingkan kitosan serbuk. Cara pengadukan pada larutan juga mempengaruhi kapasitas adsorbsi. Perbedaan dalam pola pengadukan tidak hanya mempengaruhi laju adsorbsi tetapi juga total logam yang dapat terserap (Roberts 1992, diacu dalam Sirait 2002).

3. KESIMPULAN DAN SARAN

3.1 Kesimpulan

Salah satu pencemaran pada badan air adalah masuknya logam berat. Keberadaan logam berat akan membawa pengaruh yang buruk pada kehidupan organsime di lingkungan termasuk manusia. Kitosan mempunyai kereaktifitas kimia yang tinggi dan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) serta dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah. Nilai absorbansi kitosan serbuk dan kitosan cair pada konsentrasi berbeda menunjukkan nilai yang berbeda-beda pula. Kitosan cair lebih baik dalam menyerap logam berat. Hal itu terlihat dari nilai absorbansinya yang lebih kecil dibandingkan kitosan serbuk. Kitosan cair memiliki sifat kejernihan yang tinggi sehingga nilai absorbansinya kecil.

3.2 Saran

Pada praktikum selanjutnya disarankan logam yang digunakan lebih bervariasi agar dapat melihat perbandingan nilai absorbansi kitosan terhadap logam berat.