ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAM DAN MULTILOGAM ION Ni(II),

Cd(II), DAN Cu(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA Nitzschia sp

YANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT

(Fe3O4)

(Skripsi)

Oleh

INDAH WAHYU PURNAMASARI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

ABSTRAK

ADSORPTION-DESORPTION MONOLOGAM AND MULTI METALCd(II), Cu(II) AND Ni(II) IONS BY MATERIAL BIOMASS Nitzschia SPALGAE MODIFIED WITH COATING SILICA-MAGNETITE (Fe3O4)

By

Indah Wahyu Purnamasari

This study has been synthesized of hybrid algae silica (HAS) and the hybrid algaesilica magnetite from biomass Nitzschia sp algae (HASM). Material synthesisproduct is characterized by using infrared spectrometer (IR) to identify functionalgroups, X-Ray Diffraction (XRD) to determine the level of kekristalan of HASMand Scanning Electron Microscopy With Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) toanalyze the surface morphology and the constituent element. Adsorption-desorption monologam and multi metals in HASM, chemical stability and abilityto reuse was conducted using bacth. The chemical stability determined in acidic,basic and neutral media. Results of metal adsorption by HASM analyzed byatomic absorption spectrophotometer (AAS). HASM material is very stable inacidic media and less stable in alkaline media and can be used repeatedly 4 timesrepetition with water, 0,1M HCl, and 0,1 M Na2EDTA eluent. Ability sequenceadsorbed metal on monologam as follows Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) ions and for multimetals sequence adsorbed metal as follows Pb(II)> Cd(II)>Zn (II)>Cu(II)>Ni (II)ions.

Keywords: Adsorption, Desorption, Biomass, Nitzschia sp algae, HAS andHASM

ABSTRAK

ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAM DAN MULTILOGAM IONCd(II), Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA NitzschiaSP YANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT

(Fe3O4)

Oleh

Indah Wahyu Purnamasari

Pada penelitian ini telah dilakukan sintesis Hibrida alga silika (HAS) dan Hibridaalga silika magnetit dari biomassa alga Nitzschia sp (HASM). Material hasilsintesis dikarakterisasi dengan menggunakan Spektrofotometer Inframerah (IR)untuk mengidentifikasi gugus fungsi, X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukantingkat kekristalan dari HASM dan Scanning Electron Microscopy With EnergiDispersive X-Ray (SEM-EDX) untuk menganalisis morfologi permukaan dankonstituen unsur. Adsorpsi-desorpsi monologam dan multilogam pada HASM,stabilitas kimia dan kemampuan penggunaan ulang dilakukan dengan metodebacth. Stabilitas kima ditentukan dalam media asam, basa dan netral. Hasiladsorpsi logam oleh HASM dianalisis dengan spektrofotometer serapan atom(SSA). Material HASM sangat stabil pada media asam dan kurang stabil padamedia basa serta dapat digunakan berulang sebanyak 4 kali pengulangan denganeluen air, 0,1M HCl, dan 0,1 M Na2EDTA. Kemampuan urutan logamteradsorpsi pada monologam sebagai berikut ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) dan untukmultilogam urutan logam teradsorpsi sebagai berikut ionPb(II)>Cd(II)>Zn(II)>Cu(II)>Ni(II).

Kata kunci : Adsorpsi, Desorpsi, Biomassa, alga Nitzschia sp, HAS dan HASM

ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAN DAN MULTILOGAN ION Cd(II),Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA Nitzschia SPYANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT

(Fe3O4)

Oleh

INDAH WAHYU PURNAMASARI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSARJANA SAINS

Pada

Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG2016

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Peniangan, pada tanggal 10 Oktober

1994, sebagai anak pertama dari dua bersaudara, putri dari

Bpk Sayuto dan Ibu Hartutik, jenjang pendidikan diawali

dari Taman Kanak-kanak (TK) di TK Pertiwi Batu badak

Lampung timur diselesaikan pada tahun 2000. Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 1

Peniangan Lapung Timur diselesaikan pada tahun 2007. Sekolah Menengah

Pertama (SMP) di SMP Negeri Sekampung Udik Lampung Timur diselesaikan

pada tahun 2009, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA minhajut thulab

Lampung Timur diselesaikan pada tahun 2012 Tahun 2012, penulis terdaftar

sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila melalui jalur SNMPTN (Seleksi

Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negri).

Pada tahun 2015 Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di Laboratorium

Kimia Anorganik Jurusan Kimia FMIPA Unila di Bandar Lampung. Selama

menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten praktikum Sain Dasar Jurusan

Biologi dan Matematika, Kimia Dasar II Jurusan S1 Teknologi Hasil Pertanian,

Kimia Anorganik I, dan Kimia Anorganik II. Penulis juga aktif di Himpunan

Mahasiswa Kimia (HIMAKI) FMIPA Unila sebagai anggota Biro Penerbitan

kepengurusan 2012/2013 dan Biro kestari kepengurusan 2014/2015.

MOTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan”(Q.S Al. Insyirah;6)

“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnyayang boleh direbut oleh manusia ialah menundukan diri

sendiri”(Ibu Kartini)

“Orang yang luar biasa tidak pernah memperhatikan hasil,tetapi mereka hanya memikirkan dan mengerjakan

prosesnya”(Asep Hilman)

“Hasil yang baik diperoleh dari niat yang kuat, kerja kerasdan doa”

(indah wahyu)

Kupersembahkan karya sederhana ini kepada :

ALLAH S.W.T

Kedua Orang tuaku,Ibu Hartutik dan Bapak Sayuto yang telah memberikan rasakasih sayang, cinta, pengorbanan, serta doa indah untukku.Terima Kasih kalianlah inspirasi dan motivatorku selama ini.

Adikku tercinta dan tersayang Dwi Prasetyo Adi

Keluarga besarku yang telah mendukungku dan mendoakanku

Guru-guru yang selalu membagi ilmunya untukku

Seluruh sahabat dan teman-teman yang selalu menyemangatiku

dan Almamater Tercinta

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah Puji dan syukur Penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena

atas segala rahmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul " ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAN DAN

MULTILOGAN ION Cd(II), Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL

BIOMASSA ALGA nitzschia SP YANG DIMODIFIKASI DENGAN

PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT (Fe3O4) " adalah salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

Dalam pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tidak lepas dari kesulitan dan

rintangan, namun itu semua dapat penulis lalui berkat rahmat dan ridha Allah

SWT serta bantuan dan dorongan semangat dari orang-orang yang hadir di

kehidupan penulis. Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih

setulus-tulusnya kepada :

1. Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si., selaku pembimbing I penelitian yang telah

banyak memberikan ilmu, nasihat, saran, motivasi, perhatian, serta kesabaran

dalam membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dan selama

menjadi mahasiswa.

2. Bapak Prof. Suharso, Ph.D., selaku pembimbing II penelitian dan selaku

Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam yang telah

memberikan ilmu, kritik, saran dan arahan yang diberikan kepada penulis

sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

3. Ibu Dr. Mita Rilyanti M.Si., selaku penguji penelitian yang telah memberikan

ilmu, perhatian, motivasi, nasehat, kritik, serta saran kepada penulis sehingga

skripsi ini terselesaikan dengan baik.

4. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T., selaku ketua Jurusan Kimia

FMIPA Unila.

5. Seluruh dosen FMIPA Unila yang telah mendidik dan memberikan ilmu

pengetahuan yang sangat berguna kepada penulis selama kuliah.

6. Mba Liza Apriliya S, S.Si selaku Laboran Laboratorium Kimia Anorganik

Fisik yang telah banyak membantu penulis untuk mendapatkan zat dan bahan

kimia, serta terima kasih juga kepada ibu Valen yang telah membantu

membudidayakan alga sebagai bahan penelitian.

7. Kedua orang tuaku yang sangat aku cintai. Bapakku Sayuto, terima kasih

ayah atas doamu yang tak putus dan segala bentuk pengorbananmu. Ibuku

Hartutik sekaligus menjadi sahabatku. Ibu yang selalu memberikan kasih

sayang, cinta yang begitu besar, sabar dalam menghadapi sikap burukku

senyum yang selalu menyemangatkanku, dan selalu mendoakanku setiap

waktu. Sekali lagi terima kasih ayah dan ibuku tercinta dengan tulus dan

ikhlas kuucapkan atas segala hal terbaik dan semua yang telah diberikan

kepadaku serta bentuk pengorbanan kalian.

8. Adiku tersayang dwi prasetyo adi terima kasih banyak yang selalu

mendoakan saya dan kasih sayangnya.

9. Teman seperjuangan penelitianku indry yani saney, siti nurhalimah, rifky

husnul khuluk (terima kasih atas segala bantuannya, motivasi, kritik, saran

dan doa).

