potensi gel klorofil dari ekstrak daun eceng …/potensi... · fakultas matematika dan ilmu commit...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

POTENSI GEL KLOROFIL DARI EKSTRAK DAUN ECENG GONDOK

(Eichhornia crassipes (Mart) Solms.) DENGAN BASIS GEL CINCAU

HIJAU (Cyclea barbata Miers) SEBAGAI ADSORBEN GAS BERACUN

KARBON MONOKSIDA (CO)

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh:

Aru Dewangga

NIM. M0408044

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


commit to user

ii

ii


commit to user

iii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya

sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka

gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, 23 Januari 2013

Aru Dewangga

NIM. M0408044


commit to user

iv

iv

POTENSI GEL KLOROFIL DARI EKSTRAK DAUN ECENG GONDOK

(Eichhornia crassipes (Mart) Solms.) DENGAN BASIS GEL CINCAU

HIJAU (Cyclea barbata Miers) SEBAGAI ADSORBEN GAS BERACUN

KARBON MONOKSIDA (CO)

Aru Dewangga, Prabang Setyono, Sunarto

Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

Abstrak

Pencemaran udara dewasa ini sangat memprihatinkan. Gas-gas pencemar

dari kendaraan bermotor seperti gas CO dapat membahayakan kesehatan

manusia, sehingga upaya mitigasi pencemaran gas CO di udara sangat diperlukan.

Berdasarkan kemiripan strukturnya dengan haemoglobin, klorofil dapat

dimanfaatkan sebagai penyerap gas CO. Eceng gondok (Eichhornia crassipes

(Mart) Solms.) adalah jenis tumbuhan gulma yang merusak lingkungan perairan,

sehingga potensial untuk diekstrak dan dimanfaatkan klorofilnya sebagai bahan

penyerap gas CO. Daun cincau hijau (Cyclea barbata Miers) mengandung pektin

polisakarida dan mucin, memiliki kemampuan sebagai basis gel. Tujuan penelitian

ini untuk mengetahui kemampuan penyerapan gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel cincau hijau terhadap gas CO, perbandingan komposisi

dalam gel klorofil yang optimal menyerap gas CO, dan perubahan fisik yang

terjadi pada gel klorofil setelah dipaparkan gas CO.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap satu faktor, yaitu

gel klorofil dengan perbandingan ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut

aseton dan ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades sebanyak 300 ml,

masing - masing A(0:10), B(1:9), C(2:8), dan D(3:7). Setiap perlakuan dengan 3

ulangan dipaparkan gas CO dan dilakukan pengukuran terhadap kadar klorofil

setiap 60 detik. Hasil pengukuran dianalisis menggunakan uji laboratorium,

dikomparasikan dengan Analysis of Variance untuk mengetahui signifikansi

perbedaan antar perlakuan, uji lanjut menggunakan uji Duncan’s Multiple Range

Test pada taraf uji 5% untuk mengetahui beda nyata diantara perlakuan, Paired

Sample T-Test untuk mengetahui signifikansi perbedaan sebelum maupun sesudah

perlakuan, dan dilakukan analisa regresi.

Gel klorofil memiliki kemampuan penyerapan terhadap gas CO.

Perbandingan komposisi gel yang optimal antara ekstrak daun eceng gondok

dengan pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades dalam

menyerap gas CO adalah 1:9. Tidak terjadi perubahan fisik pada gel klorofil.

Kata kunci: Adsorpsi, cincau hijau, eceng gondok, gas CO, klorofil.


commit to user

v

v

THE POTENTIAL OF CHLOROPHYLL GEL EXTRACTED FROM

WATER HYACINTH (Eichhornia crassipes (Mart) Solms.) LEAF WITH

GREEN GRASS JELLY (Cyclea barbata Miers) GEL BASE AS AN

ADSORBENT FOR POISONOUS GAS CARBON MONOXIDE (CO)

Aru Dewangga, Prabang Setyono, Sunarto

Department of Biology, Sebelas Maret University Surakarta

Abstract

Nowadays, air pollution shows a concerned condition. The pollutant gases

from motor vehicle‘s exhaust such as CO gas can be harmful to human health, so

the efforts to mitigate air pollution in the CO gas is required. Based on the

chemical similarity between chlorophyll and hemoglobin, chlorophyll can be used

as an absorbent of CO gas. Water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart) Solms.)

is the one of a weed plant that can damage the aquatic environment. Therefore, the

chlorophyll that is contained inside is potential to be extracted and used as an

absorbent of CO gas. In addition, green grass jelly (Cyclea barbata Miers) leaf

which contains of pectin polysaccharides and mucin has the ability to be the base

of gel. The purpose of this study are to determine the ability of the water hyacinth

leaf extract with the green grass jelly base gel against CO gas, to find out the best

composition ratio of chlorophyll gel which has the optimal absorption of CO gas,

and to find out the physical changes which occur in the chlorophyll gel after gas

CO presented.

This study employs a One Factor Completely Randomized Design, namely

the chlorophyll gel with the ratio between water hyacinth leaf extract in acetone

solvent and green grass jelly leaf extract in aquadest solvent of 300 ml are A

(0:10), B (1:9), C (2:8), and D (3:7). The three replicates of each treatment are

presented by CO gas and the levels of chlorophyll measured every 60 seconds.

The results are analyzed using a laboratory tests, which is compared with an

Analysis of Variance to determine the significance of differences between the

treatments, using a Duncan's Multiple Range Test, which is tested at 5% level test

to determine the difference significant between the treatments, using a Paired

Sample T-Test to determine the significance of differences before and after the

treatments, and the last using a regression analysis.

The chlorophyll gel has the ability to adsorb the CO gas. The best gel

composition ratio between the water hyacinth leaf extract in acetone solvent and

green grass jelly leaf extract in aquadest solvent in adsorbing CO gas is 1:9. No

physical changes in the chlorophyll gel.

Key words: Adsorption, chlorophyll, CO gas, green grass jelly, water hyacinth

leaf.


commit to user

vi

vi

MOTTO

―Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan,

sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan‖

(Q.S. Al-Insyirah ayat 5-6)


commit to user

vii

vii

PERSEMBAHAN

Dengan mengucap puji syukur alhamdulillah,

kupersembahkan karya sederhana ini untuk

mereka yang tak pernah lelah menyertakan

sebait harapan untukku dalam setiap do‘anya,

yang senantiasa menyayangiku dengan ikhlas

dan sabar dalam setiap pengorbanan kasih

sayangnya, Bapak Ibuku tercinta.

Terima kasih.


commit to user

viii

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT, atas segala nikmat hidup dan kesempatan

menuntut ilmu, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

Potensi Gel Klorofil dari Ekstrak Daun Eceng Gondok (Eichhornia crassipes

(Mart) Solms.) dengan Basis Gel Cincau Hijau (Cyclea barbata Miers) sebagai

Adsorben Gas Beracun Karbon Monoksida (CO). Skripsi ini disusun sebagai

salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah

mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang

sangat berguna dan bermanfaat. Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Sutanto, DEA, selaku Pembantu Dekan I FMIPA UNS.

2. Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi, FMIPA UNS.

3. Dr. Prabang Setyono, S.Si., M.Si., selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan inspirasi, motivasi, dukungan moril, materiil, dan bimbingan

penuh selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi.

4. Dr. Sunarto, M.S., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan saran selama penelitian dengan penuh kesabaran sampai

selesainya penyusunan skripsi.

5. Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech., selaku dosen penguji.

6. Dra. Endang Anggarwulan, M.Si., selaku dosen penguji.

7. Para dosen di Jurusan Biologi.

8. Kepala dan staf Laboratorium Pusat, Sub Laboratorium Biologi UNS.

9. Kepala dan staf Laboratorium Biologi, FMIPA UNS.

10. Kepala dan staf Dinas Perhubungan Komunikasi dan Informatika Pemerintah

Kota Surakarta, khususnya Bidang Teknik Sarana dan Prasarana yang telah

mengizinkan dan memberi segala fasilitas bagi penulis untuk melakukan

kegiatan penelitian.

11. Kepala dan staf UPT. Pusat Komputer UNS.


commit to user

ix

ix

12. Prof. Buntarto, ahli fisika nuklir BATAN atas masukan ide – ide yang

inovatif bagi penelitian ini.

13. Zulfikar Srimahendro Utomo, S.Si., yang telah memberi arahan selama

penelitian.

14. Rekan – rekan seperjuangan di Biologi ‗08

15. Rekan – rekan seperjuangan di Self Access Terminal UPT. Pusat Komputer

Universitas Sebelas Maret Surakarta periode 2011 – 2012.

16. Adik – adik penulis yang dengan ikhlas membantu selama proses penelitian

Wahyu Cahyani, Bayu Wiratmojo dan Rifky Aldino Bio.

17. Keluarga yang selalu mengirimkan doa, menyalakan semangat, dan memberi

dukungan.

18. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Semoga seluruh dukungan yang telah diberikan kepada penulis menjadi

amal ibadah, serta mendapatkan balasan kebaikan dan pahala dari Allah SWT.

Akhir kata, dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan

penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena

itu masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca

akan sangat membantu. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan

ilmu pengetahuan.

Surakarta, Januari 2013

Penulis


commit to user

x

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iii

ABSTRAK ......................................................................................................... iv

ABSTRACT ....................................................................................................... v

HALAMAN MOTTO ........................................................................................ vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................ vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiv

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................... xv

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1

A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1

B. Perumusan Masalah ......................................................................... 4

C. Tujuan Penelitian ............................................................................. 4

D. Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................... 5

A. Tinjauan pustaka ............................................................................. 5

1. Pencemaran Udara ..................................................................... 5

2. Adsorpsi Gas .............................................................................. 7

3. Karbon Monoksida (CO) ............................................................ 8

4. Klorofil ....................................................................................... 12

5. Eceng gondok (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.) ............... 15

6. Gel .............................................................................................. 19

7. Cincau Hijau (Cyclea barbata Miers) ........................................ 20

B. Kerangka Pemikiran ........................................................................ 24

C. Hipotesis .......................................................................................... 26

BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................... 27

A. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 27

B. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 27

C. Cara Kerja ...................................................................................... 29

D. Rancangan Percobaan .................................................................... 37

E. Analisis Data ................................................................................. 37

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 38

A. Kadar Klorofil Total Sebelum dan Sesudah Perlakuan.................. 38

B. Uji Penyerapan Gas CO oleh Gel Klorofil ..................................... 43

C. Perubahan Fisik Gel Sesudah Perlakuan ........................................ 56

D. Porositas Gel Sebelum dan Sesudah Perlakuan ............................. 57

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 59

A. . Kesimpulan ..................................................................................... 59

B. . Saran ............................................................................................... 59


commit to user

xi

xi

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 60

LAMPIRAN ....................................................................................................... 65

RIWAYAT HIDUP PENULIS .......................................................................... 81


commit to user

xii

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi udara bersih dan kering ................................................... 5

Tabel 2. Perbedaan adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia .................................... 7

Tabel 3. Karakteristik gas karbon monoksida ................................................. 9

Tabel 4. Persentase komponen pencemar dari sumber transportasi ................ 10

Tabel 5. Komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan

basis gel cincau hijau tiap perlakuan ................................................ 37

Tabel 6. Konsentrasi awal dan akhir gas CO ................................................... 43

Tabel 7. Waktu jenuh gel klorofil terhadap gas CO......................................... 45

Tabel 8. Persentase adsorpsi sampai waktu jenuh gel...................................... 49


commit to user

xiii

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. (a) Rumus struktur kimia heme, (b) Rumus struktur kimia klorofil 15

Gambar 2. Habitus Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. ............................... 17

Gambar 3. Daun Cyclea barbata Miers .......................................................... 22

Gambar 4. Diagram alir kerangka pemikiran .................................................. 25

Gambar 5. Adsorption box .............................................................................. 34

Gambar 6. Rangkaian alat uji .............................................................................. 35

Gambar 7. Kadar klorofil total sebelum dan sesudah perlakuan ..................... 38

Gambar 8. (a) Model T agregasi molekul klorofil, (b) Asumsi model T dan

ikatan yang terjadi antara molekul klorofil, H2O dan gas CO ........ 41

Gambar 9. Ikatan koordinasi (a) penta dan (b) heksa antara Mg-BChl/

Bakterioklorofil a dengan pelarut aseton dan metanol,

secara berturut-turut ........................................................................ 42

Gambar 10. Diagram proses perlakuan pemaparan Gas CO ............................ 43

Gambar 11. Hubungan kadar klorofil total terhadap waktu jenuh ................... 48

Gambar 12. Hubungan volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut

aquades terhadap waktu jenuh ..................................................... 48

Gambar 13. Adsorpsi gas CO setiap 60 detik .................................................. 50

Gambar 14. Hubungan kadar klorofil total terhadap persentase adsorpsi

sampai waktu jenuh ...................................................................... 54


aquades terhadap persentase adsorpsi sampai waktu jenuh ........ 54

Gambar 16. Model 3 dimensi grafik hubungan antara kadar klorofil total,

waktu jenuh dan persentase adsorpsi gel ...................................... 55

Gambar 17. Perilaku adsorpsi gas dalam film porfirin multilayer .................. 57


commit to user

xiv

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Tabel komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok

dengan basis gel cincau hijau tiap perlakuan ............................... 65

Lampiran 2. Tabel hasil pengukuran konsentrasi gas CO................................ 65

Lampiran 3. Tabel penghitungan kadar klorofil total ..................................... 66

Lampiran 4. Gambar gel klorofil sebelum dan sesudah perlakuan ................. 67

Lampiran 5. Hasil uji dengan SPSS ................................................................ 69

Lampiran 6. Foto alat-alat penelitian .............................................................. 80


commit to user

xv

xv

DAFTAR SINGKATAN

Singkatan Kepanjangan

ANOVA

ATP

BPOM

CO

DMRT

IED

ISO

NADPH

PP

SNI

SPM

SPSS

UV-Vis

Analysis of Variance

Adenosine Tri Phosphate

Badan Pengawas Obat dan Makanan

Carbon Monoxide

Duncan Multiple Range Test

Indonesian Environment and Development

International Organization for Standardization

Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate

Peraturan Pemerintah

Standar Nasional Indonesia

Suspended Particulate Matter

Statistical Package for the Social

Ultra Violet - Visible


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Udara merupakan zat yang paling penting setelah air dalam memberikan

kehidupan di permukaan bumi. Selain memberikan oksigen, udara juga

menghantarkan suara, bunyi-bunyian. dan pendingin benda-benda yang panas.

