p-rssN1907-9850e-lssN2599-2740

JURNALKIMTA(toulNsL or ct{mltTru)

Diterbitkan Oleh

PROGRAM STUDI KIMIAFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Udayana

p ISSN 1907-9850

e ISSN 2599-2740

VOLUME 13, NOMOR 1 JANUARI 2019DOI : https :// doi.orgl 10.24843/JCHEM.20 I 9.v 1 3.i0 I

JT]RNAL KIMIA(JOURNAL OF CHEMTSTRY)

p-ISSN 1907-9850 e-ISSN 2s99-2740voLUME 13, NOMOR 1, JANUARI 2019

Terbit dua kali setahun pada bulan Januari dan JuliBerisi tulisan artikel penelitian bidang Kimia Berbahasa

Indonesia atau Berbahasa Inggris

Ketua PenyuntingDr. Dra. Ni Made Suaniti. M.Si.

Wakil Ketua PenyuntingI Nengah Simpen, S.Si., M.Si.

Penyunting PelaksanaProf. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si.

Prof. Dr. Ir. Ida Bagus Putra Manuaba, M.Phil.Prof. Dr. Drs. I Wayan Budiarsa Suyasa, N{.S.

Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D.Dr. Drs. Manuntun Manurung, M.S.

Dra. Iryanti Eka Suprihatin, M.Sc., Ph.D.Dr. Drs. I Made Sukadana, M.Si.Dra. Emmy Sahara, M.Sc.(Hons)

Anak Agung Bawa Putra, S.Si.. \{.Si.

Pelaksana Tata UsahaDr. Drs. I Made Oka Adi Panrata. \{.Sr

Oka Ratnayani, S.Si.. \1.Sr.Drs. I Wayan Suirta. \ISr

I Gede Andy Andika Parahita. S Si . \1 TI Pande Putu Darma,vuda. S Pt.

. Ni Wayan Karmi

Alamat Penerbit : Program Studi Kimia Fakultas \latema::<, ::: - :: - l -: -=---: --.-

Alam Universitas UdayanaKampus Bukit Jimbaran. Kuta Selaia:. B,:-:,- - 1"" -"=:*:* r-Telpon (0361) 701954 Ert l,<-<.

e-mail :jurnalkimia@unud.ac id rrr-'*;r: . - :-: --: --:http:i/oj s.unud. ac. id/index.php r c h e cr

Dicetak di Percetakan : Pelawa Sari

JURhIAL KIMIA(JOURNAL OF CrrEMrsTRn

p-ISSN 1907-98S0e-ISSN ZSgg_27 4AvoLUME 13, NOlroR 1, JANUARI zltg

DAFTAR TSI

Iffi[T'XffiY::fr:;;:X:::!ffi';:"',i'sitiensis)dengan Kataris Hererogen cangkangN K. D. Astuti, t N. Si*p", aan f W. Suarsa

Aktivitas Antibaktefr Ekstrak Kulit pisang Kepok Kunin g (Musa paradisiacql.) terhadap

ffffi:f#il;: iKi{** a* finZ,i,h-ia Coti a#,.i;;;;;uan rotar Fravonoid DanN. K. D. M. S. Wahyuni, W. S. Rita, dan I. A. R. A. Asih

ii[::frltssKatakterisasi Arang Aktif Dari Bambu Apus (Gigantochtoa apus) Dengan

M. Manurung, E. Sahara, dan p. S. Sihombing

Karakteristik Dan Skrining Fitokimia Ekstrak.Etan yt loulBarang Kepuh (sterqtlia foetida L.)N' P' s. E' Cahvani, J. Suslami, K. c. s. o"*i, N. L. p. Mert;;a?.r, o. w. A. purra, dan D. A.Swastini

Yr?-t{o: Docking Likope-n Sebagai Antiosteoporosis Secara In SilicoN. M. P. Susanti, D. p. D. Saputra]p. I-. Hlnariyuti, f. p. O. N. nuruf.,yungun, C. A. K..Amarawati..

;rffi*:|u}tH:;TH peonidin clari Ubi Jalar Ungu (rpomoea Batatasl.) sebagai Agen

I G' P' Putra, r p' w' Nugraha, r w. Suwartawan, N K. S. Ani, Dan N p. L. Laksmiani ...........

5ffiHgJ*::?t"?:,,ilt*rr pb Dan cd Datarn Sedimen Dan Buah pedada (sonneratia Atba)

N. K. D. S. Widari, I M. Siaka, I. E. Suprihatin .....

Analisis Profil Asam Lemak Daging Ayam Petelur Afkir yang Difermentasi secara TradisionalBali Menggunakan Gas Ctrlolatogranhy fUass Spectrophotometry (GC_MS)I. A. Okarini, H. purnomo, L E. R;diati;da;N. M. Suaniti .. ...... ...