10. Rekan-rekan se-angkatan Kimia 2012, yaitu Adi Setiawan (Adi Bushk),

Aditian Sulung S (Adit), Agus Ardiansyah (Adam), Ajeng Wulandari

(Ajeng), Ana Maria Kristiani (Ana), Apri Welda (Welda), Arif Nurhidayat

(Arep), Arya Rifansyah (Arya), Atma Istanami (Atma), Ayu Imani (Ayu-I),

Ayu Setianingrum (Ningrum), Deborah Jovita (Debi), Derry Vardella

(Derry), Dewi Aniatul Fatimah (Dedew), Diani Iska Miranti (Didi), Dwi

Anggraini (Dudung), Edi Suryadi (Edi), Eka Hurwaningsih (Eka), Elsa Zulha

(Elsa), Erlita Aisyah (Lita), Febita Glyssenda (Febita), Feby Rinaldo Pratama

Kusuma (Febi), Fenti Visiamah (Pentol), Ferdinand Haryanto Simangunsong

(Dinand), Fifi Adriyanthi (Fifi), Handri Sanjaya, Hiqi Alim, Indry Yani

Saney (Indry), Intan Mailani (Lele), Ismi Khomsiah (Simon), Jean Pitaloka

(Jeje), Jenny Jessica Sidabalok, Khoirul Anwar (Anwer), Maria Ulfa (Maul),

Meta Fosfi Berliyana (Memet), M. Rizal Robbani (Rizal), Murni Fitria

(Murni), Nila Amalin Nabilah (Nila), Putri Ramadhona (Dona), Radius Uly

Artha (Abi), Riandra Pratama Usman (Riandra), Rifki Husnul Khuluk

(Ripki), Rizal Rio Saputra (Rio), Rizki Putriyana (Putri), Ruliana Juni Anita

(Ruli), Ruwaidah Muliana (Uwai), Siti Aisah (Ais), Siti Nur Halimah (Imah),

Sofian Sumilat Rizki (Ncop), Sukamto (Soek), Susy Isnaini Hasanah (d’

Cuci), Suwarda Dua Imatu Dela (Dela), Syathira Assegaf (Tira), Tazkiya

Nurul (Taskia), Tiand Reno (Reno), Tiara Dewi Astuti (Tiara), Tiurma

Debora Simatupang (Abang Debo), Tri Marital (Tri’), Ulfatun Nurun (Upeh),

Wiwin Esty Sarwita (Wowon), Yepi Triapriani (Yepi), Yunsi`U Nasy`Ah

(Yunsi), dan Zubaidi (Ubai) sebagai keluarga ke dua. Semoga tali

silaturrahmi kita tetap erat dan tak akan pernah putus;

11. Kakak tingkat jurusan kimia 2010, 2011, dan adik tingkat 2013, 2014, 2015

dan 2016 yang selalu mendoakan, memotivasi, memberikan saran dan kritik

12. Tak terlupakan teruntuk sahabat yang sudah seperti saudara sendiri Febita

Glyssenda, Susy Isnaini hasanah, Selvy Wulan Khoirun Nisa, Elmina Indah

Oktafiani, dan Restu Sari Pilar Ningtias yang selalu mendoakan, memotivasi,

memberikan kritik dan saran. .

13. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam

penyusunan skripsi ini.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan.

Penulis berharap semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat

bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, 1 November 2016Penulis

Indah Wahyu Purnamasari

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ............................................................................................ i

DAFTAR TABEL ..................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ iv

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1B. Tujuan Penelitian ........................................................................ 5C. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Biomassa alga ............................................................................... 6B. Proses sol-gel ................................................................................ 8C. Magnetit (Fe3O4) .......................................................................... 11D. Adsorpsi ....................................................................................... 12E. Desorpsi......................................................................................... 16F. Logam Berat .................................................................................. 19

1. Logam Tembaga(Cu) ......................................................... 202. Logam Nikel (Ni)............................................................... 213. Logam Kadmium (Cd)....................................................... 22

G. Interaksi Ion Logam dengan Adsorben......................................... 22H. Karakterisasi ................................................................................. 24

1. Spektrofotometer Inframerah (IR) ................................... 252. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) ........................... 263. X-ray Diffraction (XRD) .................................................. 264. Scanning Electron Microscopy with Energy

Dispersive X-ray (SEM-EDX).......................................... 27

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................... 29B. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 29C. Prosedur Penelitian ....................................................................... 30

ii

1. Penyiapan Biomassa Alga Nitzschia sp ........................... 302. Sintesis HASM Alga Nitzschia sp ................................... 30

D. Karakterisasi ................................................................................ 31E. Uji Adsorpsi-Desorpsi Monologam .............................................. 31F. Uji Adsorpsi-Desorpsi Multilogam ............................................... 31G. Stabilitas Kimia............................................................................. 32H. Penggunaan Ulang ........................................................................ 32

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Hibrida Alga Silika Magnet HASM................................. 33B. Karakterisasi .................................................................................. 34

1. Karakterisasi dengan Spektrofotometer Inframerah IR...... 342. Karakterisasi X-ray Diffraction (XRD)............................... 373. Karakterisasi SEM-EDX ..................................................... 39

C. Uji Adsorpsi-Desorpsi..................................................................... 411. Uji Adsorpsi-Desorpsi Monologam ................................... 422. Uji Adsorpsi-Desorpsi Multilogam..................................... 45

D. Stabilitas Kimia............................................................................. 48

E. Penggunaan Ulang .......................................................................... 51

V. SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan ........................................................................................ 52B. Saran ............................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Sifat Kimia dari ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) ................................ 20

2. Hasil analisis gugus fungsi pada adsorben ...................................... 37

3. Hasil analisis struktur kristal ........................................................... 39

4. Persentase ikatan ionik hasil interaksi logam-ligan ........................ 44

5. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), danCd(II) yang teradsorpsi pada HASM .............................................. 60

6. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II)yang terdesorpsi pada HASM ......................................................... 60

7. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cd(II) Cu(II), Pb(II),dan Zn(II) yang teradsorpsi ............................................................. 61

8. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), Cd(II), Pb(II),dan Zn(II) yang terdesorpsi pada HASM........................................ 61

9. Data perhitungan jumlah Si yang tertinggal (%Si)dalam HASM................................................................................... 62

10. Data perhitungan jumlah ion Cd(II) yang teradsorpsipada HASM..................................................................................... 63

11. Data perhitungan jumlah ion Cd(II) yang teradsorpsipada HASM..................................................................................... 63

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Struktur TEOS (tetraetilortosilikat) ................................................ 11

2. Struktur EDTA................................................................................ 18

3. Reaksi Pembentukan Kompleks EDTA.......................................... 18

4. Sketsa hibrida alga yang dimodifikasi dengan pelapisansilika magnetit ................................................................................. 33

5. Spektra IR (a) Silika, (b) biomassa alga Nitzschia sp, (c)HAS, dan (d) HASM....................................................................... 35

6. Difraktogram (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM ..................... 38

7. Mikrograf SEM (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM.................. 39

8. Spektrum EDX (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM................... 41

9. Grafik jumlah ion Ni(II), Cd(II) dan Cu(II) yang teradsorpsi danterdesorpsi pada HASM .................................................................. 42

10. Ilustrasi interaksi antara HASM denganion logam dalam larutan.................................................................. 44

11. Grafik jumlah ion Ni(II), Cd(II), Cu(II), Pb(II) danZn(II) yang teradsorpsi dan terdesorpsi pada HASM ..................... 45

12. Mikrograf SEM pada adsorpsi multilogam oleh HASM ................ 47

13. Spektrum EDX pada adsorpsi multilogam oleh HASM.................. 47

14. Grafik gubungan antara interaksi waktu dan % Sidalam media larutan pada HASM................................................... 49

15. Spektra IR (a) HASM, (b) HASM dalam asam, (c) HASM

v

dalam aquades, dan (d) HASM dalam basa .................................... 50

16. Grafik jumlah Cd(II) teradsorpsi dan terdesorpsi padaHASM dengan 5 kali pengulangan ................................................. 51

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Salah satu faktor eksternal yang secara langsung maupun tidak langsung

mempengaruhi pertumbuhan mahluk hidup yang ada di dalamnya adalah

lingkungan. Apabila lingkungan tercemar maka akan mempengaruhi kehidupan

dan pertumbuhan makhluk hidup. Pencemaran lingkungan antara lain disebabkan

oleh semakin majunya perkembangan di bidang industri seperti industri pupuk,

tekstil, baterai, cat, dan pestisida yang merupakan sumber pencemaran berbagai

logam berat di lingkungan. Logam berat banyak digunakan karena sifatnya yang

dapat menghantarkan listrik dan panas serta dapat membentuk paduan logam

dengan logam lain (Raya, 1998). Sementara itu logam berat pada konsentrasi

yang tinggi dapat bersifat toksik dan cenderung terakumulasi pada organisme.

Proses terakumulasi tersebut dapat berdampak pada rantai makanan sehingga

mempengaruhi kesehatan pada manusia. Beberapa contoh logam berat tersebut

adalah kadmium (Cd), timbal (Pb), seng (Zn), merkuri (Hg), tembaga (Cu), dan

besi (Fe) (Buhani et al., 2012). Dengan demikian penanganan limbah logam berat

harus dilakukan dengan cara menurunkan konsentrasi ion logam berat pada

lingkungan yang telah tercemar untuk mencegah timbulnya masalah baru.

2

Beberapa metode yang sering digunakan untuk mengurangi konsentrasi ion logam

berat antara lain metode presipitasi, koagulasi, kompleksasi, ekstraksi pelarut,

pemisahan membran, pertukaran ion, dan adsorpsi. Dari beberapa metode yang

telah disebutkan, metode adsorpsi merupakan metode yang paling banyak

digunakan dalam menyerap ion logam dalam larutan (Buhani et al., 2010).

Metode adsorpsi ini memiliki kelebihan dari metode yang lain karena prosesnya

lebih sederhana, biayanya relatif murah, ramah lingkungan (Gupta and

Bhattacharyya, 2006) dan tidak adanya efek samping zat beracun (Blais et al.,

2000). Proses adsorpsi diharapkan dapat mengambil ion-ion logam berat dari

larutan. Metode adsorpsi pada umumnya berdasarkan interaksi logam dengan

gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui interaksi

pembentukan kompleks dan biasanya terjadi pada permukaan padatan yang kaya

akan gugus fungsional seperti: -OH, -NH, -SH, dan –COOH (Stum and Morgan,

1996). Keberhasilan proses adsorpsi ion logam sangat ditentukan oleh jenis

adsorben yang digunakan (Quintanilla et al., 2008). Salah satu contoh adsorben

yang dapat digunakan dalam penanganan limbah logam berat adalah mikroalga

(Cervantes et al., 2001).

Pada penelitian ini digunakan biomassa Nitzschia sp sebagai penyerap ion logam

berat. Alga- alga ini merupakan salah satu mikroalga hijau yang banyak dijumpai

di perairan dan termasuk alga bersel tunggal. Alga hijau mampu mengadsorpsi

ion-ion logam dalam keadaan hidup atau dalam sel mati (biomassa), karena gugus

fungsional yang dapat bertindak sebagai ligan yaitu –COOH dan juga gugus

amina yang dapat berikatan dengan ion logam (Putra, 2006). Nitzschia sp

3

merupakan mikroalga yang termasuk alga bersel tunggal dan berwarna biru

kehijauan. Mikroalga ini mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tinggi, mudah

dibudidayakan, dan memiliki kadar lipid yang cukup tinggi (Chisti, 2007). Namun

alga ini belum banyak digunakan sebagai adsorben logam berat, sehingga dalam

penelitian ini akan dipelajari kemampuan adsorpsinya.