Udara merupakan campuran mekanis dari bermacam-macam gas. Komposisi

udara normal terdiri atas gas nitrogen 78,1 %, oksigen 20,93 %, dan karbon

dioksida 0,03%, sementara selebihnya berupa gas argon, neon, kripton, xenon dan

helium (Chandra, 2006).

Dewasa ini pencemaran udara semakin menampakkan kondisi yang

memprihatinkan. Sumber pencemaran udara antara lain dari kegiatan industri,

transportasi, perkantoran, dan perumahan. Di Indonesia angka jumlah kendaraan

sebagai penghasil emisi gas rumah kaca sangat tinggi. Hingga tahun 2008

menurut Badan Pusat Statistik, jumlah kendaraan di Indonesia mencapai

65.273.451 (Kanaf, 2010).

Salah satu gas berbahaya yang bersumber dari emisi gas buang kendaraan

bermotor adalah gas karbon monoksida (CO). Kenaikan gas CO di udara

mengakibatkan menurunnya sistem saraf sentral, perubahan fungsi jantung, paru-

paru, mengantuk, koma, sesak nafas dan yang paling membahayakan dapat

menimbulkan kematian (Departemen Kesehatan RI, 2011).


commit to user

2

2

Selama ini berbagai penelitian telah dilakukan untuk mengendalikan

dampak gas CO. Hakam dan Sungkono (2006) melakukan analisa tentang

pengaruh penggunaan logam tembaga sebagai katalis pada saluran gas buang

mesin bensin empat langkah terhadap konsentrasi polutan gas CO dan

hidrokarbon, sehingga meminimalisir gas CO yang dihasilkan. Penelitian tentang

gas CO juga dilakukan oleh Basuki dkk., (2008) yang meneliti penurunan

konsentrasi CO dan NO2 pada emisi gas buang kendaraan dengan menggunakan

media penyisipan TiO2 lokal pada karbon aktif. Solusi dari hasil penelitian -

penelitian yang dilakukan selama ini masih memiliki kelemahan, karena selain

membutuhkan waktu yang lama biaya yang dibutuhkan masih relatif tinggi

sehingga perlu dicari alternatif untuk mengurangi bahaya gas CO yang aman,

mudah, murah, dan ramah lingkungan.

Pendekatan empiris menunjukkan bahwa struktur molekul klorofil terdiri

atas porfirin yang sama strukturnya dengan porfirin heme dalam haemoglobin.

Perbedaan utama antara klorofil dan heme yaitu adanya atom magnesium (Mg)

sebagai pengganti besi (Fe) di tengah cincin porfirin dan rantai samping

hidrokarbon yang panjang, yaitu rantai fitol (Kimball, 1994). Kemiripan struktur

antara klorofil dan haemoglobin memungkinkan terjadinya reaksi antara klorofil

dengan gas CO seperti pada haemoglobin.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Utomo (2011) membuktikan bahwa

larutan ekstrak klorofil daun pepaya memiliki kemampuan menyerap gas CO.

Perbandingan komposisi pelarut yang optimal antara ekstrak aseton daun pepaya

1% dengan aquades dalam menyerap gas CO adalah 1:4. Namun penggunaan


commit to user

3

3

daun pepaya dan produk yang dihasilkan berupa fasa cair pada penelitian tersebut

dirasa kurang efisien dan aplikatif, sehingga masih perlu adanya penelitian lebih

lanjut terhadap potensi penyerapan gas CO oleh klorofil daun dari tumbuhan lain

dalam fase gel.

Eceng gondok (Eichhornia crassipes (Mart) Solms.) adalah salah satu

jenis tumbuhan air mengapung. Eceng gondok memiliki kecepatan tumbuh yang

tinggi sehingga tumbuhan ini dianggap sebagai gulma yang merusak lingkungan

perairan (Hutabarat, 2010), oleh karena itu tanaman ini sangat potensial untuk

diekstrak dan dimanfaatkan klorofilnya sebagai bahan adsorben gas CO.

Gel adalah sistem padat atau setengah padat paling sedikit dari dua

konstituen yang terdiri dari massa seperti pagar yang rapat dan diselusupi oleh

cairan (Natalia, 2010). Daun cincau hijau (Cyclea barbata Miers) mengandung

komponen utama pektin polisakarida dan mucin, sehingga ekstrak daun cincau

hijau mudah berubah menjadi gel, menyerupai agar-agar (Siregar et al., 2011).

Cincau hijau dipilih sebagai gelling agent karena mudah ditemukan dan bersifat

ramah lingkungan. Berdasarkan keadaan tersebut, maka perlu dilakukan suatu

penelitian mengenai potensi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok berbasis

gel cincau hijau dengan variasi komposisi gel sebagai adsorben gas CO dalam

upaya mitigasi pencemaran udara.


commit to user

4

4

B. Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Apakah gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau

hijau memiliki kemampuan penyerapan terhadap gas CO?

2. Berapakah perbandingan komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel cincau hijau yang optimal menyerap gas CO?

3. Adakah perubahan fisik yang terjadi pada gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel cincau hijau setelah dipaparkan gas CO?

C. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui kemampuan penyerapan gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel cincau hijau terhadap gas CO.

2. Mengetahui perbandingan komposisi dalam gel klorofil dari ekstrak daun

eceng gondok dengan basis gel cincau hijau yang optimal menyerap gas CO.

3. Mengetahui perubahan fisik yang terjadi pada gel klorofil dari ekstrak daun

eceng gondok dengan basis gel cincau hijau setelah dipaparkan gas CO.

D. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah kepada

pembaca mengenai potensi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan

basis gel cincau hijau sebagai adsorben gas CO. Informasi ini diharapkan dapat

dijadikan acuan untuk menciptakan bioproduk yang ramah lingkungan dalam

upaya mitigasi pencemaran lingkungan terutama pencemaran udara oleh gas CO.

Penelitian ini juga diharapkan sebagai solusi bagi tumbuhan eceng gondok yang

selama ini cenderung menimbulkan dampak negatif bagi ekosistem perairan.


commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Pencemaran Udara

Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang

mengelilingi bumi. Udara merupakan komponen penunjang kehidupan yang

sangat penting untuk kelangsungan hidup manusia maupun makhluk hidup

lainnya seperti tumbuhan dan hewan. Tanpa makan dan minum kita bisa hidup

untuk beberapa hari tetapi tanpa udara kita hanya dapat hidup untuk beberapa

menit saja (Fardiaz, 1992). Udara yang bersih merupakan campuran dari berbagai

gas seperti nitrogen, oksigen, argon, karbondioksida, helium, neon, xenon, kripton

dan beberapa macam gas yang lainnya. Susunan komposisi udara dapat dilihat

seperti dalam Tabel 1 di bawah ini:

Tabel 1. Komposisi udara bersih dan kering

Macam Gas Volume (%) Macam Gas Volume (%)

Nitrogen (N2) 78 Kripton (Kr) 0,01

Oksigen (O2) 21 Metana (CH4) Sedikit sekali

Argon (Ar) 0,94 Karbon Monoksida

(CO)

Sedikit sekali

Karbondioksida (CO2) 0,03 Amoniak (NH3) Sedikit sekali

Helium (He) 0,01 Nitrat Oksida (N2O) Sedikit sekali

Neon (Ne) 0,01 Hidrogen Sulfida

(H2S)

Sedikit sekali

Xenon (Xe) 0,01

(Sastrawijaya, 2006).

Menurut PP No. 41 Tahun 1999, yang dimaksud dengan pencemaran

udara adalah masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan komponen lain ke


commit to user

6

6

dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara turun sampai ke

tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi

fungsinya. Pencemaran udara pada suatu tingkat tertentu dapat merupakan

campuran dari satu atau lebih bahan pencemar, baik berupa padatan, cairan, atau

gas yang masuk terdispersi ke udara dan kemudian menyebar ke lingkungan

sekitarnya. Kecepatan penyebaran ini tentu tergantung pada keadaan geografi dan

metereologi setempat (Wardhana, 1999).

Sebagian besar pencemar udara berasal gas buangan hasil pembakaran

bahan bakar fosil. Sumber polusi yang utama berasal dari kendaraan bermotor.

Sumber-sumber polusi lainnya misalnya proses industri, pembuangan limbah dan

lain-lain (Setiono dkk., 1998). Udara di daerah perkotaan yang mempunyai

banyak kegiatan industri dan teknologi serta lalu lintas yang padat, udaranya

relatif sudah tidak bersih lagi. Dari beberapa macam komponen pencemar udara

menurut Pohan (2002), angka yang paling banyak berpengaruh dalam pencemaran

udara adalah karbon monoksida (CO), belerang oksida (SOx), nitrogen oksida

(NOx), dan partikulat.

Di Indonesia, pertumbuhan jumlah kendaraan di kota besar hampir

mencapai 15% pertahun (Gunawan, 2007). Sebagai contoh di Jakarta berdasarkan

hasil studi IED (Indonesia Environment and Development) tahun 1994

menunjukkan kendaraan menyumbang emisi : Pb 100%, SPM 42%, HC 89%,

NOx 64% dan CO hampir 100%, diperkirakan hal yang sama juga terjadi di kota

besar lainnya di Indonesia.


commit to user

7

7

2. Adsorpsi Gas

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau

cair. Bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan diikat

oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut (Ramadani, 2011).

Adsorpsi berbeda dengan absorpsi dimana pada absorpsi fluida terserap oleh

fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan. Adsorpsi secara umum adalah

proses penggumpalan substansi terlarut yang ada dalam larutan, oleh permukaan

zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia atau fisika antara

substansi dengan penyerapnya.

a. Jenis Adsorpsi

Menurut Palanisamy et al. (2012), jenis adsorpsi dibagi menjadi dua

macam yakni adsorpsi fisik (physisorption) dan adsorpsi kimia

(chemisorptions). Karakter masing – masing jenis adsorpsi dapat dilihat pada

Tabel 2.

Tabel 2. Perbedaan adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia

Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben oleh gaya

Van der Waals

Molekul terikat pada adsorben oleh

ikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi -4 sampai -40

kJ/mol

Mempunyai entalpi reaksi -40 sampai -

800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi pada suhu di

bawah titik didih adsorbat

Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan karakteristik adsorben dan

adsorbat

Tidak melibatkan energi aktivasi tertentu Melibatkan energi aktivasi tertentu

Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik

(Palanisamy et al., 2012)


commit to user

8

8

b. Adsorpsi Gas oleh Zat Padat

Adsorpsi gas oleh zat padat ditandai oleh hal-hal sebagai berikut :

1) Adsorpsi bersifat selektif, artinya suatu adsorben dapat menyerap suatu gas

dalam jumlah besar, tetapi menyerap gas-gas lain dalam jumlah yang lebih

kecil.

2) Adsorpsi terjadi sangat cepat, yaitu kecepatan adsorpsinya semakin

berkurang dengan semakin banyaknya gas yang diserap.

3) Adsorpsi tergantung pada luas permukaan adsorben, semakin banyak porus

adsorben maka semakin besar daya adsorpsinya.

4) Jumlah gas yang diadsorpsi persatuan berat adsorben tergantung pada

tekanan parsial (partial presure) gas, maka semakin besar tekanan maka

semakin banyak gas diserap (Basuki dkk., 2008).