Potensi Ekstrak Etanol BawangJvter ah (Lltium Ascslanicuml.i dan Garam Nacl Menurunkan#e,f:::i".r;,,Ify,\{f:Tfn,i ;*ingun Luka Bakar Ringan

t6

22

29

34

40

44

I M. Sukadan4 S. R. Santi, dan Melli.......53

Karakteristik Simplisia Teh Hitam Dari Tanaman Camelia Sinensis Var. Assamica DariPerkebunan Teh Bali Cahaya Atnefta, Desa Angseri, Kecamatan Baturiti, Kabupaten Tabanan,BaliN. L. P. V. Paramita, N. M. D. Andani, I. A. p. y. putri, N. K. s. lndriyani, and N. M. p. Susanti 5g

Karakterisasi Batu Kapur Alam Bukit Jimbaran BaliY. Ulfa, A. A. B. Putra, dan I N. Simpen 67

Sintesis dan l(arakterisasi Zeolit-TiO2 Serta Pemanfaatannya Sebagai Fotokatalis UntukDegradasi Rhodamin BW. A. Fauzi, I N. Sirnpen, dan I W, Sudiarta

Jenis Asam Lemak Minyak Tempe BusukM. H. Rachmawati, H. Soetjipto, dan A. I G. N. Kristijanto

Penentuan Suhu Dan Waktu Optimum Ekstraksi Antosianin Dari Ubi Jalar Ungu (IpomoeaBatatas I. ) Dengan Bantuan A-L-ArabinofuranosidaseN M. T. Juliasari,l N. Wirajana, Dan N W. Bogoriani .... gg

Pembuatan Dan Karakteristrsi Arang Aktif Dari Batang Limbah Tanaman Gumitir DenganAktivator ZnCl2 t

E. Sahara, D. E. Permatasaari, I W. Suarsa. 95

Studi Adsorpsi Zat Warna Naphthol Yello'n, S Pada Limbah Cair Menggunakan Karbon AktifDari Ampas TebuW. P. Utomo, E. Santoso, G. Yuhaneka, A. L Triantini, M. R. Fatqi, M. F. Huda, N. Nurfitria..,. 104

The Quality Of Coconut Oii Prepared Using Heating Technique With Addition Of CarrotPowder (Dauctts Carrota L) As Natural Antioxidant

78

82

tt7N M. Suaniti, M. Manurung, O. Ratnayani, A. A. l. S. J. Dewi

I

DOI: https:i/doi.org/ I 0.248 43 IJCI{EM.ZO I 9.v1 3. i0 1 p-ISSN 1907-9850e-ISSN 2599-2140

PEMBUATAN DAi{ KARAKTERISASI ARANG AKTIF DARI BATANG LIMBAHTAIIAMAN GUMIIIR DENGAI\ AKTWATOR ZnClz

E. Sahara*, D. E. Permatasaari, dan I W. Suarsa

Program Studi Kimia Fekultas Matematika dan llmu Pengetahuan Alam Universitas Udayanahn Kampas Il na d-Iimb aran, f imbaran-Bali, Indonesia

ABSTRAK

Limbah pertanian batang tanaman gumitir dapat digunakan sebagai bahan pembuatan arang aktif.

Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa aktivasi terhadap arang dari batang tanaman ini dengan asam fosfat(H:PO+) dan NaOH menghasilkan arang aktif yang memenuhi standar SNI 06-3?30-1995 tentang arang aktifteknis.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat dan mengkarakterisasi arang aktif dari balang tanaman

gumitir yang dikarbonisasi pada suhu 300oC selama 90 menit dengan ak;tivator ZnCIz. Aktivasi dilakukan dengan

penambahan ZnClz ke arang gumitir dengan berbagai perbandingan mol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

penambahan sebanyak 0,1 mol ZnCl2 terhadap 1 gram arang menghasilkan arang aktif yang memenuhi standar

SNI tersebut, dimana diperoleh kadar air 5,00yo, kadar abu 8,33o/o, kadar zat mudah menguap pada pemanasan

950oC sebesar 7,36a/o, kadar karbon 79$Aa/o, daya serap terhadap iod sebesar 788,l27lmglg, daya serap terhadap

metilen biru sebesar 260,7917mg1g, serta m€mpunyai luas permukaan sebesar 677,6270 nfgaan keasaman

permukaan sebesar 0,3396 mmol/gram. Analisis gugus fungsi terhadap arang aktif ini menunnjukkan adanya

gugus-gugus O-H, COOH, C-O aldehid, C-C alkuna dan C-H.

Kata kunci: arang aktif batang gumitir, karakterisasi, ZnClz

ABSTRACT

The agricultural waste of gumitir plants stem can be used as an ingredient in producing an activated

carbon. Some researchers have reported that the additions of phosphoric acid and NaOH as chemical activators

have resulted in an activated carbon that met the SNI (lndonesian National StandarQ 06-373&1995 about

technical activated carbon. The purpose ofthis study was to produce and characterize the activated carbon &om

the stem of gumitir plants carbonized at 300oC for 90 minutes with the use of ZnClz as the activator. The

activation was carried out by adding ZnClz to an amount of carbon in various mole ratios. The characteri$ics ofthe activated carbon obtained were compared to the SNL IT was evident that the addition of 0.1 mole of ZttClz to

1 g.am of the carbon produced an activated carbon that met the SNI standard, nanrely, water content of 5.007o,

as content of 8.33o/o,volatile content of950"C of heating of 7.36Yo, carbon content af 79,30o/a, iodine absorption

capacity of 788.12?1 mglg, and methylene blue absorption capacity af 260.7917 mglg. The surftce area and

surfae acidity of this carbon was of 677,6270 mg2/g and 0.3396 mmoVg, respectively. The functional group

analysis of this activated carbon showed the presence of O-H, COOH, C-O aldehyde, alkaline C-C and C-H

groups.