Alga merupakan suatu mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan dalam sistem

adsorpsi yang digunakan dalam proses pengambilan logam-logam berat dari

perairan (Buhani et al., 2012). Jenis-jenis alga tertentu telah ditemukan

mempunyai kemampuan yang cukup tinggi untuk mengadsorpsi ion-ion logam

dalam keadaan hidup atau dalam sel mati (biomassa). Gugus fungsi yang terdapat

dalam alga dapat berikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut antara lain:

gugus karboksil, hidroksil, dan amino yang terdapat di dalam dinding sel dalam

sitoplasma (Mahan et al., 1989). Akan tetapi, kemampuan alga dalam menyerap

ion-ion logam sangat dibatasi oleh beberapa kelemahan seperti ukurannya yang

sangat kecil, berat jenisnya yang rendah dan mudah rusak karena degradasi oleh

mikroorganisme lain. Upaya untuk mengatasi masalah tersebut salah satunya

dapat dilakukan dengan modifikasi biomassa dengan matrik pendukung seperti

silika dan teknik pelapisan dengan partikel magnetit

Modifikasi dengan teknik pelapisan partikel magnetit (Fe3O4) merupakan metode

yang cukup baik untuk mengatasi adanya gumpalan padatan tersuspensi

(flocculant) dalam limbah industri yang diolah (Jeon, 2011; Peng et al., 2010; Lin

et al., 2011). Dengan dilakukannya pelapisan magnetit pada biomassa alga

Nitzschia sp ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas fisik dan laju

adsorpsinya, sehingga dapat digunakan sebagai adsorben yang lebih efektif

4

terhadap logam berat dari limbah cair yang dihasilkan industri (Jeon, 2011; Peng

et al., 2010; Lin et al., 2011).

Berbagai metode pemisahan logam berat dari air buangannya secara biologis di

atas pada dasarnya belum dapat menyelesaikan masalah lingkungan yang ada,

bahkan dapat menimbulkan masalah baru khususnya bagi lingkungan perairan

jika adsorben yang telah mengikat logam toksik tidak diolah lebih lanjut. Oleh

karena itu perlu dipikirkan cara-cara/metode yang efektif untuk mengolah kembali

mikroorganisme yang telah menyerap logam-logam berat tersebut agar benar-

benar aman bagi lingkungan. Salah satu caranya dengan melepaskan kembali

logam berat yang telah diserap mikroorganisme (desorpsi). Selain untuk

mengatasi permasalahan yang timbul akibat proses adsorpsi, desorpsi juga dapat

digunakan untuk meregenerasi adsorben sehingga dapat digunakan kembali serta

dapat mengekstrak logam yang telah terikat pada adsorben (Triani, 2006).

Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan hibrida alga Nitzschia sp silika

magnetit (HASM) sebagai adsorben yang digunakan untuk menentukan uji

adsorpsi pada ion logam Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) dengan membandingkan

adsorpsi-desorpsi pada larutan monologam dan multilogam. Material yang

diperoleh dikarakterisasi dengan alat spektrofotometer inframerah (IR) untuk

identifikasi gugus fungsional. X-Ray Difraction (XRD) untuk menentukan tingkat

kekristalan dari magnetit (Fe3O4). Scanning ElectronMicroscopy With Energy

Dispersive X-ray (SEM-EDX) digunakan untuk menentukan struktur dan ukuran

pori. Kadar ion logam yang teradsorpsi dan terdesorpsi dianalisis menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).

5

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mensintesis dan mengkarakterisasi material alga yang dilapisi silika-

magnetit.

2. Mempelajari adsorpsi-desorpsi ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) dalam larutan

monologam, dan multilogam oleh biomassa alga Nitzschia sp yang

dimodifikasi dengan pelapisan silika-magnetit.

3. Mengetahui stabilitas kimia dan kemampuan penggunaan ulang material

biomasa alga Nitzschia sp yang dimodifikasi dengan pelapisan silika-

magnetit.

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi tentang proses

modifikasi alga dengan pelapisan partikel magnetit sehingga dapat diaplikasikan

sebagai adsorben penyerap logam berat.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Biomassa Alga

Alga merupakan mikroorganisme yang hidup di daerah perairan. Mikroorganisme

ini memiliki bentuk dan ukuran yang beranekaragam, ada yang mikroskopis,

bersel satu, berbentuk benang/pita atau berbentuk lembaran. Berdasarkan pigmen

(zat warna) yang dikandung alga dikelompokkan atas empat kelas, yaitu:

Rhodophyceae (alga merah), Phaeophyceae (alga coklat), Chlorophyceae (alga

hijau), dan Cyanophyceae (alga biru).

Dari berbagai penelitian telah diketahui bahwa keempat alga golongan ini dalam

keadaan hidup maupun dalam keadaan mati (biomassa) dan biomassa

terimmobilisasi telah mendapat perhatian untuk mengadsorpsi ion logam berat.

Alga dalam keadaan hidup dimanfaatkan sebagai bioindikator tingkat pencemaran

logam berat di lingkungan perairan sedangkan alga dalam bentuk biomassa

terimmobilisasi dimanfaatkan sebagai biosorben (material biologi penyerap logam

berat) dalam pengolahan air limbah kronis (Harris and Rammelow, 1990).

Adapun alga yang digunakan pada penelitian ini adalah Nitzschia sp, dalam

ekosistem perairan Nitzschia sp memiliki peran yang penting yakni sebagai

produsen primer. Mikroalga ini banyak digunakan sebagai pakan alami bagi larva

organisme laut seperti krustacea, bivalvia, dan ikan (Isnansetyo and Kurniastuty,

7

1995). Selain sebagai pakan alami bagi organisme laut, mikroalga Nitzschia sp

juga merupakan salah satu jenis organisme penghasil lipid yang potensial untuk

dikembangkan sebagai bahan dasar pembuatan biodiesel (Campbell, 2008).

Mikroalga ini mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tinggi, mudah

dibudidayakan, dan memiliki kadar lipid yang cukup tinggi (Chisti, 2007).

Klasifikasi Nitzschia sp menurut Newel, 1977 adalah sebagai berikut:

Filum : Chrysophyta

Kelas : Bacillariophyceae (Diatoms)

Ordo : Pennales

Sub ordo : Biraphidineaea

Genus : Nitzschia

Spesies : Nitzschia sp.

Nitzschia sp merupakan diatom yang termasuk alga bentik, mempunyai ciri-ciri

antara lain bentuk sel memanjang dengan satu setae yang panjang di setiap

ujungnya, mempunyai dinding sel yang tipis dan ukuran sel berkisar antara 10-40

μm (Valentina et al., 2007). Nitzschia sp memiliki kandungan protein 33%,

lemak 21%, dan karbohidrat (serat kasar) 28% (Isnansetyo and Kurniastuty, 1995)

Secara umum, keuntungan pemanfaatan alga sebagai bioindikator dan biosorben

adalah (1) alga mempunyai kemampuan yang cukup tinggi dalam mengadsorpsi

logam berat karena di dalam alga terdapat gugus fungsi yang dapat melakukan

pengikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut terutama gugus karboksil,

hidroksil, amina, sulfudril, imadazol, sulfat, dan sulfonat yang terdapat dalam

dinding sel dalam sitoplasma, (2) bahan bakunya mudah didapat dan tersedia

8

dalam jumlah banyak, (3) biaya operasional yang rendah, dan (4) tidak perlu

nutrisi tambahan.

Alga dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator logam berat karena dalam proses

pertumbuhannya, alga membutuhkan beberapa jenis logam sebagai nutrien alami,

sedangkan ketersediaan logam di lingkungan sangat bervariasi. Suatu lingkungan

yang memiliki tingkat kandungan logam berat yang melebihi jumlah yang

diperlukan, dapat mengakibatkan pertumbuhan alga terhambat, sehingga dalam

keadaan ini eksistensi logam dalam lingkungan adalah polutan bagi alga. Adapun

syarat utama suatu alga sebagai bioindikator adalah harus memiliki daya tahan

tinggi terhadap toksisitas akut maupun toksisitas kronis (Harris and Rammelow,

1990).

B. Proses Sol-Gel

Sol-gel adalah suatu suspensi koloid dari partikel silika yang digelkan ke bentuk

padatan. Sol adalah suspensi dari partikel koloid pada suatu cairan atau molekul

polimer (Rahaman, 1995). Proses sol-gel merupakan proses yang dapat

digambarkan sebagai pembentukan suatu jaringan oksida melalui reaksi

polikondensasi yang progresif dari molekul prekursor dalam medium cair atau

merupakan proses untuk membentuk material melalui suatu sol, gelation dari sol

dan akhirnya penghilangan pelarut. Proses sol-gel telah banyak dikembangkan

terutama untuk pembuatan hibrida, kombinasi oksida anorganik (terutama silika)

dengan alkoksisilan. Proses ini didasarkan pada prekursor molekular yang dapat

9

mengalami hidrolisis, kebanyakan merupakan alkoksida logam atau semilogam

(Schubert and Husing, 2000).

Proses sol-gel berlangsung melalui langkah-langkah sebagai berikut:

1. Hidrolisis dan kondensasi

2. Gelation (transisi sol-gel)

3. Aging (pertumbuhan gel)

4. Drying (pengeringan)

Melalui polimerisasi kondensasi akan terbentuk dimer, trimer, dan seterusnya

sehingga membentuk bola-bola polimer. Sampai pada ukuran tertentu (diameter

sekitar 1,5 nm) dan disebut sebagai partikel silika primer. Gugus silanol

permukaan partikel bola polimer yang berdekatan akan mengalami kondensasi

disertai pelepasan air sampai terbentuk partikel sekunder dengan diameter sekitar

4,5 nm. Pada tahap ini larutan sudah mulai menjadi gel ditandai dengan

bertambahnya viskositas. Gel yang dihasilkan masih sangat lunak dan tidak kaku

yang disebut alkogel (Farook and Ravendran, 2000).