3. Karbon Monoksida (CO)

Karbon monoksida (CO) adalah suatu gas tidak berwarna, tidak berbau

yang dihasilkan oleh pembakaran tidak sempurna material yang mengandung zat

arang atau bahan organik. Gas CO terdiri dari satu atom karbon yang secara

kovalen berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan

kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi antara atom karbon dan oksigen.

a. Sifat Fisika dan Kimia

Gas karbon monoksida dengan rumus kimia CO merupakan gas yang

tidak terlihat dan tak berbau. Gas CO dihasilkan dari pembakaran yang tidak

sempurna dari bahan bakar yang mengandung karbon dan oleh pembakaran

pada tekanan dan suhu tinggi yang terjadi pada mesin kendaraan bermotor


commit to user

9

9

(Margaretha, 2010). Gas CO memiliki berat molekul 28,01, titik kritis pada

suhu 2.140 oC pada tekanan sebesar 3.495,7 kPa, titik lebur pada suhu 2.199

oC

dan titik didih pada suhu 2.191,5 oC. Secara rinci karakter fisik dari gas CO

disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut:

Tabel 3. Karakteristik gas karbon monoksida

Sifat Nilai

Berat molekul 28,01

Titik kritis 2.140 °C pada 3.495,7 kPa

Titik lebur 2.199 °C

Titik didih 2.191,5 °C

Densitas

pada 0 °C 101,3 kPa 1,250 gr/liter

pada 25 °C 101,3 kPa 1,145 gr/liter

Gravitasi spesifik terhadap udara 0,967

Kelarutan di dalam air

pada 0 °C 3,54 ml/100 ml (44,3 ppmm)

pada 20 °C 2,32 ml/100 ml (29,0 ppmm)

pada 25 °C 2,14 ml/100 ml (26,8 ppmm)

Ambang ledakan di udara 12,5 - 74,2%

Gerakan transisi dasar 2143,3 cm-1

Faktor konversi

pada 0 °C 101,3 kPa 1 mg/m3 = 0,800 ppm

1 ppm = 1,250 mg/m3

pada 25 °C 101,3 kPa 1 mg/m = 0,873 ppm

1 ppm = 1,145 mg/m3

(Raub, 2009).

b. Sumber dan Distribusi

Sumber gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan bakar

fosil yang bereaksi dengan udara dan menghasilkan gas. Daerah dengan tingkat

populasi yang tinggi dengan jalur lalu lintas yang padat akan memiliki kadar

gas CO yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan. Gas CO juga

bisa berasal dari proses industri. Secara alami gas CO terbentuk dari proses

meletusnya gunung berapi, proses biologis, dan oksidasi hidrokarbon seperti


commit to user

10

10

metana yang berasal dari tanah basah dan kotoran mahluk hidup. Secara umum

terbentuknya gas CO dari pembakaran bahan bakar fosil melalui proses berikut

ini :

1) Pembakaran bahan bakar fosil dengan udara yang reaksinya tidak

stoikiometris. Reaksi kimianya:

2C + O2 2CO

2) Pada suhu tinggi terjadi reaksi antara karbon dioksida (CO2) dengan

karbon (C) menghasilkan gas CO. Reaksi kimianya :

CO2 + C 2CO

3) Pada suhu tinggi, CO2 dapat terurai kembali menjadi CO dan oksigen.

Reaksi kimianya :

CO2 CO + O (Departemen Kesehatan RI, 2011).

Gas CO merupakan salah satu komponen terbesar yang dihasilkan

oleh kegiatan transportasi. Persentase CO dan komponen pencemar lainnya

dari sumber transportasi dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Persentase komponen pencemar dari sumber transportasi

Komponen Pencemar Persentase (%)

CO 70,56

NOx 8,89

SOx 0,88

Hidro Karbon 18,34

Partikel 1,33

Jumlah 100

( Wardhana, 1999).

Pada prinsip mesin Carnot menyatakan bahwa tidak ada efisiensi 100%,

demikian halnya proses pembakaran pada kendaraan bermotor hampir tidak


commit to user

11

11

pernah berlangsung dengan sempurna, sehingga emisi gas buang yang

dihasilkan juga mengandung karbon monoksida (CO), sisa bahan bakar yang

tidak ikut terbakar (hidrokarbon), hidrogen dan beberapa senyawa oksigen

(oksida) seperti NOx dengan konsentrasi yang berbeda-beda, tergantung dari

kondisi campuran bahan bakar (Anderson, 2012). Hal tersebut senada dengan

prinsip entropi pada Hukum Kedua Termodinamika yang menyatakan bahwa

tidak ada mesin yang dapat mengubah kalor menjadi usaha secara utuh..

Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk

karbon dioksida dan uap air, sedangkan pembakaran tak sempurna membentuk

karbon monoksida dan uap air. Reaksi kimianya sebagai berikut:

1) Pembakaran sempurna isooktana:

C8H18 (l) +12 ½ O2 (g) 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) ΔH = -5460 kJ

2) Pembakaran tak sempurna isooktana:

C8H18 (l) + 8 ½ O2 (g) 8 CO (g) + 9 H2O (g) ΔH = -2924,4 kJ

(Sugianto, 2009).

c. Dampak Terhadap Kesehatan

Karakteristik biologis yang paling penting dari CO adalah

kemampuannya untuk berikatan dengan haemoglobin, pigmen sel darah merah

yang mengangkut oksigen ke seluruh tubuh. Sifat ini menghasilkan

pembentukan karboksihaemoglobin (HbCO) yang 200 kali lebih stabil

dibandingkan oksihaemoglobin (HbO2). Penguraian HbCO yang relatif lambat

menyebabkan terhambatnya kerja molekul sel pigmen tersebut dalam

fungsinya membawa oksigen keseluruh tubuh. Kondisi seperti ini bisa


commit to user

12

12

berakibat serius, karena dapat menyebabkan keracunan. Selain itu,

metabolisme otot dan fungsi enzim intra-seluler juga dapat terganggu dengan

adanya ikatan CO yang stabil tersebut (Departemen Kesehatan RI, 2011).

d. Batas Paparan

Menurut WHO (1987) dalam Raub (2009), batas paparan gas CO

terbagi atas empat rerata waktu yaitu: 100 mg/m3 (87,3 ppm) selama 15 menit,

60 mg/m3

(52,4 ppm) selama 30 menit, 30 mg/m3 (26,2 ppm) selama 60 menit,

dan 10 mg/m3

(8,7 ppm) selama 480 menit. Batas paparan tersebut ditentukan

pada tingkat karboksihaemoglobin dalam darah tidak melebihi 2,5%.

(Fardiaz, 1992).

4. Klorofil

Klorofil adalah pigmen hijau yang ada dalam kloroplastida. Pada

umumnya klorofil terdapat pada kloroplas sel-sel mesofil daun, yaitu pada sel-sel

parenkim palisade dan atau parenkim bunga karang. Dalam kloroplas, klorofil

terdapat pada membran thylakoid grana. Klorofil pada tumbuhan tingkat tinggi

ada dua macam yaitu klorofil-a yang berwarna hijau tua dengan rumus molekul

C55H7205N4Mg dan klorofil-b berwarna hijau muda dengan rumus molekul

C55H7006N4Mg (Steer, 1999). Pada keadaan normal, proporsi klorofil-a jauh lebih

banyak daripada klorofil-b. Selain klorofil, pada membran thylakoid juga terdapat

pigmen-pigmen lain, baik yang berupa turunan-turunan klorofil-a maupun pigmen

lainnya (Aernes, 2011).

Kumpulan bermacam-macam pigmen fotosintesis terdapat dalam

fotosistem. Fotosistem berperan menyerap energi cahaya pada reaksi terang untuk


commit to user

13

13

menghasilkan energi kimia berupa ATP dan NADPH2. Contoh turunan klorofil-a

yang berperan penting pada fotosintesis adalah feofitin, pigmen yang peka

terhadap λ 680 nm, dan P700. Pigmen yang lain antara lain carotenoida dan

xantofil. Molekul klorofil tersusun atas 4 cincin pirol dengan Mg sebagai inti.

Sifat fisik klorofil adalah menerima dan atau memantulkannya dalam

gelombang yang berlainan. Klorofil banyak menyerap sinar dengan panjang

gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar merah dan biru. Sifat kimia klorofil

antara lain: (1) tidak larut dalam air, melainkan larut dalam pelarut organik yang

lebih polar, seperti etanol dan kloroform, (2) inti Mg akan tergeser oleh 2 atom H

bila dalam suasana asam, sehingga membentuk suatu persenyawaan yang disebut

feofitin yang berwarna coklat (Aernes, 2011).

Menurut Dwidjoseputro (1994), pembentukan klorofil dipengaruhi oleh

beberapa faktor yaitu faktor pembawaan, cahaya, oksigen, karbohidrat, unsur

mikronutrien, air, dan suhu. Perkembangan kloroplas secara fungsional berasal

dari proplastida yang ada pada kecambah. Seiring dengan berkembangnya daun

pada kecambah, proplastida berkembang menjadi etioplas yang khas dengan

badan prolamelar-nya. Oleh adanya cahaya yang cukup, badan prolamelar akan

membentuk tilakoid dari kloroplas fungsional. Sintesis klorofil pada

Angiospermae tergantung pada cahaya. Prekursor untuk sintesis klorofil adalah

protoklorofilid yang disintesis dari protoporfirin IX oleh magnesium menjadi

cincin porfirin. Protoklorofilid diubah menjadi klorofilid-a kemudian berkembang

menjadi klorofil-a melalui proses fitilasi (dengan penambahan fitil). Bila klorofil-

a teroksidasi maka akan menjadi klorofil-b.


commit to user

14

14

Klorofil merupakan senyawa ester dan larut di dalam pelarut organik.

Menurut Lehninger (1990), klorofil tidak larut dalam air tetapi larut dalam aseton,

etanol, methanol, kloroform dan alkohol. Menurut Rozak dan Hartanto (2008),

ekstraksi klorofil dilakukan dengan menggunakan pelarut organik polar,

khususnya aseton dan alkohol.

Menurut Anggarwulan dan Solichatun (2007), polutan diketahui

menyebabkan perubahan dalam respon stomata, struktur kloroplas, fiksasi CO2,

dan sistem transport elektron fotosintetik. Perubahan struktur kloroplas akibat

paparan polutan dan intensitas penyinaran juga akan mempengaruhi struktur

maupun aktivitas klorofil.

Struktur molekul klorofil diketahui terdiri atas porfirin yang sama

strukturnya dengan porfirin heme yang membentuk gugus prostetik pada

haemoglobin, mioglobin dan enzim-enzim sitokrom. Perbedaan-perbedaan utama

antara klorofil dan heme ialah adanya atom magnesium (sebagai pengganti besi)

di tengah-tengah cincin porfirin dan rantai samping hidrokarbon yang panjang,

yaitu rantai fitol (Gambar 1). Karena kemiripan struktur ini secara alamiah

molekul klorofil dapat diterima oleh tubuh dan menjadi nutrisi vital bagi tubuh

manusia. Klorofil juga berperan dalam meningkatkan haemoglobin dan membantu

menjaga kesehatan darah. Klorofil merupakan agen pembuatan sel-sel darah

merah tercepat, jumlah sel darah terhitung akan meningkat dalam jangka waktu

singkat dengan mengkonsumsi klorofil.


commit to user

15

15

Heme Chlorophyll

(a) (b)

Gambar 1. (a) Rumus struktur kimia heme menurut Madsen et al. (2012),

(b) Rumus struktur kimia klorofil menurut Min et al. (2010).

Menurut Basith (2009), sel-sel darah merah dengan komponen molekul

hemoglobin di dalamnya mampu mengikat molekul-molekul oksigen dan

membawanya ke dalam sel-sel tubuh dalam proses metabolisme. Kemampuan

mengikat molekul gas inilah yang diduga dapat dilakukan pula oleh klorofil dalam

mengikat gas-gas polutan seperti gas CO.

5. Eceng gondok (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.)

a. Deskripsi dan Klasifikasi

Menurut Tjitrosoepomo (1991) klasifikasi eceng gondok sebagai berikut:

Divisi : Embryophyta

Subdivisio : Angiospermae

Classis : Monocotyledone

Ordo : Farinosae

Famili : Pontederiaceae

Genus : Eichhornia

Spesies : Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.


commit to user

16

16

Eceng gondok merupakan anggota dari famili Pontederiaceae dan

termasuk dalam ordo Farinosae. Orang lebih banyak mengenal eceng

gondok sebagai tumbuhan pengganggu (gulma) di perairan karena

pertumbuhannya yang sangat cepat. Awalnya tumbuhan eceng gondok

didatangkan ke Indonesia pada tahun 1894 dari Brazil untuk koleksi

Kebun Raya Bogor. Ternyata tumbuhan ini dengan cepat menyebar ke

beberapa perairan di pulau Jawa (Artha, 2011).

b. Morfologi

Eceng gondok mempunyai ukuran yang bermacam-macam dari

beberapa sentimeter sampai satu meter. rawa-rawa dan danau-danau di

seluruh Indonesia. Eceng gondok dewasa, terdiri dari akar, bakal tunas,

tunas atau stolon, daun, petiole, dan bunga (Gambar 2). Daun - daun eceng

gondok berwarna hijau terang berbentuk telur yang melebar atau hampir

bulat dengan garis tengah sampai 15 sentimeter. Pada bagian tangkai daun

terdapat masa yang menggelembung yang berisi serat seperti karet busa.