Keywords: activated carbon, character-ization, marigold stem bark, ZnClz

PENDAHULUAN

Arang aktifadalah suatu padatan yangbahan dasarnya kmbon berpori dengan

kandungan karbon sebesar 85-95%. Arangaktif memiliki luas permukaan sangat tinggiyaitu di atas 600 m2lgram. Luas petmukaanyang sangat besar ini disebabkan oleh adanya

struktur berpori sehingga arang aktif memilikisifat sebagai adsorben. Arang aktif dapat

menyerap gas dan senyawa-senyawa kimiatertentu karena besamya volume pori-pori dan

luas permukaannya (Rasdiansyah, 2014).

Arang aktif mempunyai banyak manfaat

diantaranya sebagai pembersih air, pengolahan

limbah cair, pemumi gus, pemurni minyakkelapa, farmasi, kimia, dan dalam bidangindustri. Contoh dalam bidang industri yaitupada industri obat-obatan, makanarL minuman,

95

JURNAL KIMIA (J)URNAL oF CHEMISTR\ B (1), JANUARI 2019: 95-103

pengolahan air atau penjemihan air dan lain-lain (Cooney, 1980).

Pembuatan arang aktif dimulai dari

proses karbonisasi. Kemudian, arang yang

ierbentuk diubah menjadi arang aktif melaluiproses aktivasi. . Aktivasi arang terdiri dari

dua metode utama afiatara laindengan cara

aktivasi fisik Qthysical activation) dan cara

aktivasi kimiawi (chemieal activation).

Aktivasi fisik biasanya terdiri dari dua tahap'

Tahapan pertama merupakan karbonisasi

bahan dasar dengan pemanasan pada suhu

sekitu 100{ yang dilanjutkan dengan tahap

berikufirya, yaitu mengalirkan uap k1$ondioksida atau pemanasan pada suhu 800 -1000'C (Jamilatun et al,2014)' Atrdvasi secara

kimiawi daPat dilakukan dengan

menambahkan bahan-bahan kimia sebagai

aktivator. Pemilihan jenis aktivator akan

berpengaruh terhadap kualitaskarbon- aktif'

Pada -

penelitian-penelitian sebelumnya

aktivator kimia yang digunakan berupa asarno

basa dan garam atau KOH, HIPO+ dan ZnClz

(Pambayun, 2013)'' Karbonisasi limbah batang gumitir

yang dilakukan pada suhu 300oC selama 90

menit telah dilaporkan menghasilkan arang

aktif yang memenuhi standar SNI (Siaka dkk,

2016) yaitu dengan kadar air sebesar 4,00 *0,00% ; kadar zat mudah menguap 6'58 +

A,O?YI; kadar abu 4,34 * 1,22o/o; daya serap

terhadap lz 631,A935 * 0,00 mg/g; daya serap

terhadap metilen biru 131,34 * 1,7 mg/g dan

kadar karbon sebesar 85,44a/a' Aktivasi asam

fosfat (HsPO+\ 15% (Sahara dklq 20-17) dan

dengan NaOH telah dilaporkan menghasilkan

ararig aktif yang memenuhi standard SNI 06-

3730-1995 mengenai mang aktif teknis (Sahara

dkk, 201?). Arang aktif yang berkualitas baik

memiliki kadar air maksimal 15Vo, kadat zat

mudah menguap maksimal 25a/o, kadar abu

maksirnal tb% dan kadar karbon minimal

650/o, Daya serap arang' aktif terhadap

lzminimal sebesar 75A mglg dan daya serap

terhadap metilen biru minimal 120 mg/g (SNI'

1995). - Arang aktif yang telah diaktivasi

dengan H:POa dan NaOH di atas'

meriunjukkan daya adsorpsi yang- baik

terhadap logam Pb dan Cr (Putri, 2017) serta

Cu dan CO ifartini, 2017). Daya adsorpsi

arang aktif ini jauh lebih baik dari daya

adsonpsi arang tanpa aktivasi (Putri, ?Al7 dan

Kartini,2017).Penelitian sebelumnya tentang arang

aktif dengan aktivator ZnClz sudah banyak

96

dilakukan. Laporan mengenai arang aktif dari

ampas bubuk kopi yang diaktivasi dengan

ZnClz menunjukkan bahwa temperatur,

konsentrasi ZnClz dan rasio berat ZnClzdengan karbon aktif sangat berpengaruh

terhadap daya serap iod (Radiansyah, 2014)'

Penelitian lainnya oleh Esterlita (2015),

menunjukkan bahwa aktivator terbaik untuk

aktivasi arang dad pelepah hen adalah ZnClz

dan H:POq, dibanding!<an'dengan aktivator

KOH.Sampai sejauh ini aktivasi arang dari

batang limbah tanaman gumitir sudah

dilakukan dengan HrPOq dan NaOH saia'

Berdasarkan uraian di atas, maka dilakukan

penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi

arang aktif dari batang limbah tanaman gumitir

dengan aktivator ZnCll

MATERI DAI\ METODE

BahanBahan-bahan Yang digunakan dalam

penelitian ini adalah limbah batang tanaman

gumitir yang diperoleh dari Perkebunan Bali

lumitir ' di- Daerah Mayungan,

-Baturiti-iabanan, lz, NazSzor.SHzO, ZnClz, KI,

KzCrzOr, metilen biru, amilum' aquades, kertas

saring Whatman noJZ, tissue.

PeralatanTanur, mortar, aYakan 100 Pm - 200 Pm,

gelas beaker, gelas ukur, pH meter,-timbangan

analitilq cawan porselin, oven, desikator, labu

erlenmeyer, pipet volume, pipet mikro, buret'

statif, batang pengaduk, pengaduk magnetik'

corong, hotplaie, botol semprot, filler dan alat

intrumen spektrofotometer UV-Vis dan

Spe}tro fotometer Inframerah.