Tahap selanjutnya adalah proses pembentukan gel. Pada tahap ini, kondensasi

antara bola-bola polimer terus berlangsung membentuk ikatan siloksan

menyebabkan menurunnya jari-jari partikel sekunder dari 4,5 nm menjadi 4 nm

dan akan teramati penyusutan alkogel yang diikuti dengan berlangsungnya

eliminasi larutan garam (Jamarun, 2000).

10

Tahap akhir pembentukan silika gel adalah xerogel yang merupakan fasa silika

yang telah mengalami pencucian dan pemanasan. Pemanasan pada temperatur

110oC mengakibatkan dehidrasi pada hidrogel dan terbentuknya silika gel dengan

struktur SiO2.xH2O (Enymia et al., 1998). Produk akhir yang dihasilkan berupa

bahan amorf dan keras yang disebut silika gel kering (Kalapathy et al., 2000).

Prekursor yang biasa digunakan dalam proses sol-gel adalah senyawa silikon

alkoksida seperti tetrametilortosilikat (TMOS) atau TEOS (Jamarun, 2000).

TMOS dan TEOS akan terhidrolisis dengan penambahan sejumlah tertentu air

atau pelarut organik seperti metanol atau etanol, membentuk gugus silanol Si-OH

sebagai intermediet. Gugus silanol ini kemudian terkondensasi membentuk gugus

siloksan Si-O-Si. Reaksi hidrolisis dan kondensasi ini terus berlanjut hingga

viskositas larutan meningkat dan membentuk gel (Brinker and Scherer, 1990).

Reaksi pada proses sol-gel dapat dilihat pada persamaan berikut:

Hidrolisis

≡Si-OR + H-OH ≡Si-OH + ROH

Polikondensasi

≡Si-OH + HO-Si≡ ≡Si-O-Si≡ + H2O

≡Si-OH + RO-Si≡ ≡Si-O-Si≡ + ROH

11

Senyawa TEOS dapat ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur TEOS (Brinker and Scherer, 1990).

Penggunaan proses sol-gel untuk sintesis beberapa bahan hibrida anorganik-

organik telah banyak dilakukan diantaranya yaitu dengan metode pembuatan

hibrida silika terutama proses sol-gel untuk tujuan adsorpsi (Terrada et al., 1983).

Untuk modifikasi silika gel, melalui proses sol-gel inilah lebih sederhana dan

cepat karena reaksi pengikatan berlangsung bersamaan dengan proses

pembentukan padatan, sehingga diharapkan ligan yang terimmobilisasi lebih

banyak (Sriyanti dkk., 2001). Proses yang sederhana dan cepat memungkinkan

dapat dilakukan di laboratorium dengan menggunakan alat-alat sederhana. Oleh

karena itu, dalam penelitian ini digunakan teknik sol-gel dalam pembuatan silika

gel maupun modifikasinya untuk mengkaji proses adsorpsi pada ion Ni(II), Cu(II),

dan Cd(II) untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dari larutan.

B. Magnetit (Fe3O4)

Magnetit mempunyai rumus kimia Fe3O4 dan mempunyai struktur spinel dengan

sel unit kubik yang terdiri dari 32 ion oksigen, celah-celahnya ditempati oleh ion

12

Fe2+ dan Fe3+. Nanopartikel magnetit sangat intensif dikembangkan karena

sifatnya yang menarik dalam aplikasinya di berbagai bidang, seperti fluida dan gel

magnetit, katalis, pigmen pewarna, dan diagnosa medik. Beberapa sifat

nanopartikel magnetit ini bergantung pada ukurannya. Magnetit ini akan bersifat

superparamagnetit ketika ukuran suatu partikel magnetisnya di bawah 10 nm pada

suhu ruang, artinya bahwa energi termal dapat menghalangi anisotropi energi

penghalang dari sebuah nanopartikel tunggal. Oleh karena itu, sintesis

nanopartikel yang seragam dengan mengatur ukurannya menjadi salah satu kunci

masalah dalam ruang lingkup sintesis ini (Hook and Hall, 1991).

Magnetit (Fe3O4) atau oksida besi hitam merupakan oksida besi yang paling kuat

sifat magnetisnya (Teja and Koh, 2008). Magnetit yang berukuran nano banyak

dimanfaatkan pada proses-proses industri (misalnya sebagai tinta cetak, pigmen

pada kosmetik) dan pada penanganan masalah-masalah lingkungan (misalnya

sebagai magnetic carrier precipitation process untuk menghilangkan anion atau

pun ion logam dari air dan air limbah). Nanopartikel magnetit juga dimanfaatkan

dalam bidang biomedis baik secara in vivo (di dalam tubuh) maupun in vitro (di

luar tubuh), misalnya sebagai agen magnetis pada aplikasi-aplikasi biomolecule

separation, drug delivery system, hyperthermia theraphy, maupun sebagai

contrast agent pada magnetic Resonance Imaging (Cabrera et al., 2008).

D. Adsorpsi

Adsorpsi (penyerapan) merupakan suatu proses pemisahan dimana komponen dari

suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap (adsorben).

Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia yang

13

merupakan ikatan kuat antara penyerap dan zat yang diserap sehingga tidak

mungkin terjadi proses yang bolak-balik. Adsorpsi menyangkut akumulasi atau

pemutusan substansi adsorbat pada adsorben dan pada hal ini dapat terjadi pada

antar muka dua fasa. Fasa yang menyerap disebut adsorben dan fasa yang terserap

disebut adsorbat (Oscik, 1982).

Adapun interaksi antara ion logam (adsorbat) dengan adsorben pada proses

adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor:

a. Sifat logam dan ligan

Sifat ion logam yakni: (1) ukuran ion logam, makin kecil ukuran ion logam maka

kompleks yang terbentuk semakin stabil, (2) polarisabilitas ion logam, makin

tinggi polarisabilitas ion logam maka kompleks yang terbentuk semakin stabil,

dan (3) energi ionisasi, makin tinggi energi ionisasi suatu logam maka kompleks

yang terbentuk semakin stabil.

Sifat ligan yakni: (1) kebasaan, makin kuat basa Lewis suatu ligan maka semakin

stabil kompleks yang terbentuk, (2) polarisabilitas dan momen dipol, makin tinggi

polaritas dan polarisabilitas suatu ligan makin stabil kompleks yang terbentuk,

dan (3) faktor sterik, tingginya rintangan sterik yang dimiliki oleh ligan akan

menurunkan stabilitas kompleks (Huheey et al., 1993).

b. Pengaruh pH sistem

Selain dari faktor interaksi ion logam dalam logam, pelarut, pH sistem juga

berpengaruh dalam proses adsorpsi. Pada kondisi pH tinggi maka silika gel akan

14

bermuatan netto negatif (kondisi larutan basa), sedangkan pada pH rendah

(kondisi larutan asam) akan bermuatan netto positif sampai netral (Spiakov,

2006). Pada pH rendah, permukaan ligan cenderung terprotonasi sehingga kation

logam juga berkompetisi dengan H+ untuk terikat pada ligan permukaan. Pada pH

tinggi, dimana jumlah ion OH- besar menyebabkan ligan permukaan cenderung

terdeprotonasi sehingga pada saat yang sama terjadi kompetisi antara ligan

permukaan dengan ion OH- untuk berikatan dengan kation logam (Stum and

Morgan, 1996). Ronaldo (2013) meneliti adsorpsi ion logam Cu(II) menggunakan

biomassa alga coklat Sargasum crassifolium yang terenkapsulasi aqua-gel silika

dengan penentuan pH optimum dalam proses adsorpsi ion Cu(II) yang dilakukan

pada pH 5, 6, dan 7 selama 30 menit. Pada penelitian ini menunjukan bahwa

spesi Cu pada pH 7 yaitu berbentuk ion tembaga Cu(II) dilihat dari prinsip HSBA

yang menjelaskan bahwa ion Cu(II) digolongkan ke dalam asam madya,

sementara itu adsorben dari strukturnya memiliki gugus fungsi OH- dan CO yang

tergolong dalam basa keras yang artinya ion Cu(II) akan berinteraksi dengan baik

terhadap adsorben sehingga dapat membentuk gugus Cu(OH)2 (Lin, at al,. 2002).

c. Pelarut

Proses adsorpsi dapat ditinjau melalui sifat kepolaran baik dari adsorben,

komponen terlarut maupun pelarutnya. Pada adsorpsi padat cair, mekanisme

adsorpsi bergantung pada gaya interaksi antara molekul dari komponen larutan

dengan lapisan permukaan adsorben dengan pori-porinya. Pelarut dapat ikut

teradsorpsi atau sebaliknya dapat mendorong proses adsorpsi. Di dalam pelarut

15

air umumnya zat-zat yang hidrofob dari larutan encer atau cenderung teradsorpsi

lebih banyak pada adsorben dibanding zat hidrofil (Oscik, 1982).

Untuk menentukan jumlah logam teradsorpsi dan rasio distribusi pada proses

adsorpsi ion logam terhadap adsorben hibrida amino silika dapat digunakan

persamaan berikut:

Q = (Co-Ce)V/W (1)

%A = (Co-Ce)/Co x 100 (2)

Dimana Q menyatakan jumlah ion logam yang teradsorpsi (mg g-1), Co dan Ce

menyatakan konsentrasi awal dan kesetimbangan dari ion logam (mmol L-1), W

adalah massa adsorben (g), V adalah volume larutan ion logam (L), A (%)

persentase teradsorpsi (Buhani et al., 2009).

Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi dua yaitu:

1. Adsorpsi fisika

Adsorpsi ini terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul

antara larutan dan permukaan media lebih besar dari pada gaya tarik substansi

terlarut dan larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan

media. Adsorpsi fisika ini memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya

relatif kecil. Molekul terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan pada

adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol. Semakin besar luas permukaan,

maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada permukaan media

adsorpsi.