Kelopak bunga berwarna ungu muda agak kebiruan. Setiap kepala putik

dapat menghasilkan sekitar 500 bakal biji atau 5000 biji setiap tangkai

bunga, sehigga eceng gondok dapat berkembang biak dengan dua cara

yaitu dengan tunas dan biji (Hutabarat, 2010).


commit to user

17

17

Gambar 2. Habitus Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. (Mehrhoff, 2011).

c. Manfaat

Little dan Lawrence dalam Muladi (2001), menyebutkan bahwa

eceng gondok mempunyai manfaat sebagai berikut:

1) Mempunyai sifat biologis sebagai penyaring air yang tercemar oleh

berbagai bahan kimia buatan industri.

2) Sebagai bahan penutup tanah dan kompos dalam kegiatan pertanian

dan perkebunan.

3) Sebagai sumber gas yang antara lain berupa gas ammonium sulfat, gas

hidrogen, nitrogen dan metan yang dapat diperoleh dengan cara

fermentasi.

4) Bahan baku pupuk tanaman.

5) Sebagai bahan industri kertas dan papan buatan.

6) Sebagai bahan baku karbon aktif.


commit to user

18

18

d. Dampak Negatif

Selain memiliki sisi manfaat, eceng gondok juga banyak menimbulkan

dampak negatif. Dampak negatif yang ditimbulkan eceng gondok antara

lain:

1. Meningkatnya evapotranspirasi (penguapan dan hilangnya air melalui

daun-daun tanaman), karena daun-daunnya yang lebar dan serta

pertumbuhannya yang cepat.

2. Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan sehingga

menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air

(Dissolved Oxygens).

3. Tumbuhan eceng gondok yang sudah mati akan turun ke dasar perairan

sehingga mempercepat terjadinya proses pendangkalan.

4. Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi masyarakat

yang kehidupannya masih tergantung dari sungai.

5. Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia.

6. Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.

(Invasive Species Specialist Group, 2011).

Eceng gondok dikenal sebagai tumbuhan pengganggu perairan dan

sulit diberantas, eceng gondok dapat mengakibatkan banjir akibat

pendangkalan, kerugian dalam bidang pertanian dan perikanan.

Kemelimpahan eceng gondok di dalam perairan memberikan petunjuk

bahwa perairan yang bersangkutan mengalami eutrofikasi atau

penumpukan unsur hara.


commit to user

19

19

6. Gel

Gel merupakan sistem multi lapis yang terdiri dari suspensi yang dibuat

dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi

oleh suatu cairan. Bentuk gel mempunyai beberapa keuntungan diantaranya

tidak lengket, gel mempunyai aliran tiksotropik dan pseudoplastik yaitu

berbentuk padat apabila disimpan dan akan segera mencair bila dikocok,

konsentrasi bahan pembentuk gel yang dibutuhkan hanya sedikit untuk

membentuk massa gel yang baik, viskositas gel tidak mengalami perubahan

yang berarti pada suhu penyimpanan (Ditjen POM Depkes RI, 1995).

Formulasi umum pembentuk gel mempunyai sifat sebagai hidrokoloid atau

koloid pelindung yang mempunyai daya hidrasi yang cukup tinggi karena dapat

mempertinggi viskositas pembawa kecuali itu membungkus partikel – partikel

bahan yang terdispersi, mengurangi interaksi partikel- partikel tersebut sehingga

mengurangi kecendrungan untuk menjadi satu atau mengendap. Gel dapat dibuat

dari sejumlah bahan termasuk diantaranya tragakan, sodium alginate, dan bahan –

bahan pembentuk gel yang lainnya termasuk derivate selulosa dan gelatin protein.

Formula gel juga dapat didapat dari bahan alamiah seperti jenis tumbuhan

tertentu. Menurut Fardiaz (1989) sifat pembentukan gel bervariasi dari satu jenis

hidrokoloid ke hidrokoloid yang lainnya tergantung pada jenisnya. Gel mungkin

mengandung 99,9% air tetapi mempunyai sifat lebih khas seperti padatan,

khususnya sifat elastisitas (elasticity) dan kekakuan (rigidity).


commit to user

20

20

7. Cincau Hijau (Cyclea barbata Miers)

Di Indonesia cincau hijau yang bernama latin Cyclea barbata Miers

banyak ditemui di berbagai tempat, mulai dari pasar tradisional sampai

supermarket. Di beberapa daerah, tanaman ini dikenal dengan nama camcao

(Jawa), camcauh (Sunda), juju, kepleng, krotok, tahulu, tarawalu, telor, terung

kemau (Melayu). Cincau hijau dapat membentuk agar-agar. Agar – agar tersebut

berasal dari daunnya yang diremas-remas dan dicampur air matang sehingga air

campuran itu akan berwarna hijau. Setelah disaring dan dibiarkan mengendap

cairan tersebut akan menghasilkan lapisan agar-agar berwarna hijau (Djam‘an,

2008), oleh karena itu cincau hijau sangat berpotensi untuk campuran bahan

pembuatan gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dalam penelitian ini.

a. Deskripsi Dan Klasifikasi

Cincau hijau diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta

Subdivisio : Angiospermae

Classis : Dicotyledone

Ordo : Ranales

Famili : Menispermae

Genus : Cyclea

Spesies : Cyclea barbata Miers

Nama lokal : Camcao (Jawa Tengah), Cincau (Melayu).

Tanaman ini berasal dari Asia Tenggara, termasuk tanaman rambat dari

famili sirawan-sirawanan (Menispermae), sering ditemukan tumbuh sebagai


commit to user

21

21

tanaman liar, tetapi ada juga yang sengaja dibudidayakan di pekarangan rumah.

Tumbuh subur di tanah yang gembur dengan pH 5,5-6,5 dengan lingkungan

teduh, lembab dan berair tanah dangkal. Tanaman ini berkembang subur di

dataran di bawah ketinggian ± 800 m di atas permukaan laut. Cara

pengembangbiakan tanaman rambat ini bisa dilakukan dengan cara generatif

yaitu dengan biji, bisa pula dengan cara vegetatif yaitu dengan stek batang

maupun tunas akarnya (Heny dan Dian, 2004).

b. Morfologi

Batang tanaman ini bulat, berdiameter ± 1 cm dan merambat kearah

kanan pada pohon inang serta tinggi/panjang ± 5-16 m. Bentuk daunnya seperti

perisai atau jantung, berwarna hijau, bagian pangkalnya berlekuk dan bagian

tengah melebar serta ujungnya meruncing (Gambar 3). Tepi daun berombak

dan permukaan bawahnya berbulu halus, sedang permukaan atasnya berbulu

kasar dan jarang. Panjang daun bervariasi ± 5-16 cm dan bertulang daun

menjari. Daun cincau hijau yang dipanen adalah daun yang tidak tua dan tidak

terlalu muda. Pemetikan daunnya harus melihat kondisi tanaman tersebut, Bila

tanaman ini rimbun dan subur, dedaunnya boleh dipanen banyak, tetapi bila

tanaman ini nampak kurus dan tidak subur, maka pemetikannya hanya akan

merusak tanaman cincau hijau itu sendiri.


commit to user

22

22

Gambar 3. Daun Cyclea barbata Miers (Hernani, 2004).

Bunga cincau hijau berbentuk kecil dan berkelompok. Bunga jantan

berwarna hijau muda yang panjangnya ± 30-40 mm dan mempunyai kelopak

bunga sebanyak 4-5 kelopak. Bunga betina cincau hijau lebih kecil dengan

panjang ± 0,7-1,0 mm dan mempunyai kelopak bunga sebanyak 1-2 kelopak

serta sebuah kelopak yang berbulu. Benang sari mempunyai satu tangkai

dengan kepala sari bergerombol di ujungnya. Setiap kepala sari mempunyai

empat sel yang akan pecah dengan sendirinya jika sudah masak. Buah tanaman

cincau hijau kecil-kecil, berbentuk bulat dan agak berbulu. Setiap buah

mengandung 1-2 biji yang keras berbentuk bulat telur. Akar cincau hijau dapat

tumbuh membesar seperti umbi dengan bentuk tidak teratur. Dalam keadaan

segar, akar cincau hijau berdaging dan mengandung banyak cairan. Pada akar

yang sudah kering, warna kulit luarnya berubah menjadi coklat ke abu-abuan,

mempunyai sisir-sisir yang membujur dan terlihat menonjol (Hernani, 2004).


commit to user

23

23

c. Manfaat

Bagi masyarakat Indonesia cincau hijau dikonsumsi sebagai campuran

minuman yang menyegarkan. Ada empat jenis cincau yang dikenal

masyarakat, yaitu cincau hijau, cincau hitam dan cincau minyak serta cincau

perdu. Bentuk fisik keempat tanaman ini sangat berbeda satu sama lainnya.

Namun masyarakat Indonesia amat menggemari jenis cincau hijau, hal ini

karena fisik daun cincau hijau tipis dan lemas sehingga lebih mudah diremas

untuk dijadikan gelatin atau agar-agar. Komponen pembentuk gel cincau hijau

merupakan hidrokoloid dan termasuk dalam jenis hidrokoloid yang dapat

membentuk gel.

8. Metode Analisa Kontaminan Udara

Metode analisa kontaminan udara pada penelitian ini menggunakan

teknik impinger dengan beberapa modifikasi, metode ini dipilih karena

merupakan teknik yang sederhana untuk pengambilan sampel udara dengan

penerapan yang luas, dan peralatannya bisa dibuat sendiri. Prinsip dasar

impinger terdiri dari beberapa langkah yakni menarik sampel udara dengan

pompa hisap ke dalam tabung impinger yang berisi larutan penangkap,

kemudian mengukur kontaminan yang tertangkap atau bereaksi dengan larutan

penangkap baik dengan metode konvensional maupun instrumental, dan

menghitung kadar kontaminan dalam udara berdasarkan jumlah udara yang

dipompa dan hasil pengukuran (Gunawan, 2007).

Menurut Sugiyana dan Wahyudi (2008), dalam metode impinge udara

pada jumlah tertentu ditarik melalui impinger melalui laju alir tertentu yang


commit to user

24

24

stabil. Reagen yang terdapat pada adsorben bereaksi dengan komponen gas

yang tertangkap dan membentuk substansi spesifik dan stabil. Hal tersebut

sesuai dengan metode penelitian ini yaitu mencoba menyerap gas CO dengan

penyerap gel ekstrak klorofil daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau.

B. Kerangka Pemikiran

Gas-gas pencemar dari gas buang kendaraan bermotor seperti gas CO

dapat mempengaruhi kesehatan manusia. Kenaikan gas CO di udara

mengakibatkan menurunnya sistem saraf sentral, perubahan fungsi jantung dan

paru-paru, mengantuk, koma, sesak nafas dan yang paling membahayakan dapat

menimbulkan kematian sehingga upaya mitigasi pencemaran gas CO di udara

sangat diperlukan mengingat dampaknya yang sangat berbahaya bagi kesehatan.

Afinitas gas CO yang tinggi terhadap haemoglobin memberi peluang bagi

klorofil yang juga memiliki kemiripan struktur dengan haemoglobin untuk dapat

dijadikan absorban alternatif. Eceng gondok adalah salah satu jenis tumbuhan air

yang memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi dan dianggap sebagai gulma yang

merusak lingkungan perairan, sehingga Eceng gondok dapat dijadikan sumber

klorofil yang mudah didapat dan sangat tepat untuk dimanfaatkan. Pada fase cair,

klorofil terbukti mampu menyerap gas CO, hal yang masih menjadi pertanyaan

adalah bagaimana ketika klorofil dalam fase gel. Oleh karena itu, perlu dilakukan

suatu penelitian mengenai kemampuan penyerapan gel klorofil dari ekstrak daun

eceng gondok dengan basis gel cincau hijau terhadap gas CO sebagai upaya

mitigasi pencemaran udara.


commit to user

25

25

Dalam penelitian ini, variabel yang diamati adalah waktu jenuh optimal,

keterserapan gas CO dan perubahan fisik gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel cincau hijau. Dengan demikian akan diperoleh

komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau

hijau yang optimal menyerap gas CO. Secara skematis, kerangka pemikiran

penelitian ini dapat disajikan dalam diagram alir (Gambar 4).