Cara Kerja

Penyiapan Bahan. " 'slampel batang tanaman gumitir

-dicucidengan aii kran, kemudian dibilas {enganuquid"t. Sampel kemudian dipotong-kecil -

kecil dan dikeringkan dalam oven pada suhu

1050C hingga massa konstan.

Karbonisasi Batang Gumitir Menjadi

ArangSebanYak 300 g samPel kering

dikarbonisasl AuU* tanur pada suhu 3000C

dengan waktu 90 menit. Arang yang terbentuk

ditimbang dan ditentukan persentase

Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Aktif Dari Batang Limbah Tanaman Gumitir Dengan Aktivator Znclz(E. Sahara, D. E. Permatasaari, dan I W' Suarsa)

rendemennya. Selanjutnya atarrg digerus dan

diayak menggunakan ayakan 100 pm - 200

prn.

Aktivasi AraugKe dalam 5 buah gelas beaker

dimasukkan masing-masing 12 g arang hasil

karbonisasi. Lalu ditambahkan 200 mL larutan

ZnCl2 dengan konsentrasi 0,1 ; 0,25; 0,5; l;dan 1,5 M, sehingga diperoleh perbandingan

antara massa arang dan mol ZnClz sebagai

berikut I : 0,02; 1 : 0,05; 1 : 0,1; 1 : 0,2; I :

0,3 atau perbandingan massa sebagai berikut:(l :20,M72); (1 : 13,6135); (1 :6,8157); (t :

3,4A79); (l : 1,3631). Campuran kemudian

didiamkan selama 24 jam lalu disaring dan

dibilas dengan aquades hingga pH netral'

Arang kemudian dipanaskan di dalam tanur

pada suhu 900qC selama 1 jam. Arang aktifyang terbentuk kemudian didinginkan hingga

mencapai suhu ruangan dan ditimbang. Proses

aktivasi diulang sebqnyak 3 kali dan ditentukan

persentase rendemennYa.

Karakterisasi Arang AktifPenentuan Kadar Air

Sebanyak 1 g arang aktif ditempatkan

dalam cawan porselin yang telah diketahui

massanya lalu dikeringkan dalam oven pada

suhu l05oC hingga diperoleh massa konstarL

kemudian didinginkan dalam desikator.

Kadar Zat Mudah MenguaP

Arang aktif kering dipanaskan dalam

tanur padi suhu 900'C selama 15 menit,

kemudian didinginkan dalam desikator dan

selanj utnya ditimbang.

Kadar Abu Total

Sebanyak 1 g arang aktif diletakkan didalam cawan porselin, dipanaskan dalam oven

pada suhu 105oC sampai diperoleh massa

Lonstan. Sampel dalam cawan lalu dimasukkan

ke dalam tanur dan diabukan pada suhu 650"C

selama 4 jarn, lalu didinginkan dalam

desikator, selanjutnya ditimbang.

Kadar Karbon Terikat

Kadar karbon terikat dalam arang aktifadalah hasil dari proses pengarangan selain

abtr, air danzat-zat yang mudah menguap.

Daya Serap TerhadaP Iod

Sebanyak 1 g arang aktif dimasukkan ke

dalam labu erlenmeYer, kemudian

ditambahkan 25 mL larutan iodium 0,125 M'Larutan diaduk selama l5 menit lalu

erlenmeyer ditutup dan disimpan ditempatyang gelap selama 2 iam- Larutan kemudian

disaring, lalu filtratnya dipipet l0 mL,

dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer yang

bersih dan dititrasi dengan larutan NazSzO:0,1

M hingga larutan berwarna kuning muda'

Sebanyak I mL indikator amilum ditambahkan

ke dalam larutan dan titrasi dilanjutkan sampai

warna biru tepat hilang' Volume larutan

NazSzOr yang digunakan dicatat dan dihitung

daya serap arang aktif terhadap iodin dalam

mde.

Daya Serap TerhadaP Metilen Biru

Dibuat kurva kalibrasi larutan metilen

biru dengan konsentrasi 0,2,3,4, 6, dan 8

mg/L. Kurva yang diperoleh digunakan untuk

menentukan konsentrasi metilen biru sisa

sehingga metilen biru yang diserap oleh arang

aktif dapat diketahui' Sebanyak I g arang aktifdimasukkan ke dalam gelas beaker dan

ditambahkan 200 mL Iarutan metilen biru 1000

mg/L, diaduk dengan pengaduk magnet selama

30 menit. Larutan disaring dengan kertas

saring Whatman no. 12, kemudian absorbansi

dari fi ltratnya diukur dengan spektrofotometer

UV-Vis pada 1",,* metilen biru.

PenentuanGumitir

Luas Permukaan Batang

Sebanyak 1 g sampel arang aktif batang

gumitir dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250

mL dengan menggunakan pengaduk magnet

dengan waktu kontak dengan metilen biru yang

bervariasi yaitu 5, 10, 15, 20,4A dan 60 menit-

Larutan hasit pengadukan disaring dan

filtratnya dianalisis menggunakan

spektrofotometer UV-Vis pada panjang

gelombang maksimum larutan metilen biru

664,60 nm.