16

2. Adsorpsi kimia

Adsorpsi ini terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut

dalam larutan dengan molekul dalam media. Adsorpsi kimia terjadi diawali

dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel adsorbat mendekat ke permukaan

adsorben melalui gaya Van der Waals atau melalui ikatan hidrogen. Kemudian

diikuti oleh adsorpsi kimia yang terjadi setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi

kimia partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia

(biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari tempat yang memaksimumkan

bilangan koordinasi dengan substrat (Atkins, 1999).

E. Desorpsi

Desorpsi adalah proses penyingkiran atom, molekul, atau ion yang terjerat pada

permukaan (Oxford, 1994). Desorpsi dapat juga berarti suatu fenomena dimana

suatu zat lepas dari permukaan. Wankasi (2005) meneliti proses desorpsi ion

logam Pb(II) dan Cu(II) dengan biomassa Nypa Fruticans Wurmb dilakukan

dengan menggunakan asam, basa, dan larutan netral. Kemudian persentase ion

logam Cu(II) dan Pb(II) dihitung menggunakan rumpus:

Jumlah ion logam terdesorpsi% Desorpsi = X 100 .......................(3)

Jumlah ion logam teradsorpsi

Maka diperoleh % desorpsi dari ion logam Pb(II) dan Cu(II) masing-masing

adalah: dalam larutan asam 75,3 dan 63,7%, dalam larutan basa 18,9 dan 14,06%,

17

serta 3,35 dan 2,44% pada larutan netral, waktu interaksi dilakukan selama 140

menit.

Desorpsi terjadi bila proses adsorpsi yang terjadi sudah maksimal, permukaan

adsorben jenuh/tidak mampu lagi menyerap adsorbat dan terjadi kesetimbangan.

Desorpsi biomassa dapat dilakukan dengan menggunakan larutan tertentu untuk

memulihkan kemampuan biomassa agar tidak rusak dan dapat digunakan kembali.

Larutan yang biasa digunakan untuk desorpsi yaitu HCl, H2SO4, asam asetat,

HNO3 dengan konsentrasi yang bervariasi tergantung pada jenis alga dan logam

yang diserap (Volesky and Diniz, 2005).

Air dapat digunakan sebagai salah satu medium pelarut, karena air memiliki sifat-

sifat sebagai berikut:

Air memiliki daerah cair yang luas, yaitu titik beku 0oC dan titik didih

100oC.

Air merupakan senyawa polar sehingga memiliki kemampuan yang tinggi

untuk melarutkan bahan-bahan anorganik, umumnya bersifat ionik maupun

polar.

Air memiliki sifat netral, artinya air tidak bersifat asam dan tidak bersifat

basa dan dapat mengalami disosiasi

Syarat agar suatu senyawa dapat dilarutkan dalam air adalah:

Apabila ikatan antara zat terlarut dengan molekul air lebih kuat daripada

ikatan antara molekul air, terutama ikatan hidrogen.

Ikatan antara partikel dalam zat terlarut lebih lemah daripada ikatan antara

zat terlarut dengan molekul air. (Missler dan Tarr, 1991).

18

Ion EDTA (ethylenediaminetetraaceticacid) merupakan zat yang dapat

membentuk senyawa kompleks khelat dengan ion logam. Ion EDTA terdapat

sebagai kristal H4Y dan kristal garam dinatriumnya, Na2H2Y (Harjadi, 1993).

Adapun struktur senyawa EDTA ditampilkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur EDTA

Ion EDTA memiliki enam pasang elektron yang belum berikatan (masing-masing

pada 2 atom N dan 4 gugus karboksil) mampu membentuk kompleks dengan ion

logam. Ion EDTA merupakan asam tetraprotik, biasa disingkat H4Y. Bentuk

terionisasinya, Y4- dan apabila bereaksi dengan ion logam (M), membentuk

kompleks MY2-. Adapun reaksinya dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Reaksi pembentukan kompleks EDTA

Ion EDTA merupakan ligan heksadentat, reaksinya dengan ion logam membentuk

kompleks EDTA oktahedral sebagaimana Gambar 3.

+ M

19

F. Logam Berat

Logam berat merupakan elemen yang berbahaya di permukaan bumi. Logam berat

merupakan salah satu sumber polusi lingkungan, dimana logam berat dapat

ditransfer dalam jangkauan yang sangat jauh di lingkungan, selanjutnya

berpotensi mengganggu kehidupan biota lingkungan dan akhirnya berpengaruh

terhadap kesehatan manusia walaupun dalam jangka waktu yang lama dan jauh

dari sumber polusi utamanya (Suhendrayatna, 2001). Beberapa faktor yang

mempengaruhi aktivitas keracunan setiap jenis logam antara lain: bentuk senyawa

dari logam tersebut, daya kelarutan dalam cairan, ukuran partikel, dan beberapa

sifat kimia dan sifat fisikanya (Palar, 1994).

Logam berat digolongkan menjadi dua jenis yaitu logam berat esensial dan non

esensial. Logam berat esensial adalah logam yang keberadaannya dalam jumlah

tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang

berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu,

Fe, Co, dan Mn, sedangkan logam berat non esensial yaitu logam yang

keberadaannya dalam tubuh belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat

bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, dan Cr. Logam ini dapat menimbulkan efek

kesehatan bagi manusia tergantung pada bagaimana logam berat tersebut terikat

dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja

enzim, selain itu logam berat ini akan bertidak sebagai penyebab alergi, mutagen

atau karsinogen bagi manusia (Putra, 2006).

Pada penelitian ini digunakan logam nikel (Ni), tembaga (Cu), dan kadmium (Cd).

Adapun sifat kimia logam tersebut ditampilkan pada Tabel 1.

20

Tabel 1. Sifat kimia dari ion Ni(II), Cu(II),dan Cd(II)

Unsur Nomor

Atom

Konfigurasi

Elektron

Bilangan

Oksidasi

Jari-jari

Ion(pm)

Kompleks Aqua

Ni 28 [Ar]3d84s2 +1, +2, +3, +4 83 [Ni(H2O)6]2+

Cu 29 [Ar]3d94s2 +1, +2, +3, +4 87 [Cu(H2O)6]2+

Cd 48 [Kr]4d105s2 +1, +2 109 [Cd(H2O)6]2+

Sumber: (Martell and Hancock, 1996)

1. Logam Tembaga (Cu)

Unsur logam Cu(II) berbentuk kristal dengan warna kemerahan dan mempunyai

titik didih 26.000°C serta titik leleh 10.800 °C. Dalam tabel periodik, tembaga

menempati posisi dengan nomor atom 29 dan mempunyai massa atom relatif (Ar)

63,546. Cu terdapat dalam keadaan oksidasi +1 (kupro) dan +2(kupri).

Konfigurasi dari logam Cu(II) adalah1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d10 4s1. Adsorpsi logam

Cu oleh tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain. Konsentrasi logam

berat di lingkungan, tipe tumbuhan, pH tanah, curah hujan, dan lain-lain.

Kemampuan untuk mengakumulasi logam berat juga berbeda-beda pada tiap

tanaman. Pada manusia efek keracunan utama yang ditimbulkan oleh Cu adalah

terjadinya gangguan pada jalur pernafasan. Selain itu, keracunan Cu secara kronis

dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit

wilson adalah terjadi kerusakan otak serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan

pengendapan Cu dalam kornea mata dan untuk penyakit kinsky dapat diketahui

dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita

(Palar, 2004).

21

Dalam penelitian ini digunakan senyawa CuSO4·5H2O yang berwarna biru

merupakan senyawa yang tidak berbau, memiliki titik lebur 150°C, memiliki

kelarutan dalam air sebesar 22,37% pada temperatur 0°C dan 117,95% pada

temperatur 100°C, larut dalam metanol, gliserol, dan sedikit larut dalam etanol.

Senyawa CuSO4.5H2O dengan segiempat planar [Cu(H2O)4]2+dengan dua sulfat

atom O melengkapi tempat yang tersisa dalam perpanjangan koordinasi

oktahedral. Dalam keadaan kristal, struktur ini mengandung satu kumpulan ikatan

hidrogen yang bergabung dengan molekul H2O yang tak terkoordinasi.

Pentahidrat kehilangan air saat dipanaskan dan membentuk kristal putih,

higroskopis anhidrat, CuSO4 (Housecroft and Sharpe, 2005). Tembaga(II) sulfat

merupakan senyawa logam yang dapat digunakan sebagai pewarna pada rambut

dalam konsentrasi rendah sehingga tidak berbahaya dalam proses penyerapannya

melalui kulit yang luka, tetapi jika senyawa ini masuk ke dalam tubuh melalui oral

dapat mengakibatkan keracunan (Dirjen POM, 1985).

2. Nikel (Ni)

Nikel merupakan unsur kimia dengan lambang Ni, dengan nomor atom 28 dan

massa relatif 58,71. Nikel merupakan logam putih perak yang keras. Logam ini

melebur pada 1455°C, dan bersifat sedikit magnetis. Memiliki sifat tidak berubah

bila terkena udara, tahan terhadap oksidasi dan kemampuan mempertahankan sifat

aslinya di bawah suhu yang ekstrim (Cotton dan Wilkinson, 1989).

22

3. Kadmium (Cd)

Kadmium ( latin cadmia) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang

memiliki lambang Cd dan nomor atom 48. Kadmium merupakan bahan alami

yang terdapat dalam kerak bumi. Umumnya cadmium terdapat dalam kombinasi

dengan elemen lain seperti Oksigen (Cadmium Oxide), Clorine (Cadmium

Chloride) atau belerang (Cadmium Sulfide) (Cotton dan Wilkinson, 1998).

Kadmium dalam tanah terkandung dalam bebatuan beku, metamorfik, sedimen dll

(Lahuddin, 2007). Kadmium di alam tidak dijumpai dalam bentuk bebas. Hampir

semua kadmium yang diproduksi dari hasil samping peleburan dan pemurnian biji

seng (Zn) yang biasanya mengandung 0,2-0,4% kadmium (Darmono, 1995).