Gambar 4. Diagram alir kerangka pemikiran

Keterserapan Gas Karbon

Monoksida (CO)

Perubahan fisik

(Warna)

Waktu jenuh

optimal

Diperoleh komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng

gondok dengan basis gel daun cincau hijau yang optimal

sebagai adsorben Gas Karbon Monoksida (CO)

Dipaparkan Gas Karbon Monoksida (CO)

Klorofil daun eceng gondok diekstrak

Dibuat menjadi gel

Variasi komposisi gel

Emisi Gas Karbon Monoksida (CO)

Bersifat toksik

Diperlukan alternatif adsorben dengan

daya adsorpsi tinggi dan ramah

lingkungan

Gas Karbon Monoksida (CO) memiliki

afinitas terhadap Haemoglobin

Gas Karbon Monoksida (CO) reaktif

terhadap klorofil

Daun eceng gondok berpotensi sebagai

sumber klorofil

Klorofil memiliki struktur kimia yang

mirip dengan Haemoglobin

Eceng gondok adalah gulma yang

merusak lingkungan perairan,

penyebarannya tidak terkendali

Dikombinasikan dengan cincau hijau Cincau hijau berfungsi sebagai gelling

agent


commit to user

26

26

C. Hipotesis

1. Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau

memiliki kemampuan penyerapan terhadap gas CO.

2. Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau pada

beberapa variasi komposisi gel memiliki perbedaan kemampuan penyerapan

terhadap gas CO.

3. Dengan adanya paparan gas CO, akan terjadi perubahan fisik pada gel klorofil

dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau.


commit to user

27

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Sub Laboratorium Biologi Laboratorium Pusat

MIPA UNS pada bulan Maret - September 2012. Pengambilan sampel daun eceng

gondok dan daun cincau hijau dilakukan di wilayah Surakarta. Pengukuran kadar

CO dilaksanakan di Dinas Perhubungan Komunikasi dan Informatika Surakarta,

dan pengukuran nilai absorbansi dilaksanakan di Laboratorium Biologi FMIPA

UNS.

B. Alat dan Bahan Penelitian

1. Alat

a. Alat untuk Sampling Daun Eceng Gondok

Pisau, plastik gelap.

b. Alat untuk Ekstraksi Klorofil

Pisau, neraca analitik Mettler Toledo AT400, mortar dan penggerus, corong

kaca besar, kertas saring, gelas ukur 100 ml, botol fleaker 800 ml, serta

pipet tetes.

c. Alat untuk Preservasi Ekstrak Klorofil

Alumunium foil, botol air mineral 1500 ml, botol sampel 30 ml, dan

refrigerator.

d. Alat untuk Analisis Kadar Klorofil Total

Spektrofotometer Perkin Elmer Lambda 25, PC, kuvet, dan pipet tetes.


commit to user

28

28

e. Alat untuk Pembuatan Gel

Neraca analitik Mettler Toledo AT400, corong kaca besar, saringan kasar,

spatula, baskom, timer, dan gelas beker 250 ml, termometer.

f. Alat untuk Treatment Gas CO

Sepeda motor 4 langkah merek Honda dengan bahan bakar bensin tahun

pembuatan 2008, MultiPro Air Compressor 1 HP, selang gas, Horiba

Automotive Emission Analyzer MEXA-554J, adsorption box, timer, bubble

flow meter, impinger set, obeng, probe, laptop, dan tang penjepit, kunci pas,

termometer.

g. Alat untuk Uji Porositas

Scanning Electron Microscope (SEM).

2. Bahan

a. Bahan untuk Pembuatan Gel

Ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton, ekstrak daun cincau

hijau dengan pelarut aquades.

b. Bahan untuk Ekstraksi Klorofil

10 gr daun eceng gondok, 10 gr daun cincau hijau, aseton teknis 85%,

aquades, dan alumunium foil.

c. Bahan untuk Analisis Kadar Klorofil Total

Aseton teknis 85%, ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton,

ekstrak aseton daun cincau hijau, gel klorofil, dan aquades.

d. Bahan untuk Treatment Gas CO

Gas buang sepeda motor, udara dari kompresor, sabun cair.


commit to user

29

29

C. Cara Kerja

1. Sampling Daun Eceng gondok

Daun eceng gondok dikoleksi dari sekitar wilayah Surakarta. Daun

yang dipilih yaitu daun dari atas tumbuhan eceng gondok dewasa yang telah

membentang sempurna dalam keadaan segar, tidak layu, tidak menguning dan

tidak terserang hama dari suatu perairan yang sama.

2. Ekstraksi Daun Eceng Gondok

Metode ekstraksi untuk daun eceng gondok menggunakan maserasi.

Maserasi adalah suatu cara penyarian simplisia dengan cara merendam

simplisia tersebut dalam pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau

pengadukan pada temperatur kamar (Syamsuni, 2005). Metode maserasi dipilih

sebagai cara ekstraksi karena prosesnya sederhana dan mudah. Selain itu

metode maserasi tidak memerlukan pemanasan dalam prosesnya, hal ini sangat

sesuai untuk ekstraksi klorofil daun karena proses pemanasan dapat merusak

hampir semua kandungan klorofil (Tarigan, 2012).

Dalam proses ekstraksi pelarut yang digunakan yaitu aseton dan

aquades. Aseton dipilih sebagai pelarut dalam proses ekstraksi klorofil karena

berdasarkan beberapa penelitian, aseton merupakan pelarut yang umum

digunakan dalam proses ekstraksi beberapa pigmen pada tumbuhan. Menurut

Sukarmin (2012), aseton banyak digunakan sebagai pelarut karena merupakan

satu-satunya keton yang sangat larut dalam air dan kebanyakan pelarut organik.

Aseton memiliki rumus kimia (CH3)2C=O sehingga tergolong ke dalam


commit to user

30

30

kelompok pelarut semipolar. Hal ini disebabkan karena aseton tidak memiliki

ikatan O-H melainkan ikatan rangkap C=O pada molekulnya.

Proses ekstraksi klorofil dalam penelitian ini menggunakan metode

maserasi berdasarkan metode yang dikemukakan oleh Setiari dan Nurchayati

(2009) dengan beberapa modifikasi sebagai berikut:

a. Daun eceng gondok dipotong-potong dan ditimbang seberat 10 gram.

b. Potongan daun dihancurkan dalam mortar kemudian ditambahkan 5 ml

aseton teknis 85%.

c. Hasil gerusan daun dimasukkan ke dalam botol fleaker 1000 ml kemudian

ditambahkan aseton teknis 85% hingga volume larutan 1000 ml.

d. Larutan didiamkan selama 15 menit hingga klorofil larut.

e. Larutan disaring dengan kertas saring agar sisa gerusan daunnya tertinggal.

f. Larutan hasil filtrasi kemudian dibagi ke dalam 12 wadah berbeda dengan

masing-masing volume: untuk 3 wadah pertama sebesar 30 ml (Perlakuan

B), 3 wadah kedua sebesar 60 ml (Perlakuan C), dan 3 wadah ketiga sebesar

90 ml (Perlakuan D).

3. Sampling Daun Cincau Hijau

Daun cincau hijau dikoleksi dari sekitar wilayah Surakarta. Daun yang

dipilih yaitu daun cincau hijau yang telah membentang sempurna dan dalam

keadaan segar, tidak layu, tidak menguning dan tidak terserang hama.

4. Pembuatan Gel

Sebagai basis atau bahan dasar gel pada penelitian ini digunakan daun

cincau hijau. Daun cincau hijau tidak memerlukan proses pemanasan untuk


commit to user

31

31

membentuk gel, tidak seperti jenis cincau yang lainnya. Menurut Rohmah

(2010), suhu pelarut yang paling baik digunakan untuk membuat gel cincau

hijau adalah pada suhu ruangan, sehingga proses pembuatan gel meminimalisir

kerusakan pada kandungan klorofil gel tersebut.

Dalam proses pembuatan gel, pelarut yang digunakan adalah aquades.

Dengan memberi variasi komposisi pelarut yang digunakan diharapkan akan

diperoleh komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok yang paling

optimal sebagai adsorben gas CO. Pembentukan gel disebabkan karena

peristiwa gelasi. Gelasi atau pembentukan gel merupakan fenomena yang

melibatkan penggabungan, atau terjadinya ikatan silang antar rantai - rantai

polimer. Gelasi atau pembentukan gel pada prinsipnya terjadi karena adanya

pembentukan jala atau jaringan tiga dimensi oleh molekul primer yang

terentang pada seluruh volume gel yang terbentuk dengan memerangkap

sejumlah air di dalamnya. (Rohmah, 2010).

Pembuatan gel cincau hijau pada penelitian ini menggunakan metode

yang dikemukakan oleh Rohmah (2010). Daun cincau hijau segar dan bersih

sebanyak 20 gram diekstraksi dengan metode maserasi sederhana yang

dimodifikasi dengan cara diremas - remas menggunakan tangan dalam 500 mL

aquades selama lima menit. Larutan kemudian disaring, residunya dibuang dan

hasil saringan ditambahkan sedikit demi sedikit pada 12 wadah berbeda yang

sebelumnya telah diisi oleh ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton

dengan masing-masing volume: untuk 3 wadah pertama sebesar 300 ml

(Perlakuan A), 3 wadah kedua sebesar 270 ml (Perlakuan B), 3 wadah ketiga


commit to user

32

32

sebesar 240 ml (Perlakuan C), dan 3 wadah terakhir sebesar 210 ml (Perlakuan

D). Masing – masing larutan kemudian diaduk sampai homogen, dan

didiamkan selama 60 menit dalam suhu 27 oC sampai terbentuk gel.

5. Analisis Kadar Klorofil Total Ekstrak Daun Eceng Gondok dengan Pelarut

Aseton, Ekstrak Daun Cincau Hijau dengan Pelarut Aquades, dan Gel Klorofil.

Kandungan klorofil total daun eceng gondok , cincau hijau, dan gel

klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau pada

penelitian ini dihitung dengan menggunakan metode yang dikemukakan oleh

Setiari dan Nurchayati (2009) dengan beberapa modifikasi sebagai berikut:

a. Masing-masing sebanyak 2 ml larutan ekstrak dimasukkan ke dalam kuvet

kemudian kuvet dimasukkan ke dalam spektrofotometer UV-Vis.

b. Absorbansi (A) diukur pada panjang gelombang 644 nm dan 663 nm

c. Penghitungan kandungan klorofil total (mg/L) menggunakan rumus Arnon

(1949) dalam Setiari dan Nurchayati (2009) :

Klorofil total = 0,79 (A 663) + 1,076 (A 644)

Keterangan :

0,79 dan 1,076 = Koefisien absorbansi klorofil total

A 633 dan A 644 = Nilai absorbansi ekstrak

6. Preservasi Gel Klorofil

Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau

hijau disimpan dalam refrigerator pada suhu 10°C.


commit to user

33

33

7. Pembuatan gas CO

Pembuatan gas CO pada penelitian ini menggunakan metode yang

dikemukakan oleh Utomo (2011), dan metode pengukuran emisi gas CO

dilakukan mengacu pada SNI 19-7118.3-2005, yakni pada kondisi

idle/stasioner. Pada putaran stasioner, suhu ruang bakar tidak cukup tinggi

sehingga pembakaran menjadi tidak stabil. Untuk mencegah masalah tersebut,

sistem bahan bakar dikondisikan campuran lebih kaya, sehingga konsentrasi

CO dan HC meningkat karena pembakaran tidak sempurna (Razif dkk., 2005).

Untuk menghomogenkan gas CO yang terlarut dalam gas buang

kendaraan yang digunakan dalam perlakuan, gas buang kendaraan sebelumnya

dihisap dan ditampung dalam kompresor, sehingga saat digunakan sebagai

perlakuan konsentrasi gas CO relatif stabil dan homogen terutama suhu dan

tekanan parsialnya. Kecepatan aliran gas untuk perlakuan ditentukan yaitu 10

mL/detik. Menurut Basuki dkk., (2008) semakin kecil kecepatan aliran gas

yang mengandung zat kontaminan maka waktu tinggal gas dalam tabung

adsorpsi akan semakin lama sehingga semakin tinggi tingkat efisiensinya.

Kompresor dihidupkan selama 30 menit agar kinerja kompresor tersebut stabil.

Mesin sepeda motor dihidupkan dan dibiarkan dalam keadaan idle/stasioner

selama 15 menit. Knalpot kemudian dihubungkan dengan probe dan diarahkan

pada penghisap kompresor. Kemudian kompresor dihidupkan, dan pengisian

gas CO dalam tabung kompresor dilakukan hingga tekanan menunjukkan

angka 4. Kemudian pengisian udara bebas dilakukan hingga tekanan


commit to user

34

34

menunjukkan angka 8. Setelah tekanan mencapai angka 8 kemudian kompresor

dimatikan dan didiamkan selama 30 menit agar gas homogen.