Penentuan Keasaman Permukaan

Sebanyak I g sampel arang aktif batang

gumitir dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250

mL kemudian ditambahkan 15,0 mL larutan

NaOH 0,1 M sambil diaduk dengan pengaduk

97

JURNAL KIMIA (JOURNAL oF CHEMISTR\ 13 (1), JANUARI 2019: 95-103

maglet selama 15 menit, lalu ditambahkansebanyak 3-4 tetes indikator phenolphtaleinl% (b/v). Campuran dititrasi dengan larutanHCI 0,1 M sampai terjadi penrbahan wamadari merah muda menjadi tidak berwama.Volume HCI yang digunakan dalam titrasidicatat dengan teliti.

Analisis Gugus Fungsi

Arang aktif yang menunjukkankarakteristik terbaik, dianalisis spektrainframerahnya sehingga dapat diketahui gugus-gugus fungsinya. Analisis spektroskopiinframerah dalam penelitian ini menggunakanspektrofotometer Shimadzu IRPrestige-2 1 .

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar AirPrinsip dalam penentuan kadar air yang

dilakukan pada penelitian ini yaitu denganpemanasan pada suhu di atas 1000C selama 4jam sehingga tercapai massa konstan. Hasilpenentuan kadar air arang aktif dan arangtanpa aktivasi bisa dilihat pada tabel dibawahini:

Tabel l. Kadar Air Arang AktifJumlah mol ZnClz Kadar Air (%)

Kadar Zat Mudah Menguap

Prinsip dalam penentuan kadar zatmudah menguap pada peneltian ini adalahpemanasan pada suhu 9000C selama 15 menit,sehingga diperoleh berat konstan. Kadar zatmudah menguap ditentukan untuk mengetahuikandungan senyawa yang belum menguappada proses karrbonisasi, dan aktivasi. Hasilpenentuan kadar zat mudah menguap arangaktif dan arang tanpa aktivasi dapat dilihatpada Tabel 2 di bawah ini:

Tabel 2. Kadar Zat Mudah Menguap ArangAktif

Jumlah mol Kadar Zat MudahZnClz Menguap (7o)

Menurut SNI 06 - 3730 - 1995 tentangarang aktif teknis, arang aktif dalam bentukserbuk memiliki kadar air maksimal 15%.

Hasil penentuan kadar air yang ditunjukkanpada tabel di atas, menunjukkan bahwa arangaktif yang dibuat dengan berbagai jumlah molZnClz dalam penelitian ini memenuhi bakumutu kadar air arang aktif. Kadar air yangditunjukkan oleh arang aktif dalam penelitianini lebih kecil dibandingkan dengan arang yangtidak diaktivasi yaitu sebesar 8,00o/o.

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0,1 mol

0,2 mol

0,3 mol

34,79 *.1,25

21,47 L0,74

12,09 + 0,58

7,36 *1,05

21,79 r0,49

17,19 + 1,86

. Semakin tinggi kadar zat mudahmenguap dari arang aktif maka akan semakinmenurun mutu arang aktif tersebut. Hal inidisebabkan karena senyawa-senyawa stabilyang terkandung dalam arang akan menutupipori-porinya. Dari tabel diatas, dapat dikatakanbahwa arang tanpa aktivasi tidak memenuhibaku mutu. Menurut SNI 06 - 3730 - 1995tentang arang aktif teknis, arang aktif dalambentuk serbuk yang baik memiliki kadar zatmudah menguap maksimal sebesar 25Yo. Olehsebab itu, arangyafig diaktivasi ZnClzdenganberbagai jumlah mol telah memenuhi bakumutLr arang aktif, dengan kadat zat mudahmenguap paling tinggi pada konsentrasi 0,2mmol sebesar 21,78%o dan paling rendah pada

konsentrasi 0,1 mol sebesar 7 ,36Yo.

Kadar ALru Total

Arang aktif yang terbuat dari bahanalam tidak hanya mengandung senyawa karbonsaja, akan tetapi mengandung beberapamineral. Sebagian mineral ini akan hilang saatproses karbonisasi dan aktivasi, sebagianlainnya akan tertinggal dalam arang aktif.

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0,1 mol

0,2 mol

0,3 mol

8,00 *6,66 *4,57

6,33 *0,57

5,00 +

6,66 *0,57

7,00 i

98

pembuatan Dan Karakterisasi Arang Akfif Dari Batang Limbah Tanaman Gumitir Dengan Alctivator ZnClz

(E. Sahara, D. E. Permatasaari, dan I W' Suarsa)

Penentuan kadar abu total dalam penelitian inibertujuan untuk mengetahui kandungan oksida

logam dalam arang aktif. Kadar abu total arang

aktif merupakan sisa yang tertinggal pada saat

arang dibakar pada suhu 6000C - 9000C selama

3 - 16 jam (Jankowska el a/., 1991). Hasilpenentuan kadar abu total arang aktif dan

arangtanpaaktivasi dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Kadar Abu Total Arang AktifJumlah mol

ZnClzKadar Abu Total (%)

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0,1 mol

0,2 mol

0,3 mol

19,66 * 1,52

9,33 + 0,57

9,66 * 1,75

8,33 + 0,57

10,00 + 0,00

10,33 + 0,57

Menurut SNI 06 - 3fiA - 1995 tentang

arang aktif teknis, arang aktif dalam bentukserbuk memiliki kadar abu total maksimalsebesar 107o. Dengan demikian, kadar abu

total dalam arang aktif yang dibuat dengan

berbagai jumlah mol ZnClz dalam penelitian

ini sudah memenuhi baku mutu kadar abu totalarang aktif kecuali pada konsentrasi 0,3 molmemiliki kadar abu total lebih dari i0% yaitusebesar l133o/o. Arang aldif pada penelitian inimemiliki kadar abu total yang lebih rendah

dibandingkan dengan arang tanpa aktivasiyaifir19,66o.