Kadmium sulfat oktahidrat (CdSO4·8H2O) merupakan senyawa yang putih atau

tak berwarna, tidak berbau, berbentuk kristal, kelarutan dalam air sebesar 1130

g/L pada temperatur 20°C, tituk leleh 41,5°C, dan sering digunakan sebagai

semikonduktor dalam industri karena sifat fisik dan kimianya yang baik

(Housecroft and Sharpe, 2005). Dalam tubuh logam ini bersifat toksik, karena

bereaksi dengan ligan-ligan yang penting untuk fungsi normal tubuh (Alfian,

2005).

G. Interaksi Ion Logam dengan Adsorben

Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari adsorbat

maupun adsorbennya. Gejala yang umum untuk meramalkan komponen mana

yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan adsorbatnya.

Apabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar akan

23

terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar. Kekuatan

interaksi juga dipengaruhi oleh sifat keras-lemahnya dari adsorbat maupun

adsorben. Sifat keras untuk kation dihubungkan dengan istilah polarizing power

cation, yaitu kemampuan suatu kation untuk mempolarisasi anion dalam suatu

ikatan. Kation yang mempunyai polarizing power cation yang besar dimiliki oleh

ion-ion logam dengan ukuran jari-jari kecil dan muatan yang besar. Sebaliknya

sifat polarizing power cation yang rendah dimiliki oleh ion-ion logam dengan

ukuran besar namun muatannya kecil, sehingga diklasifikasikan ion lemah.

Sedangkan pengertian keras untuk anion dihubungkan dengan istilah

polarisabilitas anion, yaitu kemampuan suatu anion untuk mengalami polarisasi

akibat medan listrik dari kation. Anion yang bersifat keras adalah anion

berukuran kecil, muatannya kecil, dan elektronegativitas yang rendah. Ion-ion

logam keras berikatan kuat dengan anion keras dan ion logam lemah berikatan

kuat dengan anion lemah (Atkins, 1990).

Bila ditinjau dari definisi asam-basa menurut teori Lewis, maka interaksi antara

ion logam dengan adsorben dapat dipandang sebagai reaksi asam Lewis dengan

basa Lewis, ion logam berperan sebagai asam Lewis yang menjadi akseptor

pasangan elektron dan adsorben sebagai basa Lewis yang menjadi donor pasangan

elektron. Dengan demikian, prinsip-prinsip yang berlaku dalam interaksi asam-

basa Lewis dapat digunakan dalam adsorpsi ion logam (Keenan and Kleinfelter,

1984).

Prinsip yang digunakan secara luas dalam reaksi asam-basa Lewis adalah prinsip

HSAB yang dikembangkan Pearson. Prinsip ini didasarkan pada polaribilitas

24

unsur yang dikaitkan dengan kecenderungan unsur (asam atau basa) untuk

berinteraksi dengan unsur lainnya. Ion-ion logam yang berukuran kecil,

bermuatan positif besar, elektron terluarnya tidak mudah terdistorsi dan

memberikan polarisabilitas kecil dikelompokkan dalam asam keras. Ion-ion

logam yang berukuran besar, bermuatan kecil atau nol, elektron terluarnya mudah

terdistorsi dan memberikan polarisabilitas yang besar dikelompokkan dalam asam

lunak (Huheey et al., 1993).

Menurut prinsip HSAB (Hard Soft Acid and Bases), asam keras akan berinteraksi

dengan basa keras untuk membentuk kompleks, begitu juga asam lemah dengan

basa lemah. Interaksi asam keras dengan basa keras merupakan interaksi ionik,

sedangkan interaksi asam lemah dengan basa lemah, interaksinya lebih bersifat

kovalen. Ion Ni (II) menurrut prinsip HSAB merupakan asam madya (sedang),

ion Cu (II) merupakan asam madya (sedang), dan ion Cd (II) merupakan asam

lemah (Pearson, 1968).

H. Karakterisasi Material

1. Spektrofotometer inframerah (IR)

Penentuan gugus fungsi suatu sampel dapat dilakukan analisis menggunakan

spektrofotometri inframerah. Dengan spektrofotometri inframerah dapat diketahui

gugus-gugus fungsi dari material alga Nitzschia sp, HAS dan HASM.

Spektrofotometeri IR adalah spektrofotometer yang memanfaatkan sinar IR dekat,

yakni sinar yang berada pada jangkauan panjang gelombang 2,5-25 μm atau

jangkauan frekuensi 400-4000 cm-1. Sinar ini muncul akibat vibrasi atom-atom

25

pada posisi kesetimbangan dalam molekul dan kombinasi vibrasi dengan rotasi

menghasilkan spektrum vibrasi-rotasi (Khopkar, 2001).

Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat energi

getaran (vibrasi) atau osilasi (oscillation). Bila molekul menyerap radiasi

inframerah, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo getaran

atom-atom yang terikat itu. Jadi molekul ini berada pada keadaan vibrasi

tereksitasi (excited vibrational state); energi yang diserap ini akan dibuang dalam

bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan dasar. Panjang gelombang

eksak dari absorpsi oleh suatu tipe ikatan, bergantung pada macam getaran dari

ikatan tersebut. Oleh karena itu, tipe ikatan yang berlainan menyerap radiasi

inframerah pada panjang gelombang yang berlainan. Dengan demikian

spektrometri inframerah dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya gugus

fungsi dalam suatu molekul (Supratman, 2010).

2. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

Dalam proses adsorpsi, keberhasilan pembuatan adsorben tercetak ion dapat

dilihat menggunakan SSA. Adsorben yang telah tercetak ion diharapkan

mengandung konsentrasi ion logam yang kecil. SSA juga dapat digunakan untuk

mengetahui kadar ion logam yang teradsorpsi maupun yang terdapat dalam

adsorben. Ion logam yang teradsorpsi dihitung secara kuantitatif berdasarkan

selisih konsentrasi ion logam sebelum dan sesudah adsorpsi (Yuliasari, 2003).

26

Metode analisis dengan SSA didasarkan pada penyerapan energi cahaya oleh

atom-atom netral suatu unsur yang berada dalam keadaan gas. Penyerapan cahaya

oleh atom bersifat karakteristik karena tiap atom hanya menyerap cahaya pada

panjang gelombang tertentu yang energinya sesuai dengan energi yang diperlukan

untuk transisi elektron-elektron dari atom yang bersangkutan ditingkat yang lebih

tinggi, sedangkan energi transisi untuk masing-masing unsur adalah sangat khas.

Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini

mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi

konvensional. Pada metode konvensional emisi tergantung pada sumber eksitasi,

bila eksitasi dilakukan secara termal maka akan tergantung pada temperatur

sumber (Khopkar, 2001)

3. X-ray Diffraction (XRD)

X-ray Diffraction merupakan alat yang dapat digunakan untuk penentuan kristal

dan analisis fasa pada senyawa atau paduan di dalam suatu bahan, tegangan sisa,

tekstur dan sebagai small angle X-ray (sax). Analisis didasarkan pada pola

difraksi dari paduan atau senyawa yang dihasilkan oleh proses difraksi, ukuran

panjang gelombang sinar-X harus tidak berbeda jauh dengan jarak antar atom di

dalam kristal sehingga pola berulang dari kisi kristal akan berfungsi seolah-olah

seperti kisi difraksi untuk panjang gelombang sinar-X.

Hasil yang didapatkan dari difraksi sinar-X adalah berupa puncak-puncak intesitas

dan bentuk difraksi, versus sudut hamburan (2θ). Sistem kerja peralatan difraksi

sinar-X didasarkan pada teori yang dikemukakan oleh fisikawan Inggris Bragg.

27

yang dikenal sebagai hukum Bragg (Bragg Condition) dan secara matematis

dirumuskan: n.α = 2 dhkl . Sin 2 θ (4)

Keterangan :

n : Orde difraksi (1, 2, 3, …..)

α : Panjang gelombang

dhkl : Jarak antar atom

Sin 2 θ: Sudut difraksi

Hukum Bragg dapat dikatakan sebagai representasi non-vektorial dua dimensi

sebagai syarat terjadinya difraksi (Bragg et al., 1975).

4. Scanning ElectronMicroscopy With Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX)

Untuk melakukan karakterisasi material yang heterogen pada permukaan bahan

pada skala mikrometer atau bahkan submikrometer serta menentukan komposisi

unsur sampel secara kualitatif maupun kuantitatif dapat dilakukan dengan

menggunakan satu perangkat alat SEM yang dirangkaikan dengan EDX. Pada

SEM dapat diamati karakteristik bentuk, struktur, serta distribusi pori pada

permukaan bahan, sedangkan komposisi serta kadar unsur yang terkandung dalam

sampel dapat dianalisis dengan menggunakan EDX. Karakterisasi menggunakan

SEM-EDX dilakukan melalui adsorpsi isotermis gas oleh padatan sampel. Jumlah

molekul gas yang diadsorpsi pada permukaan luar padatan sampel sangat sedikit

dibandingkan dengan yang diadsoprsi oleh porinya (Goldstein et al., 1981).

28

Prinsip kerja SEM, dengan cara mengalirkan arus pada kawat filamen tersebut dan

perlakuan pemanasan, sehingga dihasilkan elektron. Elektron tersebut

dikumpulkan dengan tegangan tinggi dan berkas elektron difokuskan dengan

sederetan lensa elektromagnetik. Ketika berkas elektron mengenai target,

informasi dikumpulkan melalui tabung sinar katoda yang mengatur intensitasnya.

Setiap jumlah sinar yang dihasilkan dari tabung sinar katoda dihubungkan dengan

jumlah target, jika terkena berkas elektron berenergi tinggi dan menembus

permukaaan target, elektron kehilangan energi, karena terjadi ionisasi atom dari

cuplikan padatan. Elektron bebas ini tersebar keluar dari aliran sinar utama,

sehingga tercipta lebih banyak elektron bebas, dengan demikian energinya habis

lalu melepaskan diri dari target. Elektron ini kemudian dialirkan ke unit

demagnifikasi dan dideteksi oleh detektor dan selanjutnya dicatat sebagai suatu

foto (Wagiyo dan Handayani, 1997).