8. Pengukuran debit dan konsentrasi gas CO

Pengukuran debit dan konsentrasi gas CO pada penelitian ini

menggunakan metode yang dikemukakan oleh Utomo (2011). Alat detektor gas

CO dinyalakan terlebih dahulu untuk dikalibrasikan. Kemudian alat detektor

dihubungkan pada outlet. Pengukuran debit gas dilakukan dengan mengatur

bukaan kran pada kompresor, pembacaan pada flow meter kompresor dan

pembacaan pada bubble flow meter. Debit gas yang digunakan pada percobaan

ini yaitu 10 mL/detik. Konsetrasi gas CO (% vol) ditentukan dengan membaca

angka pada alat detektor ketika telah mencapai kestabilan.

9. Perlakuan pemaparan gas CO

Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau

hijau sebanyak 300 ml dimasukkan ke dalam adsorption box (Gambar 5), lalu

ditutup rapat menggunakan penutup dengan silicon seal agar kondisi ruang

vakum.

Gambar 5. Adsorption box

Peralatan uji seperti kompresor, gas analyzer, impinger set, bubble flow

meter dan motor dirangkai seperti pada Gambar 6. Sebelumnya gas CO yang

akan dipaparkan telah diukur konsentrasinya dan dicatat sebagai konsentrasi

awal. Kemudian melalui impinger set dialirkan gas CO ke dalam adsorption


commit to user

35

35

box. Konsentrasi gas CO setelah perlakuan dicatat tiap 60 detik hingga

diperoleh waktu jenuh gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan

basis gel daun cincau dalam mengadsorpsi gas CO (Konsentrasi setelah

perlakuan sama dengan konsentrasi sebelum perlakuan).

Gambar 6. Rangkaian alat uji

Rangkaian alat uji meliputi motor yang dipasang probe penghisap pada

ujung knalpotnya, dihubungkan dengan input kompresor (bagian penghisap).

Kompresor lalu dihubungkan dengan selang ke bubble flow meter untuk

mengetahui debit gas, dihubungkan dengan impinger set, lalu dihubungkan ke

adsorption box yang sebelumnya telah diisi oleh gel klorofil. Sumber emisi gas

CO yang digunakan sebagai gas uji dalam penelitian ini berasal dari gas buang

Keterangan:

1. Tabung Impinger 1

2. Tabung Impinger 2

3. Keran 3 Ways

4. Keran 2 Ways

5. Exhauster

6. Probe

7. Horiba Automotive

Emission Analyzer

MEXA-554J

8. Air Compressor

9. Motor Honda 4 Langkah

10. Slang Gas

11. Bubble Flow meter

12. Adsorption Box

6

3

12 9

8

10

-0

11

1 2

5

7

4


commit to user

36

36

kendaraan sepeda motor 4 langkah berbahan bakar bensin merk Honda tahun

perakitan 2008. Kendaraan bermotor dipilih karena merupakan sumber utama

emisi gas CO (Basuki dkk., 2008). Dari pengukuran langsung terhadap gas

buang kendaraan didapatkan konsentrasi gas CO sebesar 3,86 % vol.

Konsentrasi tersebut masih di bawah standar baku mutu emisi gas CO.

Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 05 Tahun 2006/1

Agustus 2006, konsentrasi gas CO yang diemisikan oleh kendaraan bermotor

berkategori L dalam hal ini sepeda motor 4 langkah dengan bahan bakar bensin

tahun pembuatan di bawah tahun 2010 adalah 5,5 % vol. Konsentrasi gas CO

sebelum dan sesudah perlakuan diukur dengan alat ukur Horiba Automotive

Emission Analyzer MEXA-554J khusus untuk mesin berbahan bakar bensin

yang telah memenuhi standar ISO 3930.

10. Uji Adsorpsi

Uji adsorpsi pada penelitian ini menggunakan metode yang

dikemukakan oleh Utomo (2011) dengan beberapa modifikasi. Kejenuhan gel

klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel daun cincau dapat

diketahui dengan menghitung persentase adsorpsi setiap 60 detik. Persentase

adsorpsi merupakan angka perbandingan banyaknya konsentrasi gas CO yang

diserap oleh sampel. Persentase adsorpsi dapat ditentukan dengan persaman

matematis berikut:

Persentase adsorpsi = Xo − Xf

Xo x 100 %

Keterangan :

Xo = besar konsentrasi gas CO sebelum dikenai perlakuan

Xf = besar konsentrasi gas CO setelah dikenai perlakuan


commit to user

37

37

11. Uji Porositas Gel

Uji porositas dilakukan dengan mengamati struktur gel klorofil dari

ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel daun cincau menggunakan

mikroskop pemindai elektron atau Scanning Elektron Microscope (SEM).

D. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah

Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor yang terdiri dari 4 perlakuan yaitu

variasi komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel

cincau hijau. Masing-masing perlakuan dengan 3 kali ulangan. Komposisi gel

keempat perlakuan disajikan pada Tabel 5 berikut:

Tabel 5. Komposisi gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel

cincau hijau tiap perlakuan

Perlakuan Ekstrak Daun Cincau Hijau

Ekstrak Daun Eceng Gondok

Eceng Gondok

dengan Pelarut Aquades (ml) dengan Pelarut Aseton (ml)

A 300 0 B 270 30

C 240 60

D 210 90

E. Analisis Data

Analisis data menggunakan analisis hasil uji laboratorium, yang

dikomparasikan dengan uji statistik menggunakan Analysis Of Variance

(ANOVA) untuk mengetahui signifikansi perbedaan antar perlakuan, apabila

terdapat signifikasi kemudian dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan Multiple

Range Test) pada taraf uji 5% untuk mengetahui beda nyata diantara perlakuan,

Paired – Samples T Test untuk mengetahui signifikansi perbedaan sebelum

maupun sesudah perlakuan, dan terakhir dilakukan analisa regresi.


commit to user

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Kadar Klorofil Total Sebelum dan Sesudah Perlakuan

Tujuan dilakukannya pengukuran kadar klorofil total pada awal dan akhir

perlakuan bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan kadar klorofil total

sebelum maupun sesudah perlakuan pemaparan dengan gas CO. Perubahan kadar

klorofil total dapat mengindikasikan terjadinya suatu reaksi kimia yang

menyebabkan klorofil terdegradasi (Setiari dan Nurchayati, 2009). Kadar klorofil

total sebelum dan setelah perlakuan pemaparan dengan gas CO disajikan pada

gambar 7.

Gambar 7. Kadar klorofil total sebelum dan sesudah perlakuan. Keterangan:

Volume setiap gel yaitu 300 ml dengan perbandingan antara ekstrak

daun eceng gondok dengan pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau

dengan pelarut aquades pada setiap perlakuan yaitu A (0:10), B (1:9),

C (2:8), dan D (3:7).

2,3588

4,63724,8662

5,7652

2,3699

4,730 4,7532

5,6400

0

1

2

3

4

5

6

7

A B C D

Ka

da

r K

loro

fil

(mg

/L)

Perlakuan

Sebelum

Sesudah

(P val > 0,05) (P val > 0,05) (P val > 0,05) (P val > 0,05)


commit to user

39

39

Setelah dilakukan uji ANOVA pada kadar klorofil total gel sebelum

dipaparkan gas CO diketahui bahwa variasi komposisi gel pada setiap

perlakuan A, B, C, dan D menghasilkan perbedaan kadar klorofil total yang

signifikan (P val<0,05) (Lampiran 5a). Setelah di uji lanjut dengan DMRT

(Lampiran 5b) diketahui perlakuan B dan C tidak berbeda nyata. Hal ini

disebabkan perlakuan B dan C memiliki perbandingan antara ekstrak daun

eceng gondok dengan pelarut aseton dan ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades yang mendekati seimbang jika dibandingkan dengan perlakuan

yang lain.

Perlakuan D tidak berbeda nyata dengan perlakuan C namun berbeda

nyata dengan perlakuan A dan B. Perlakuan A menghasilkan kadar klorofil

total terlarut paling rendah (2,3588 mg/L) bila dibandingkan dengan perlakuan

B (4,6372 mg/L), C (4,8662 mg/L) dan D (5,7652 mg/L). Perlakuan A

merupakan kontrol ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades, sehingga

dari analisa diketahui kadar klorofil total terlarut yang paling rendah. Tidak

adanya ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton yang tercampur

menyebabkan jumlah pigmen yang terlarut dalam perlakuan A sedikit,

sehingga banyaknya sinar yang dapat diserap oleh klorofil rendah. Rendahnya

penyerapan sinar oleh klorofil menyebabkan rendahnya nilai absorbansi. Selain

itu, penambahan aquades pada ekstrak pigmen juga dapat menyebabkan

terjadinya agregasi. Penambahan aquades pada larutan klorofil-a dalam pelarut

aseton, menimbulkan penurunan absorbansi klorofil-a pada spektrum serapnya,


commit to user

40

40

baik puncak Qy, Qx maupun Soret seiring dengan bertambahnya persentase air

yang ditambahkan (Costa dkk., 2009).

Perlakuan D menghasilkan kadar klorofil total tertinggi. Hal ini

disebabkan oleh perbandingan antara ekstrak daun eceng gondok dengan

pelarut aseton yang tinggi terhadap ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut

aquades (3:7), sehingga nilai absorbansinya tinggi. Secara analisis kimia

senyawa klorofil tidak larut sempurna dalam air, tetapi larut sempurna dalam

pelarut organik seperti etanol, metanol, aseton, kloroform dan alkohol

(Lehninger, 1990). Namun nilai penting dari penggunaan aquades pada

penelitian ini karena aquades lebih aman penggunaanya, ramah lingkungan,

mudah didapat dan harganya lebih murah. Selain itu, gas CO juga memiliki

kelarutan pada aquades sehingga aquades dapat menjadi pelarut alternatif pada

gel klorofil pada penelitian ini.

Setelah dilakukan uji T berpasangan terhadap kadar klorofil total sebelum

dan sesudah perlakuan pada formula A, B, C, dan D menunjukkan hasil yang

tidak signifikan (P val>0,05) (Lampiran 5h, 5i, 5j, dan 5k). Hal ini

menunjukkan bahwa selama proses pemaparan gas CO tidak terjadi perubahan

kadar klorofil total pada gel klorofil karena tidak adanya reaksi yang

menyebabkan klorofil terdegradasi.

Adanya H2O akan menyebabkan klorofil mengalami agregasi.

Kehadiran H2O menyebabkan pusat logam magnesium yang bersifat

nukleofilik dapat membentuk ikatan hidrogen dengan H2O yang bersifat

elektrofilik. Kemudian satu atom hidrogen yang lain pada H2O akan mengikat


commit to user

41

41

monomerik klorofil lain atau senyawa lain seperti protein, sehingga akan

membentuk agregat. Jika tersedia banyak H2O maka ikatan tersebut akan

terjadi terus menerus dan akan membentuk agregat yang besar (Kusmita dan

Limantara, 2009).

Model struktur kimia antara molekul klorofil, H2O dan gas CO

dipresentasikan pada Gambar 8, dimana atom C dan O pada struktur gas CO

membentuk ikatan koordinasi dengan atom O dan atom H pada model T

agregasi klorofil dengan pelarut aquades.

(a) (b)

Gambar 8. (a) Model T agregasi molekul klorofil (Katz et al., 1978), (b)

Asumsi model T dan ikatan yang terjadi antara molekul klorofil,

H2O dan gas CO (Utomo, 2011).

Pada skala elektronegativitas Pauling, atom H dan C memiliki skala 2,1

dan 2,5. Atom O memiliki skala sebesar 3,5 sehingga atom C dan H bersifat

elektrofilik sedangkan atom O bersifat nukleofilik. Hal ini menyebabkan

ketiga atom tersebut memiliki kecenderungan untuk saling berikatan. Ikatan

yang mungkin terjadi yaitu ikatan kovalen koordinasi dikarenakan penggunaan

pasangan elektron hanya berasal dari salah satu atom saja. Ikatan ini


commit to user

42

42

dimungkinkan pula dipengaruhi oleh adanya gaya tarik menarik antarmolekul

yaitu gaya Van der Waals. Pelarut aseton tidak dapat ikut bereaksi dengan

klorofil, tetapi hanya dapat bersifat melarutkan. Caranya dengan membentuk

ikatan koordinasi, klorofil yang planar (datar) diikat atom magnesiumnya oleh

aseton, dengan posisi aseton diatas dan dibawah atom Mg. Ikatan jenis ini juga

berlaku pada reaksi antara klorofil dengan aquades ataupun dengan gas CO.

Model ikatan koordinasi yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 9.

(a) (b)

Gambar 9. Ikatan koordinasi (a) penta dan (b) heksa antara Mg-BChl/

Bakterioklorofil a dengan pelarut aseton dan metanol, secara

berturut-turut (Nishizawa, et al., 1994).