Kadar Karbon Terikat

Penentuan kadar karbon terikat pada

penelitian ini berfungsi untuk mengetahui

kadar karbon mumi yang terkandung dalam

arang aktif. Fraksi karbon dalam arang aktifmerupakan hasil dari proses pehgarangan

selain air, abu, dan zat - zat mudah menguap,

sehingga kadar karbon dapat ditentukanmelalui selisih presentase total dengan jumlah

presentase kadar air, kadar zat mudah menguap

dan kadar abu dari arang aktif (Sudrajat dan

Pari, 201i). Hasil penentuan kada karbon

terikat arang aktif dan arang tanapa aktivasidapat dilihat pada Tabel4.

Menurut SNI 06 - 3730 - 1995 tentang

arang aktif teknis, arang aktif dalam bentuk

serbuk yang baik memiliki kadar karbon

minimal 65%. Berdasarkan tabel di atas arang

yang diaktivasi dengan ZnClz secara umum

sudah memenuhi baku mutu arang aktif,sedangkan untuk arang tanpa aktivasi memilikikadar karbon yang tidak memenuhi baku mutu

arang aktif yaitu sebesar 41,54Va.

Jumlah molZnClz

Kadar Karbon Terikat(%)

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0,1 mol

0,2 mol

0,3 mol

41,54

62,93

71,90

79,30

61,55

65,47

Daya Serap Terhadap Iod Arang AktifUji iodium meruPakan salah satu

parameter untuk mengetahui kemampuan

karbon aktif dalam menyerap molekul-molekuldengan massa molekul kecil. Pada proses

penyerapan ini molekul-molekul iodium masuk

dan mengisi pori-pori karbon ak3if. Penentuan

daya serap terhadap iod oleh arang aktif,menggunakan metode titrasi iodometri. Dayaserap iodin diperoleh dari analisis filtratcampuran iodin dan arang aktif. Analisisdilakukan dengan titrasi iodometri laludihitung daya semp arang aktif terhadap

larutan iodin dalam mg/gram' Hasil penentuan

daya serap terhada iod arang aktif dan arang

tanpa aktivasi dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Daya Serap Terhadap Iod ArangA lrtif

Jumlah rnol Znclz DaYa SeraP Iodin(mglg)

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0, I mol

0,2 mol

0,3 mol

740,4114 t 1,52

783,6066 * 0,86

785,1134 + 0,50

788,1271+1,73

787,6248 + 1,73

781,0951 +

Daya serap iodium biasanya dijadikan

indikator utama dalam menentukan kualitas

arang aktif. Data yang diperoleh pada arang

yang diaktivasi dengan ZnCl2 telah memenuhi

99

ruRNAL KIMIA (JOURNAL OF CHEMISTR\ 13 (l), JANUART 2019: 95-103

baku mutu arang aktif dengan daya serap iodtertinggi pada penambahan ZnClZ 0,1 molsebesar 788,1271 mg/g dan daya serap iodterendah pada penambahan ZnCl2 0,3 molyaitu sebesar 781,095i mg/g, sedangkan untukarang tanpa aktivasi tidak memenuhi standarbaku mutu arang aktif, karena daya serap

terhadap iod yg dihasilkan sebesar 740,4114mg/g. Menurut SNI A6 - 3730 - 1995 t€ntangarang aktif teknis daya serap terhadap iodarang aktif dalam bentuk serbuk minimal 750mg iodin/gram arang aktif.

Daya Serap Terhadap Metilen Biru

Penentuan daya serap terhadap metilenbiru bertujuan untuk mengetahui luaspermukaan dari arang aktif serta mengetahui

kemampuan arnng aktif dalam menyeraplarutan berwama (Jankowska et al., 1991).Panjang gelombang maksimum dari metilenbiru yang digunakan pada penelitian ini adalah664,60 nm. Daya selap rnetilen-biru menurutSNI 06-3730-1995 tentang arang aktif teknisminimal sebesar l2A mglg. Meningkatnya luaspermukaan arang aktif disebabkan karenaaktivator ZnClZ mampu mengurangi pengotor-pengotor yang menyumbat pori-pori arangsehingga menyebabkan pori-pori arang aktilmenjadi lebih terbuka sefta memberikan gugus

aktif yang mampu memperbesar daya serap

arang terhadap metilen biru (Sudrajat dan Pari,2011). Hasil penentuan daya serap terhadapmetilen biru arang aktif dan arang tanpa

aktivasi dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel6. Hasil Penentuan Daya SerapTerhadap Metilen Biru

Jumlah molZnClz

Daya Serap MetilenBiru mg/g

semakin luas permukaan adsorben semakin

besar kapasitas adsorpsinya. Analisis luaspennukaan dalam penelitian ini dilakukandengan menggunakan metode metilen biru.Banyaknya metilen biru yang dapat diadsorpsiakan sebanding dengan luas permukaan arangaktif. Panjang gelombang metilen biru yangdigunakan dalam penelitian ini adalah panjanggelombang maksimum yaitu 664,60 nm.