Pada EDX analisis kualitatif dilakukan dengan cara menentukan energi dari

puncak yang ada dalam spektrum dan membandingkan dengan tabel energi emisi

sinar-X dari unsur-unsur yang sudah diketahui. Analisa kuantitatif tidak hanya

menjawab unsur apa yang ada dalam sampel tetapi juga konsentrasi unsur

tersebut. Untuk melakukan analisa kuantitatif maka perlu dilakukan beberapa

proses antara lain meniadakan background, dekonvolusi peak yang bertumpang

tindih dan menghitung konsentrasi unsur (Larry, 2001).

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada Maret 2016 sampai Juli 2016 di Laboratorium

Kimia Anorganik-Fisik, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Lampung. Pengambilan alga Nitzschia sp di Balai

Besar Pengembangan Budidaya Laut Lampung (BBPBL). Identifikasi gugus

fungsional menggunakan alat spektrofotometer IR dilakukan di Laboratorium

Kimia Organik FMIPA Universitas Gajah Mada, penentuan tingkat kekristalan

dari material, menggunakan alat XRD dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar

FMIPA Universitas Gajah Mada, identifikasi monfologi permukaan dan

konstituen unsur menggunakan alat SEM-EDX dilakukan di UPT Laboratorium

Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi Universitas Lampung dan kadar ion logam

di tentukan dengan SSA dilakukan di Laboratorium Analitik FMIPA Universitas

Gajah Mada.

B. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas dalam

laboratorium, neraca analitik, pengaduk magnet, oven, pH indikator universal,

kertas saring whatman No. 42, spektrofotometer IR, X-RD, SEM-EDX dan SSA.

30

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alga Nitzschia sp,

TEOS, HCl, magnetit (Fe3O4), CdSO4•7H2O, CuSO4•5H2O, NiSO4•6H2O, etanol

teknis, akuades, NaOH, Na2EDTA dan HNO3

C. Prosedur Percobaan

1. Penyiapan Biomasa Alga Nitzschia sp

Biomasa alga diperoleh dari isolasi alga Nitzschia sp yang dihasilkan dari

pembudidaya dalam skala laboraturium di Balai Budidaya Laut (BBL) Lampung.

Biomasa Alga yang dihasilkan dalam bentuk nata, dinetralkan dengan

menggunakan akuades hingga pH = 7, dan dikeringkan pada suhu ruangan selama

3-4 hari. Setelah kering alga digerus hingga berukuran 200 mesh.

2. Sintesis HASM Alga Nitzschia sp

Larutan A; 5 ml TEOS dan 2,5 ml akuades ditambahkan magnetit 0,1 g

dimasukan dalam wadah plastik, lalu diaduk selama 30 menit. Saat pengadukan,

ditambahkan HCl tetes demi tetes hingga pH larutan mencapai pH 2. Larutan B;

0,8 gr biomasa Nitzschia sp dengan konsentrasi optimum dicampur dengan 5 mL

etanol diaduk dengan pengaduk magnet sampai larutan tersebut homogen.

Kemudian larutan A dan larutan B dicampur hingga terbentuk gel. Gel yang

terbentuk didiamkan selama 24 jam lalu dicuci dengan etanol dan akuades hingga

pH filtrat mendekati pH 7. Gel dikeringkan didalam oven pada suhu 40˚C selama

2-3 jam selanjutnya digerus dengan ukuran 100-200 mesh (Tamara, 2015).

31

D. Karakterisasi Material

Biomassa alga Nitzschia sp, HAS, dan HASM dikarakterisasi dengan IR untuk

mengetahui gugus-gugus fungsional utama yang terkandung dalam alga tersebut,

SEM-EDX untuk menentukan struktur dan ukuran pori dan XRD yang digunakan

untuk mengidentifikasi tingkat kekristalan material Fe3O4.

E. Uji Adsorpsi-desorpsi monologam

Sebanyak 0,1 g adsorben ditambahkan 20 mL larutan Ni(II) dengan konsentrasi

300 ppm. Kemudian larutan diaduk pada pH 5-6 selama 1 jam, lalu filtrat dan

endapannya dipisahkan menggunakan sentrifius. Filtrat yang diperoleh dianalisis

menggunakan SSA. Kemudian endapan yang mengandung ion logam didesorpsi,

dengan menggunakan 20 ml aquadas, HCl 0,1M, dan Na2EDTA 0,1M sebagai

eluen. Filtrat hasil desorpsi dianalisis kadarnya menggunakan SSA. Perlakuan

yang sama diberikan pada larutan ion Cd(II) dan Cu(II) ( Buhani et al., 2011).

F. Uji adsorpsi-desorpsi larutan multilogam

Sebanyak 1 gram adsorben di tambahkan 100 ml larutan multilogam Ni(II),

Cd(II), Pb(II), Zn(II), dan Cu(II) dengan konsentrasi 300 mg/L. Kemudian

larutan diaduk pada pH 5-6 selama 1 jam, lalu filtrat dan endapannya dipisahkan

menggunakan sentrifius. Filtrat yang diperoleh dianalisis menggunakan SSA.

Kemudian endapan didesorpsi, dengan menggunakan 20 ml aquadas, HCl 0,1M,

32

dan Na2EDTA 0,1M sebagai eluen. Filtrat hasil desorpsi dianalisis kadarnya

menggunakan SSA.

G. Stabilitas Kimia

Adsorben sebanyak 0,1 gram dimasukan kedalam 100 mL, masing-masing

pelarut, yaitu larutan HNO3 0,1 M, CH3COONa 0,1 M, dan air dengan variasi

waktu 1 sampai 4 hari. Kadar Si yang terlarut dalam fitrat dianalisis

menggunakan SSA. Persentasi Si yang tersisa dalam adsorben di hitung

berdasarkan persamaan; % Si tersisa = [Si]t/[Si]ox 100, dimana [Si]o adalah

konsentrasi Si awal dalam material dan [Si]t adalah konsentrasi Si terlarut masing-

masing pada waktu t dalam mg L -1( Buhani et al., 2011)

H. Penggunaan Ulang

Ion logam Cd (II) yang teradsorpsi pada bahan HASM Alga Nitzschia sp

dilepaskan menggunakan HCl 0,1 M dan Na2EDTA 0,1 M. Setelah dicuci dengan

air hingga netral dan ditimbang hingga berat konstan, kemudian bahan tersebut

digunakan kembali untuk menyerap ion Cd(II) menggunakan metode batch

sampai 5 kali pengulangan ( Buhani et al., 2011).

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat

disimpulkan bahwa :

1. Sintesis HASM telah berhasil dilakukan dari biomassa alga Nitzschia sp,

magnetit, dan HAS.

2. Hasil dari uji adsorpsi monologam menunjukan bahwa urutan ion logam

teradsorpsi adalah ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) dan urutan ion logam terdesorpsi

adalah ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II)

3. Hasil dari multilogam menunjukan urutan ion logam teradsorpsi adalah ion

Pb(II)>Cd(II)>Cu(II)>Zn(II)>Ni(II) dan untuk urutan ion logam terdesorpsi

adalah ion Pb(II)>Cd(II)>Cu(II) >Ni(II)>Zn(II).

4. HASM lebih stabil pada media asam dan netral serta tidak stabil pada media

basa selama waktu interaksi 4 hari.

5. HASM dapat digunakan secara berulang sebanyak 4 kali penggunaan ulangan

dalam proses adsorpsi-desorpsi ion logam Cd(II).

53

B. Saran

Pada penelitian lebih lanjut disarankan untuk melakukan sistem adsorpsi dengan

metode kontinu pada kompetisi ion-ion logam agar lebih mudah diaplikasikan

sebagai adsorben untuk pemisahan ion logam dari larutan di lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, Mikrajuddin dan Khairurrijal. 2008. Review: KarakterisasiNanomaterial. Jurnal Nano Science dan Teknologi. 2(1): 8-10.

Alfian, Z. 2005. Analisis kadar logam kadmium (Cd2+) dari kerang yang diperolehdari daerah Belawan secara spektrofotometer serapan atom. Jurnal SainsKimia. 9(2): 73-76.

Atkins. 1999. Kimia Fisik III. Jakarta: Erlangga.

Blais, J.F., B. Dufresne., and G. Mercier. 2000. State of The Art of Technologiesfor Metal Removal From Industrial Effluents. Rev. Sci. Eau. 12(4): 687-711.

Bragg, L., Phillips, D., and Lipson, H. S. 1975. The development of x-ray analysis,Bell, London.

Brinker, C.J., and G.W. Scherer. 1990. Applications in: Sol Gel Science, thePhysics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press, Inc. SanDiego, California. pp 839-880.

Buhani and Suharso. 2009. Immobilization of Nannochloropsis sp biomass by sol-gel technique as adsorbat of metal ion Cu(II) from aqueous solution.Asian Journal of Chemistry. 21(5) : 3799-3808.

Buhani, Suharso, and Sumadi. 2010. Adsorption Kinetics and Isotherm of Cd (II)Ion on Nannochloropsis sp Biomass Imprinted Ionic Polymer.Desalination. 259: 140-146.

Buhani, Suharso, and L. Aprilia. 2012. Chemical Stability and AdsorptionSelectivity on Cd 2+ Nannochloropsis sp Material with Silica Matrik fromTetraethyl Orthosilicate. Indonesian Journal of Chemistry. 12(1):94-99.

Buhani, Suharso, and Sumadi. 2012. Production of Ionic Imprinted Polymer fromNannochloropsis sp Biomass Its Adsorption Characteristic toward Cu(II)Ion in Solutions. Asian Journal of Chemistry. 24(1): 133-140.

55

Cabrera, L., Gutierrez., N. Menendez., M.P. Morales., and P. Herrasti, P. 2008.Magnetite Nanoparticles: Electrochemical Synthesis andCharacterization. Electro chimica Acta. 53: 3436-3441.