Gambar 9 menunjukkan model skematik peristiwa transfer elektron

akibat ligasi untuk model penta dan heksa-terkoordinasi. Untuk menjaga

netralitas elektron, muatan negatif yang efektif pada atom Mg perlu

ditempatkan. Disebut penta apabila atom Mg terikat dengan 5 atom, yaitu 4

atom N pada klorofil dan satu atom dari atom donor ( pada air = O, gas karbon


commit to user

43

43

monoksida = C, aseton= O). Disebut heksa apabila atom Mg terikat dengan 4

atom N dan 2 atom donor.

B. Uji Penyerapan Gas CO oleh Gel Klorofil

Uji penyerapan gas CO oleh gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok

dengan basis gel cincau hijau menggunakan konsep dasar adsorpsi gas pada

zat padat. Proses perlakuan pemaparan Gas CO terhadap gel klorofil secara

skematis terlihat pada diagram alir sebagai berikut:

Gambar 10. Diagram proses perlakuan pemaparan Gas CO

1. Input

Pada tahapan ini dilakukan pengaliran gas buang kendaraan yang

mengandung gas CO ke dalam setiap gel klorofil yang diuji. Sebelum gas

tersebut dialirkan terlebih dahulu diukur konsentrasi awal gas CO yang terlarut

dalam gas buang kendaraan tersebut. Konsentrasi gas CO awal yang

dipaparkan ke dalam setiap gel klorofil dan konsentrasi akhir setelah melewati

gel yang diuji disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Konsentrasi awal dan akhir gas CO

Perlakuan Konsentrasi Gas CO (%vol)

Awal Akhir

Input Proses Output


commit to user

44

44

A 1,05 0,02058

B 0,83 0,018841

C 0,84 0,004116

D 1,45 0,00116

Keterangan: Volume setiap gel yaitu 300 ml dengan perbandingan antara

ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton : ekstrak daun

cincau hijau dengan pelarut aquades pada setiap perlakuan yaitu

A (0:10), B (1:9), C (2:8), dan D (3:7).

Setelah dilakukan uji ANOVA diketahui bahwa input/konsentrasi awal

gas CO yang diberikan pada tiap perlakuan tidak berbeda signifikan (P

val>0,05) (Lampiran 5c) sehingga tidak dilanjutkan dengan analisis DMRT.

Konsentrasi gas CO tidak jauh berbeda disebabkan karena gas CO yang terlarut

dalam gas buang kendaraan mengalami homogenisasi. Homogenisasi terjadi

karena gas tersebut ditampung terlebih dahulu dalam tabung kompresor yang

berfungsi untuk memampatkan udara, menghomogenkan suhu dan tekanan

udara (Sapitri, 2012). Hal ini menyebabkan konsentrasi gas CO stabil selama

dipaparkan ke dalam setiap gel klorofil yang diuji, suhu gas yang dihasilkan

adalah 29oC. Setelah konsentrasi awal diketahui, kemudian gas CO dialirkan ke

tabung reaksi yang di dalamnya telah terisi oleh gel klorofil yang diuji.

2. Proses

Tahapan ini dimulai sesaat setelah gas CO mengalami kontak dengan

gel klorofil yang diuji. Tahap proses merupakan tahap dimana terjadi

penyerapan gas CO oleh gel klorofil yang diuji. Untuk mengetahui adanya

proses penyerapan yang terjadi maka konsentrasi gas CO dicatat setiap 60 detik

hingga terjadi kejenuhan larutan dalam menyerap gas CO. Tercapainya waktu


commit to user

45

45

jenuh gel klorofil yang diuji dapat diketahui dengan menghitung persentase

adsorpsi setiap 60 detik. Persentase adsorpsi adalah angka perbandingan

banyaknya konsentrasi gas CO yang diserap. Semakin rendah nilai persentase

adsorpsi maka larutan semakin mendekati waktu jenuh sehingga tidak dapat

lagi menyerap gas CO. Waktu jenuh setiap perlakuan disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7. Waktu jenuh gel klorofil terhadap gas CO

Perlakuan Waktu Jenuh (detik)

A 100

B 200

C 100

D 80




A (0:10), B (1:9), C (2:8), dan D (3:7).

Perlakuan A merupakan kontrol ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades. Pada perlakuan B, C dan D terdapat variasi perbandingan

antara ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton dan ekstrak daun

cincau hijau dengan pelarut aquades pada setiap perlakuan secara berturut-turut

1:9, 2:8, dan 3:7. Dari tabel diketahui bahwa lama waktu jenuh bervarisasi dari

perlakuan A hingga perlakuan D dan meningkat tajam pada perlakuan B.

Setelah dilakukan uji ANOVA diketahui bahwa lama waktu jenuh gel klorofil

dalam menyerap gas CO menunjukkan hasil yang signifikan (P val<0,05)

(Lampiran 5d). Setelah di uji lanjut dengan DMRT (Lampiran 5e) diketahui


commit to user

46

46

perlakuan A, C dan D tidak berbeda nyata. Perlakuan B berbeda nyata terhadap

perlakuan A, C, dan D. Hal ini berarti perlakuan B dengan perbandingan antara

ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau

dengan pelarut aquades (1:9) merupakan komposisi yang optimal dalam

menyerap gas CO.

Dari hasil pengukuran waktu jenuh juga mengindikasikan bahwa waktu

jenuh gel klorofil yang diuji tidak hanya dipengaruhi oleh kadar klorofil total

yang terdapat dalam gel namun juga dipengaruhi oleh jenis pelarut yang

digunakan. Dari hasil ini juga diketahui bahwa peristiwa adsorpsi yang terjadi

bersifat selektif dan spesifik dimana gas CO lebih mudah teradsorpsi dalam

pelarut aquades, hal ini sesuai dengan referensi yang didapatkan bahwa,

molekul gas CO yang bersifat sedikit polar memiliki kelarutan dengan aquades

namun tidak dalam pelarut aseton (Sukardjo, 1990), dan nilai kelarutan gas

CO dalam aquades sebesar 2,14 ml/100 ml pada suhu 25°C (Raub, 2009). Hal

ini berarti bahwa semakin tinggi kadar pelarut aquades dalam gel, maka akan

semakin tinggi kelarutan dari gas CO. Dengan adanya sifat kelarutan tersebut,

maka mulai dari perlakuan B, C dan D secara berturut – turut memiliki

kecenderungan penurunan waktu jenuh (B>C>D).

Dari beberapa hasil uji tersebut dapat diketahui bahwa waktu jenuh gel

dipengaruhi oleh beberapa faktor bebas, yaitu kadar klorofil total dan jenis

pelarut yang digunakan, dimana pelarut yang paling berperan dalam penelitian

ini adalah aquades. Setelah dilakukan uji regresi pada pengaruh kadar klorofil

total dan volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades terhadap


commit to user

47

47

waktu jenuh menunjukkan hasil yang signifikan (P val<0,05) (Lampiran 5l).

Hal ini menguatkan bahwa memang terdapat pengaruh antara variabel kadar

klorofil total (x1) variabel volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut

aquades (x2) terhadap waktu jenuh (y). Pada kolom R square (Lampiran 5l)

menunjukkan bahwa kadar klorofil total dan volume ekstrak aquades cincau

hijau berkontribusi 53,6 % terhadap waktu jenuh, sedangkan 46,4%

dipengaruhi oleh faktor lain yang tidak terangkum dalam analisis ini. Dari uji

regresi tersebut, berdasarkan tabel Coefficients (Lampiran 5l) diperoleh

persamaan sebagai berikut:

y= -394,7 + 56,884 x1 + 1257,225 x2

Dimana:

y = Waktu jenuh (s)

x1 = Kadar klorofil total (mg/L)

x2 = Volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (L)

Dari persamaan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa:

a. Harga koefisien konstanta = -394,7 Hal ini berarti bahwa apabila nilai dari

kadar klorofil total (x1) dan volume ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades (x2) pada penelitian sama dengan satu, maka besarnya

waktu jenuh gel (variabel dependen y) adalah 919,409 detik.

b. Harga koefisien x1 = 56,884 berarti setiap penambahan satu satuan nilai

kadar klorofil total (x1) akan menyebabkan kenaikan waktu jenuh gel

(variabel dependen y) sebesar 56,884 satuan.


commit to user

48

48

c. Harga koefisien x2 = 1257,225 berarti bahwa setiap penambahan satu satuan

nilai volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (x2) akan

menyebabkan kenaikan waktu jenuh gel (variabel dependen y) sebesar

1257,225 satuan.

Untuk mengetahui hubungan secara parsial pegaruh masing –

masing variabel bebas tersebut terhadap variabel dependen y, dapat dilihat

pada Gambar 8 dan Gambar 9. Berdasarkan fungsi regresi y= -394,7 + 56,884

x1 + 1257,225 x2, dengan y= waktu jenuh (s), x1 = kadar klorofil total (mg/L),

dan x2 = volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (L),

jika diasumsikan bahwa nilai dari x2 adalah 1, maka didapatkan hubungan

antara x1 dan y seperti pada Gambar 11.

Gambar 11. Hubungan kadar klorofil total terhadap waktu jenuh

Apabila diasumsikan bahwa nilai dari x1 adalah 1, maka

didapatkan hubungan antara x2 dan y pada Gambar 12 sebagai berikut:

y = 56.88x + 862.5

R² = 1

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 2 4 6 8 10 12

Wa

ktu

jen

uh

(s)

Kadar klorofil total (mg/L)


commit to user

49

49


aquades terhadap waktu jenuh

Dari grafik pada Gambar 11 dan Gambar 12 diketahui bahwa antara

variabel kadar klorofil total maupun variabel volume ekstrak daun cincau hijau

dengan pelarut aquades sama – sama berpengaruh secara linear terhadap waktu

jenuh, namun keberadaan volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut

aquades berpengaruh lebih besar daripada kadar klorofil total.

3. Output

Gel klorofil yang diuji memiliki keterbatasan waktu untuk menyerap

gas CO. Waktu dimana terjadi reaksi kesetimbangan antara adsorben dan

adsorbat dinyatakan sebagai waktu jenuh larutan uji terhadap gas CO. Waktu

jenuh ini dapat diketahui melalui perhitungan persentase adsorpsi (Utomo,

2011). Persentase adsorpsi adalah angka perbandingan banyaknya konsentrasi

gas CO yang diserap oleh sampel disebut. Semakin rendah persentase adsorpsi

y = 1257.x - 337.8

R² = 1

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 2 4 6 8 10 12

Wa

ktu

jen

uh

(s)

Volume ekstrak aquades daun cincau hijau (L)


commit to user

50

50

maka gel semakin mendekati waktu jenuh sehingga tidak dapat lagi menyerap

gas CO. Persentase adsopsi sampai waktu jenuh dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Persentase adsorpsi sampai waktu jenuh gel

Perlakuan Persentase Adsorpsi (%)

A 1,96

B 2,27

C 0,49

D 0,08




A (0:10), B (1:9), C (2:8), dan D (3:7).

Dari tabel tersebut menunjukkan bahwa perlakuan B memiliki

persentase adsorpsi tertinggi yakni sebesar 2,27 %, hal ini menandakan bahwa

perlakuan B dengan perbandingan antara ekstrak daun eceng gondok dengan

pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (1:9)

merupakan komposisi yang optimal dalam menyerap gas CO. Setelah

dilakukan uji ANOVA diketahui bahwa setiap perlakuan menghasilkan

perbedaan persentase adsorpsi yang signifikan (P val<0,05) (Lampiran 5f).

Setelah di uji lanjut dengan DMRT (Lampiran 5g) diketahui perlakuan A, B

dan C tidak berbeda nyata. Perlakuan C dengan D juga tidak berbeda nyata,

namun berbeda nyata terhadap perlakuan A dan B. Untuk mengetahui secara

detail besarnya persentase adsorpsi pada setiap 60 detik pengamatan dapat

dilihat pada Gambar 13.


commit to user

51

51

Gambar 13. Adsorpsi gas CO setiap 60 detik. Keterangan: Volume setiap gel

yaitu 300 ml dengan perbandingan antara ekstrak daun eceng

gondok dengan pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades pada setiap perlakuan yaitu A (0:10), B (1:9), C

(2:8), dan D (3:7).

Berdasarkan grafik pada Gambar 13 tersebut dapat diketahui bahwa

waktu penyerapan gas CO oleh larutan uji dari setiap perlakuan optimal pada

60 detik pertama dan cenderung mengalami penurunan pada detik – detik

berikutnya sampai mencapai waktu jenuh. Penyerapan gas CO tertinggi pada

60 detik pertama yaitu pada perlakuan A (5,58 % vol) dan terendah pada

perlakuan D (0,23% vol). Dari hasil ini juga diketahui bahwa peristiwa

adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana gas CO lebih mudah

teradsorpsi dalam pelarut aquades. Nilai kelarutan gas CO dalam aquades

sebesar 2,14 ml/100 ml pada suhu 25°C (Raub, 2009). Hal ini kembali

0

5,87

-0,62

2,171,91

0

5,59

2,83

1,4

00

1,46 1,48

3,23

4,4

00,23

0

-0,45 -0,45

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

0 60 120 180 240 300

Per

sen

tase

Ad

sorp

si (

% v

ol)

Waktu (detik)

A

B

C

D


commit to user

52

52

menguatkan bahwa jenis pelarut yang digunakan terutama aquades

berpengaruh terhadap keterserapan gas CO.