Tabel 7.Lr"ras Permukaan Arang yangdiaktivasi dengan ZnCLz A) mol danArang Tanpa AktivasiSampel S (m2lg)

Arang Aktif 677,6210Arang Tanpa Aktifasi 511,2394

Hasil dari penentuan luas permukaan

arang aktif dan arang tanpa aktivasi pada Tabel7 rnenunjukkan bahwa luas permukaan arangbatang gurnitir yang diaktivasi dengan ZnCl20,1 mol lebih besar dibandingkan dengan luaspermukaan arang batang gumitir tanpaaktivasi. Arang aktif mempunyai luaspermukaan 677,6270 /g lebih besar dari arangbatang gumitir yang tidak diaktivasi. Kenaikanluas permukaan arang aktif ini disebabkankarena aktivator ZnClz dapat melarutkanpengotor-pengotor yang rnenutupi pori.Pengotor pada pori dapat menghambat proses

adsorpsi, sehingga dengan melarutnyapengotor dari arang maka pori-porinya menjadilebih terbuka dan pada akhirnya menambahsitus aktif. Selain itu penggunaan aktivatorZnClZ dapat membuat pori dari arang menjadihomogen.

Jumlah Situs Aktif dan KeasamanPermukaan

Penentuan keasaman permukaan

bertujuan untuk mengetahui jumlah mmol darisitus asam yang terikat pada biosorben atauadsorben per satu gramnya. Penentuan jumlahsitus aktif dilakukan dengan cara kuantitatifmenggunakan metode titrimetri yaitu dengantitrasi asam bas4 situs-situs asam dari arangbatang gumitir direaksikan dengan NaOHberlebih dan sisa OH- yang tidak bereaksidengan situs-situs asam dari adsorben dititrasidengan rnenggunakan HCI 0,1 M. Jumlah situsaktif ini dihitung dari selisih jumlah HCI untukmentitrasi blanko dengan jumlah HCI untuktitrasi adsorben. Hasil penentuan jumlah situsaktif dan keasaman permukaan dapat dilihatpada Tabel 8.

I

i.

0 mol

0,02 mol

0,05 mol

0,1 mol

0,2 mol

0,3 mol

143,6504 *.3,49

65,0188 * 14,78

227,4763 *7,33

264,7917 + l,l1176,6076 * 5,79

163,1739 *.4,47

Luas Permukaan Arang AktifLuas permukaan merupakal salah satu

karakter fisik yang memiliki peranan pentingdalam proses adsorpsi. Banyaknya rat yangmampu teradsorpsi oleh adsorben salahsatunya ditentukan oleh luas permukaan, yaitu

i00

Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Aktif Dari Batang Limbah Tanaman Gumitir Dengan Aktivator ZnCl:(E. Sahara, D. E. Permatasaari, dan I W. Suarsa)

Tabel8. Keasaman Pennukaan Arang AktifJumlah

mol

ZnClz

Kal(mmollgram)

Jumlah Situs

Aktif(molekul/gram)

Analisis Gugus FungsiIdentifikasi gugus fungsi dilakukan

terhadap arang tanpa aktivasi dan arang yangdiaktivasi dengan ZnClz dengan menggunakaninstrumen Spektrofotometer FTIR. Gugusfungsi merupakan gugus aktif yang dimilikioleh arang aktif. Gugus-gugus yang terdapatpada arang akif dapat memberikan pengaruhpada karakter yang dimiliki oleh arang aktiftersebut. Data spektrum inframerah yangdihasilkan dari arang tanpa aktivasi dan arangaktif dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

0 mol 0,2251 * 0,2249

0,02 0,2967 + 0,0029

mol

0,05 0,2493 + 0,0154

mol

0,1 mol 0,3396 * 0,0028

0,2 mol 0)97A + 0,0048

0,3 mol 0,3364 * 0,0000

1,3552 x 1020

1,7265 x l02o

1,4952 x 1020

2,0450 x l02o

1,1863 x 1020

2,A258 x l02o

label 9. Pata spektrum I.nframerah A'ang Tanpa Aktivasi dan Arang AktifBilangan Gelombang (cm-r) Gugus Fungsi

Arang Tanpa Aktivasi arang3373 J02960,73 - 887,26 -CH alifatik -CHz luar bidang2931,80 1394,53 -CH alifatik CH:1379,10 2218,14 -CH alifarik C=C alkuna

1695,43 C=O aldehid2835,36 cooH3226,91 OH terikat3591,46 OH terikat

125,BlrT

100

zg :$'; *':,:

50ia

:t:

28':

:

*0.,.

.l

4000

1

i1

cr,

%in

i- '; [:i g: :il; ,s i i,;,Itr \C .iiti

i?-1 ?*',p,rys-*.ir!ff:e"r4rqrt;\.,o",,",*-*,r ro, *,.-*,y*J

3500 3S00 2500 2r)00 1$00 1CICIo 5001/cm

1 -rrk""-. ,i)ptir-\e. r

-:-*f-*e*ry*,""" *, r ffi

Gambar l. Spektra inframerah arang tanpa aktif dan arang aktif

l0l

h,fi lqqs i4{r'ri ql- #1 e-5,4 io iq

ruRNAL KIMIA (JOUWAL OF CHEMISTRI, 13 (1), JANUARI 2019: 95-103

SIMPULAI[ DAN SARAN

SimpulanKarakterisasi arang aktif yang dihasilkandengan aktivator ZnCle secara umum sudah

memenuhi baku mutu sesuai SNI 06-3730-

1995 tentang arang aktif teknis. Penambahan

ZnCh dengan perbandingan arang I : 0,1 mol

menghasilkan arang aktif dengan

karakteristikyang terbaik yaitu: kadar air 5,00o/o, kadat abu 8,33 Ya, kadar zat mudah

menguap pada pemanasan 950oC sebesar 7,36a/a, daya serap terhadap iod sebesar 788,1?71

mglg daya serap terhadap metilen biru sebesar

26A,7917 mg/g, mempunyai luas permukaan

sebesar 677,677A mglg dan keasaman

permukaan sebesar 0,3396 mmollglam. Arang

aktif ini mempunyai gugus fungsi O-H,COOH, C-O aldehid, C-C alkuna dan C-H.