Campbell, M, N. 2008. Biodiesel: Algae as renewable source for liquid fuel.Guelph Engineering Journal, 1: 2-7

Cervantes, C., Compos-Garcia., D. Silvia, F.G., Corona., H. L. Tavera., J.Gusman., and R.M. Sanchez. 2001, Interaction of Chromium withMicroorganisms and Plant. FEMS Microbiology Reviews. 25 : 335-347.

Chisti, Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances. 25: 294-306.

Cotton, F.A. dan Wilkinson, G. 1989. Kimia Anorganik Dasar.TerjemahanSahatiSuharto. Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Darmono, 1995. Logam dalam Sistem Biologi Mahkluk Hidup. UI Press. Jakarta.

Dirjen POM Departemen KesehatanRepublik Indonesia. 1995. FarmakopeIndonesia. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta.

Drbohlavova, J., R. Hrdy, V. Adam, R. Kizek, O. Schneesweiss, J. Hubalek. 2009.Preparation and Properties of Various Magnetic Nanoparticles. Sensors.9: 2352 – 2362.

Elizabeth, I.R. 2011. Biosintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Silika (SiO2) dariSekam Oleh Fusarium Oxyporum. (Skripsi). Fakultas MIPA. ITB. Bogor.

Farook, A., and S. Ravendran. 2000. Saturated Fatty Acids Adsorption byAcidified Rice Hull Ash. Journal Chemistry Society.77: 437-440.

Goldstein, J.I., D.E. Nwberry, P. Echlin, D.C. Joy, C. Fiori., and E. Lifshin.1981. Scanning Elctron Microscopy and X-Rays Microanalysis. [ATextbook for Biologist]. Materials Scientists and Biologists. New York.

Gupta, S.S., and K.G. Bhattacharyya. 2006. Adsorption of Ni(II) on Clay. JournalChemist Science. 295: 21-32.

Harjadi. 1993. Ilmu Kimia AnalitikDasar. Gramedia. Jakarta.

Harris, O.P., and J. G. Ramelow. 1990. Binding of Metal Ions by ParticulateQuadricauda. Environt Scient and Technology. 24: 220-227

Hook, J. R., and H. E. Hall. 1991. Solid state physics. 2nd edition, John Willeyand Sons: England/Chichester, hal: 241.

Housecroft, C. E. and A. G. Sharpe. 2005. Inorganic Chemistry. Prentice-Hall,Inc. New Jersey.

56

Huheey, J.E., Keiter E.A. and Keiter R.L. 1993. Inorganic Chemistry :Principlesof Structure and Reactivity. 4th edition. Harpelcolling College Publisher.New York.

Isnansetyo, A dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton danZooplankton; Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut.Kanisius.Yogyakarta.

Jamarun, N. 2000. Proses Sol Gel (Tesis). FMIPA Kimia Universitas Andalas.Padang.

Jeon, C., 2011, Adsorption Characteristic of Cooper Ions Using MagneticallyModified Medicinal Stones, Journal of Industrial and EngineeringChemistry.17: 1487-1493.

Kalapathy, U., A. Proctor, and J. Schultz. 2000. A Simple Method For Productionof Pure Silica From Rice Hull Ash. Bioes. Tech. 73: 257-262.

Keenan, C.W. dan W. Kleinfelter. 1984. Ilmu Kimia untuk Universitas Edisikeenam. Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta.Hal. 512-543.

Khopkar, S.M. 2001. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.

Lahuddin, M. 2007. Aspek Unsur Mikro Dalam Kesuburan Tanah. USU Press.Medan.

Larry, D.H. 2001. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy in Handbook ofAnalytical Methods for Materials. Materials Evaluation andEngineering, Inc. pp 13-14.

Lin, Y.E., Vidic, R.D., Stout, J.E., and Yu, V.L. 2002. Negative Effect of HightpH on Biocidal Efficacy of Copper and Silver Ions in ControlingLegionellapneumophila. Journal Environmental Scient. 68 (6): 2711-2715

Lin, Y., H. Chen., K. Lin., B. Chen., and C. Chiou. 2011. Application ofMagnetic Particles Modified with Amino Groups to Adsorb Cooper Ionsin Aqueous Solution, Journal Environmental Scient. 23:44-50.

Mahan, C. A., and Helcombe. J. A. 1989. The Journal of Evaluation of The MetalUptake of Several Algae Strain in Multicomponent MatrixultizungInductively Coupled Plasma Emission Spektrofotometry. AnalyticaChimica Acta. 61: 624-627.

Martell, A. E., and R.D. Hancock. 1996. Metal Complexes in Aqueose Solution.Plenum Press. New York.

57

Miessler, G.L., and Tarr, D.A. 1991. Inorganic Chemistry. Prentice Hall. NewJersey. 51.

Oscik, J. 1982. Adsorption. Ellis Horwood Limited. England.

Oxford. 1994. Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta.

Palar, H. 1994. Pencernaan dan Toksikologi Logam Berat. PT Rineka Cipta

Jakarta.

Peng, Q., Liu, Y., Zeng, G.,Xu, W., Yang, C., and Zhang, J. 2010, Biosorption ofCopper (II) Immobilizing Saccharomyces cerevisae on the surface ofchitosan coated magnetc nanoparticle from aqueous solution, Journal ofHazard Materials. 177: 676-682.

Pearson, R. G. 1963. Hard and Soft Acids and Bases. J. Am. Soc. 85: 3533-3539.

Putra, S.E. 2006. Tinjauan Kinetika dan Termodinamika Proses Adsorpsi IonLogam Pb, Cd, dan Cu oleh Biomassa Alga Nannochloropsis sp yangDiimmobilisasi Polietilamina-Glutaraldehid. Laporan Penelitian.Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Rahaman, M.N. 1995. Ceramics Pressing and Sintering. Departement ofCeramics Engineering University of Missoury-Rolla Rolla Missouri. Hal214-219

Raya, I. 1998. Studi Kinetik Adsorpsi Ion Logam Al (III) Dan Cr (III) PadaAdsorben Chaetoceros Calcitrans Yang Terimobilsasin Pada Silica Gel.(Thesis). FMIPA UGM. Yogyakarta.

Ronaldo, imelda, H.S dan Nelly W. 2013. Adsorpsi Ion Logam Cu(II)Menggunakan Biomassa Alga Coklat Sargasum Crassifolium YangTerenkapsulasi Aqua-Gel Silika. Universitas Tanjungpura. Pontianak2(3): 148-152

Quintanilla, D.P., Sanchez, A.S., Del Heirro,I., Fajardum, and sierra, I. 2008.Amino and Mercapto Silica Hybrid for Cd(II) Adsorption in AqueousSolution. Indonesian Journal of Chemistry.

Schubert, U., and Husing, N. 2000. Synthesis of Inorganic Material. Willey-VCHVerlag Gmbh. D-69469 Wernbeim. Federal Republik of Germany.

Spiakov, B.Y. 2006. Solid Phase Extraction on Alkyl Bonded Silica Gels inInorganics Analysis. Analytica Chimica Acta. 22: 45-60.

58

Sriyanti, Narsito dan Nuryono. 2001. Selektivitas 2-MerkaptobenzotiazolTerimpregnasi pada Zeolit Alam untuk Adsorpsi Kadmium(II) dalamCampuran Cd(II)-Fe(II). Prosiding Seminar Nasional KimiaIX.Yogyakarta.

Stum, Z., and Morgan. J.J. 1996. Aquatic Chemistry : Chemical Equilibria inNatural Water. 3rd edition. John Willey and Sons.Inc. New York.

Suhendrayatna. 2001. Bioremoval Logam Berat Dengan MenggunakanMikroorganisme: Suatu Kajian Kepustakaan. Seminar On-AirBioteknologi untuk Indonesia Abad 21, 1-14 Februari 2001.

Supratman, U. 2010. Equilibrium Penentuan Senyawa Organik. Padjajaran.Bandung.

Suryani, D.P. 2013. ImmobilisasiBiomassa Alga Tetraselmissp Dengan PelapisanSilika-Magnetit Sebagai Adsorben Ion Ni(II) dan Zn(II).(Skripsi).Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Tamara, Dia. 2015. Modifikasi Biomassa Nitzschoasp dengan Silika-Agnetitsebagai Adsorben Ion Cd(II), Cu(II) dan Pb(II) Dalam Larutan (Skripsi).FMIPA Universitas Lampung. Lampung.

Teja, Amyn S., and P.Y. Koh. 2008. Synthesis, properties, and applications ofmagnetic iron oxide nanoparticles. Progrees in Crystal Growth andCharacterization of Materials. 20: 1-24.

Terrada, K., K. Matsumoto and H. Kimora. 1983. Sorption of Copper (II) bySome Complexing Agents Loaded on Various Support. AnalyticaChimica Acta. 153: 237-247.

Triani, Lies. 2006. Desorpsi Ion Logam Tembaga (II) Dari Biomassa Chlorella SpYang Terimobilisasi Dalam Silika Gel (Skripsi). FMIPA UniversitasNegeri Semarang. Semarang.

Valentina, M. Thariq, Suci A. dan Lydia E. 2007. Biologi Fitoplankton dalam danZooplankton. Balai Budidaya Laut Lampung Dirjen Perikanan BudidayaDepartemen Kelautan dan Perikanan. Bandar Lampung

Volensky, Bohumil, and V. Diniz. 2005. Desorption Of Lanthanum, Europiumand Ytterbium From Sargasum. McGill University. Canada.

Wagiyo dan A. Handayani. 1997. Petunjuk Praktikum Scanning ElectronMicroscope, SEM dan Energy Dispersive Spectrometer, EDS.Badan Tenaga Atom Nasonal. Tangerang.

Wankasi. 2005. Desorption of Pb2+ and Cu2+ from Nipa palm (Nypa FruticansWurmb) Biomass. Diakses tanggal 21 Maret 2013 Pukul 10.30 WIB.(http://www.google.com./desorption).

59

Yuliasari, L. 2003. Studi Penentuan Logam BeratTimbal (Pb) danKadmium (Cd)Dalam Organ Tubuh Ayam Broiler Secara Spektrofotometri SerapanAtom. (Skripsi). FMIPA Unila. Bandar Lampung.