Peningkatan volume pelarut aseton dalam gel klorofil yang diuji

berbanding terbalik dengan lama waktu jenuh larutan dalam menyerap gas CO.

Semakin banyak penambahan pelarut aseton dalam gel klorofil menyebabkan

waktu jenuhnya semakin singkat. Tingginya perbandingan pelarut aseton

terhadap aquades menyebabkan gel lebih cepat jenuh dalam menyerap gas CO.

Hal ini disebabkan pelarut aseton yang bersifat volatile (mudah menguap)

menyebabkan terjadinya akumulasi gas CO terlebih dahulu di dalam tabung

reaksi sebelum dipaparkan gas CO, sehingga larutan lebih cepat mengalami

kejenuhan. Sesaat setelah dicapai waktu jenuh larutan ekstrak klorofil dalam

menyerap gas CO, larutan tersebut sudah tidak dapat lagi menyerap gas CO.

Gas CO yang tidak terserap ini akan bergerak naik ke atas permukaan larutan

dan bereaksi dengan udara bebas. Hal ini dikarenakan massa jenis gas CO lebih

kecil dibandingkan dengan massa jenis larutan ekstrak klorofil. Setelah

mencapai permukaan larutan, gas CO akan segera teroksidasi di udara bebas

membentuk gas CO2 menurut reaksi berikut :

2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g) (Djulia et al., 1995).

Dari beberapa hasil uji tersebut dapat diketahui bahwa persentase

adsorpsi sampai waktu jenuh gel juga dipengaruhi oleh beberapa faktor bebas,

yaitu kadar klorofil total dan jenis pelarut yang digunakan, dimana pelarut yang

paling berperan dalam penelitian ini adalah aquades. Setelah dilakukan uji

regresi pada pengaruh kadar klorofil total dan volume ekstrak daun cincau


commit to user

53

53

hijau dengan pelarut aquades terhadap persentase adsorpsi sampai waktu jenuh

menunjukkan hasil yang signifikan (P val<0,05) (Lampiran 5m). Hal ini

menguatkan indikasi bahwa memang terdapat pengaruh antara variabel kadar

klorofil total (x1) variabel volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut

aquades (x2) terhadap persentase adsorpsi sampai waktu jenuh (y). Pada kolom

R square (Lampiran 5m) menunjukkan bahwa kadar klorofil total dan volume

ekstrak aquades cincau hijau berkontribusi 63,9 % terhadap persentase adsorpsi

sampai waktu jenuh, sedangkan 36,1% dipengaruhi oleh faktor lain yang tidak

terangkum dalam analisis ini. Dari tabel Coefficients (Lampiran 5m) uji regresi

tersebut diperoleh persamaan sebagai berikut:

y = -7,368 + 0,74 x1 + 25,25 x2

Dimana:

y = Persentase adsorpsi sampai waktu jenuh (%)

x1 = Kadar klorofil total (mg/L)

x2 = Volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (L)

Dari persamaan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa:

a. Harga koefisien konstanta = -7,368 Hal ini berarti bahwa apabila nilai dari

kadar klorofil total (x1) dan volume ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades (x2) pada penelitian sama dengan satu, maka besarnya

persentase adsorpsi sampai waktu jenuh (variabel dependen y) adalah

18,622 %.

b. Harga koefisien x1 = 0,74 berarti setiap penambahan satu satuan nilai kadar

klorofil total (x1) akan menyebabkan kenaikan persentase adsorpsi sampai

waktu jenuh gel (variabel dependen y) sebesar 0,740 satuan.


commit to user

54

54

c. Harga koefisien x2 = 25,25 berarti bahwa setiap penambahan satu satuan

nilai volume ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades (x2) akan

menyebabkan kenaikan persentase adsorpsi sampai waktu jenuh gel

(variabel dependen y) sebesar 25,25 satuan.

Untuk mengetahui hubungan secara parsial pegaruh masing –

masing variabel bebas tersebut terhadap variabel dependen y, dapat dilihat

pada Gambar 11 dan Gambar 12. Berdasarkan fungsi regresi y = -7,368 + 0,74

x1 + 25,25 x2, dengan y= persentase adsorpsi sampai waktu jenuh (%), x1 =

kadar klorofil total (mg/L), dan x2 = volume ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades (L), jika diasumsikan bahwa nilai dari x2 adalah 1, maka

didapatkan hubungan antara x1 dan y seperti pada Gambar 14.

Gambar 14. Hubungan kadar klorofil total terhadap persentase adsorpsi

sampai waktu jenuh

y = 0.74x + 17.88

R² = 1

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12

Per

sen

tase

ad

sorp

si

sam

pa

i w

ak

tu j

enu

h (

%)

Kadar klorofil total (mg/L)


commit to user

55

55

Apabila diasumsikan bahwa nilai dari x1 adalah 1, maka akan

didapatkan hubungan antara x2 dan y seperti pada Gambar 15 sebagai berikut :


aquades terhadap persentase adsorpsi sampai waktu jenuh

Dari grafik pada Gambar 14 dan Gambar 15 diketahui bahwa antara

variabel kadar klorofil total maupun variabel volume ekstrak daun cincau hijau

dengan pelarut aquades sama – sama berpengaruh secara linear terhadap

persentase adsorpsi sampai waktu jenuh, namun keberadaan volume ekstrak

daun cincau hijau dengan pelarut aquades kembali berpengaruh lebih besar

daripada kadar klorofil total.

Untuk mengetahui hubungan antara kadar klorofil total, waktu jenuh

dan persentase adsorpsi gel dapat dilihat pada Gambar 16.

y = 25.25x - 6.628

R² = 1

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12

Per

sen

tase

ad

sorp

si

sam

pa

i w

ak

tu j

enu

h (

%)

Volume ekstrak aquades daun cincau hijau (L)


commit to user

56

56

Gambar 16. Model 3 dimensi grafik hubungan antara kadar klorofil total,

waktu jenuh dan persentase adsorpsi gel. Keterangan: X

merupakan rentang waktu jenuh (s), Y merupakan persentase

adsorpsi (%), dan Z merupakan kadar klorofil total (Mg/L).

Perlakuan A merupakan kontrol ekstrak daun cincau hijau dengan

pelarut aquades. Pada perlakuan B, C dan D terdapat variasi perbandingan

antara ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut aseton dan ekstrak daun

cincau hijau dengan pelarut aquades pada setiap perlakuan secara berturut-turut

1:9, 2:8, dan 3:7. Dari model 3 dimensi pada Gambar 14 dapat dilihat bahwa

kadar klorofil total (Z) memiliki hubungan terhadap kenaikan waktu jenuh (X)

dan persentase adsorpsi (Y) secara simultan. Kenaikan waktu jenuh (X)

berbanding lurus dengan kenaikan persentase adsorpsi (Y). Hal ini disebabkan

karena nilai waktu jenuh ditentukan berdasarkan persentase adsorpsi setiap 60

detik pengamatan. Ketika nilai output gas CO yang dihasilkan sudah sama


commit to user

57

57

dengan nilai input gas CO yang diberikan (persentase adsorpsi = 0%), maka

diasumsikan gel telah mencapai waktu jenuh.

C. Perubahan Fisik Gel Sesudah Perlakuan

Pada gel klorofil tidak terjadi perubahan warna secara total baik sebelum

dan sesudah perlakuan pemaparan gas CO. Namun gel klorofil yang telah terpapar

gas CO sampai mencapai waktu jenuh membentuk suatu lapisan tipis/film

berwarna gelap pada permukaannya. Lapisan tersebut terbentuk karena beberapa

faktor, yang pertama disebabkan akibat terserapnya partikulat yang terdapat dalam

gas buang kendaraan bermotor. Menurut Wardhana (1999), komponen pencemar

dari sumber gas buang kendaraan bermotor adalah: gas CO (70,56%), NOx

(8,89%), SOx (0,88%), Hidro Karbon (18,34%), dan partikulat (1,33%). Partikulat

meliputi semua bahan cair maupun padat seperti abu, karbon, debu, dan jelaga.

Jelaga terbentuk karena kurangnya udara pada proses pembakaran sehingga bahan

bakar tidak dapat terbakar sempurna sebelum proses buang (Anonim, 2012).

Faktor yang kedua penyebab terbentuknya lapisan tipis pada permukaan gel

klorofil adalah gas buang yang terserap itu sendiri. Gas CO, SOx dan Hidro

Karbon memang tidak berwarna, namun gas NOx berwarna cokelat kemerahan

(Budiarti, 2011). Difusi dan perilaku adsorpsi gas dalam film porfirin multilayer

dapat dianalogikan dalam sebuah model kinetik yang disajikan pada gambar 17.


commit to user

58

58

Gambar 17. Perilaku adsorpsi gas dalam film porfirin multilayer menurut

Naughton et al. (2007).

Gas yang terserap pada film multilayer akan terakumulasi lebih banyak

pada lapisan terluar dan kadarnya cenderung mengalami penurunan pada lapisan –

lapisan berikutnya. Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa terbentuknya

lapisan tipis/film berwarna gelap pada permukaan gel klorofil yang telah

dipaparkan gas buang kendaraan, disebabkan oleh 2 faktor utama, yakni terjadi

karena terserapnya partikulat serta akibat dari akumulasi gas buang kendaraan.

D. Porositas Gel Sebelum dan Sesudah Perlakuan

Scanning Electron Microscope (SEM) merupakan mikroskop yang

digunakan untuk studi detail arsitektur obyek yang diamati secara tiga dimensi.

Agar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik, maka diperlukan beberapa

persyaratan dan melalui proses preparasi yang wajib dilakukan pada sediaan

dengan tahapan sebagai berikut :

1. Fiksasi, yang bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah struktur sel

yang akan diamati. fiksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa

glutaraldehida atau osmium tetroksida.


commit to user

59

59

2. Dehidrasi, yang bertujuan untuk memperendah kadar air dalam sayatan

sehingga tidak mengganggu proses pengamatan. Karena SEM

memanfaatkan kondisi vakum dan menggunakan elektron untuk

membentuk sebuah gambar, persiapan khusus harus dilakukan untuk

sampel. Semua air harus dikeluarkan dari sampel karena air akan menguap

dalam vakum dan merusak alat.

3. Pelapisan/pewarnaan/konduktifikasi, bertujuan untuk memperbesar

kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya.

Pelapisan/pewarnaan dapat menggunakan logam mulia seperti emas dan

platina. Semua logam yang konduktif dan tidak memerlukan persiapan

sebelum digunakan. Semua non-logam perlu dibuat konduktif dengan

menutup sampel dengan lapisan tipis bahan konduktif. Hal ini dilakukan

dengan menggunakan alat yang disebut "Sputter Coater" (Schweitzer,

2012).

Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok dengan basis gel cincau hijau

terbentuk pada volume 300 ml dengan perbandingan antara ekstrak daun eceng

gondok dengan pelarut aseton : ekstrak daun cincau hijau dengan pelarut aquades

pada setiap perlakuan yaitu A (0:10), B (1:9), C (2:8), dan D (3:7). Gel tersebut

memiliki kadar air yang sangat tinggi (>65%), sehingga proses dehidrasi dan

konduktifikasi tidak memungkinkan untuk dilakukan terhadap gel. Oleh karena itu

uji porositas gel dengan SEM tidak dapat diterapkan pada penelitian ini.


commit to user

60

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok (Eichhornia crassipes (Mart)

Solms.) dengan basis gel cincau hijau (Cyclea barbata Miers) memiliki

kemampuan penyerapan terhadap gas karbon monoksida (CO).

2. Perbandingan komposisi gel antara ekstrak daun eceng gondok dengan pelarut

aseton dan ekstrak aquades daun cincau yang optimal menyerap gas karbon

monoksida (CO) adalah 1:9.

3. Tidak terjadi perubahan fisik pada gel klorofil dari ekstrak daun eceng gondok

dengan basis gel cincau hijau.

B. Saran

1. Perlu adanya penelitian lanjut terhadap reaksi dan ikatan kimia antara molekul

klorofil dengan gas CO.

2. Perlu adanya penelitian lanjut terhadap struktur lapisan/film yang terbentuk

akibat pengeringan gel klorofil.

3. Perlu adanya penelitian lanjut terhadap potensi klorofil dalam fase pure solid

dengan kadar air yang rendah.

potensi gel klorofil dari ekstrak daun eceng …/potensi... · fakultas matematika dan ilmu commit...

Documents