SaranBerdasarkan hdsil penelitian yang telah

dilakukan, maka dapal disarankan agar

dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai

kernampuan arang aktif dari batang tanaman

gumitir yang diaktivasi dengan ZnClz sebagai

adsorben logam berat ataupun senyawa

organik dalam limbah cair.

DAFTAR PUSTANA

Basu, P., 20O6, Combustion and GasificatiorcIn Fluidized "Beds, CRC, New York,.

Cooney, D.O., 1980, ActivatedCharcoal,Antidotal, and Other MedicalUses, Marcel Dekker, New York.

Esterlita, M. O., dan Herlina N., 2015,

Pengaruh Penambahan Aktivator ZnClz,

KOH, dan HaPO+ dalam Pembuatan

Karbon Aktif dari Pelepah Aren (Arenga

Pinnata), Jurnal Teknik Kimia USU,

Vol.4, No. 1.

Jamilatun, S., Intan D.I', dan Etrza N.P., 2014,

Karakteristik Arang Aktif dari

Tempurung Kelapa dengan PengaktivasiHzSOq Variasi Suhu dan Waktu, J'

Simposium Nasional Telmologi Terapan,

2:31-38.Jankowska H., A, S. dan Choma J., 1991,

Active Carbon, Horwood, London'Sahara, E., Kartini Ni P. W., Sibarani, 1.,2017,

Pemanfaatan Arang Aktif dari LimbahTanaman Gumitir (Tagetes erecta)

Teraktivasi Asam Fosfat (H:PO+)

102

sebagai Adsorben Ion Pb2* dan Cuz*

dalam Larutan, Calaa Kimia $ndonesiaE-Joumal af Applied Chemistryl, 5(2):67-74.

Pambayun G. S., Remigius Y. E., Yulianto.,M. Rachimoellah., dan Endah M. M.Endah., 2013, Pembuatan Karbon Aktifdari Arang TemPurung KelaPa dengan

Aktivator ZnClz dan NazCOr sebagai

Adsorben untuk Merigurangi KadarFenol dalam Air Limbah, Jurnal TeknikKimiaITSVol.2, No. 1.

Radiansyah, D., dan Supardan M. D., 2014,

Optimasi Proses Pembuatan KarbonAktif dari AmPas Bubuk KoPi- Menggunakan Aktivator ZnClz, JurnalTelcnologi dan Industri Pertanian

Indonesia, Vol.6 (3) : 1-5.

Sahara, 8' SulihingtYas, W. D., dan

Mahardika, I. P. A. S.,2017, Pembuatan

dan Karakteristik Arang Aktif dari

Batang Tanaman Gumitir (Tagetes

erecta) Yang Diaktivasi dengan HrPOcCakra Kimia I Indonesia EJournal ofApplied Chemisfi l, t 1 (1) : 1-9.

Sahar4 E., Manuaba I. B. P., dan Dahliani, N.K., 2017, Pembuatan dan KarakteristikArang Aktif dari Batang Tanaman

Gumitir (Tagetes erecta) dengan

Aktivator NaOH, Jumal Kimia lJournalof Chemistryl, l1 (2) : 174-180.

Siaka M., Febriyanti, Ni. P. D., Sahar4 E.,

dan Negara, M-, S., 2016, Pembuatan

dan Karakterisasi Arang dari Batang

Tanaman Gumitir (Tagetes erecta) pada

Berbagai Suhu dan Waktu Pirolisis,Cakra Kimia $ndonesia EJournal ofApplied ChemistrYf , a(2): I 68-17 7 .

Siaka, M., Putri, Ni. P. D. O., dan Suarsa W.S., 2017, Pemanfaatan Arang Aktif dariBatang Tanaman Gumitir (Tagetes

erecta) sebagau Adsorben Logam Berat

Pb(ID dan Cd(II) dengan- AktivatorNaOH, Cakra Kimia flndonesia E-Journal af APPlied Chemistry), 5{2):

1 20-l 30SNI, 1995, SNI 06-3730-1995: Arang Aktif

Telmis, Badan Standarisasi Nasional,

Jakatta.Sudrajat, R. dan Pari, G., 2011, Arang

Aktf, Telmologi Pengolahnn dan Masa

Depannya, Badan Penelitian dan

Pengembangan Kehutanan, Jakarta

C*qglq sch*lar

I*'.,,*=,1 D|RECT0RY0Fd l: : " OPEN ACCESSi^ -O .* *,J

.* ,.. J O U R NALS

Jurnal Kimia (Journal of Chemistrv)

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Udayana

pJSSN1907-9850

e-lSSN2599-2740

tsslr 1907-985s

,itilLtttxffiillILlffiilt

ru|Iruilil[ililil1