IV Hasil dan Pembahasan

IV
Hasil dan Pembahasan
4.1 Penentuan zat warna
Pada penelitian ini dilakukan penentuan daya serap maksimum zat warna cibacron red oleh
karbon aktif. Diharapkan hasil penelitian ini dapat langsung dijadikan bahan acuan untuk
implementasi pada industri tekstil di Indonesia. Alasan dipilihnya Cibacron red adalah
karena sifatnya sebagai zat warna reaktif yaitu jenis zat warna yang paling umum digunakan
di insdustri tekstil pada saat ini.
4.2 Penentuan jenis karbon aktif
Dipilih karbon aktif granular bukan karena daya serapnya paling hebat. Sudah disebutkan
pada Bab II bahwa daya serap karbon aktif yang terbesar adalah ketika ukuran partikelnya
paling kecil, yaitu pada jenis serbuk (powder). Akan tetapi di Indonesia karbon aktif jenis ini
jarang digunakan sehingga langka di pasaran. Disamping itu penggunaan karbon serbuk jauh
lebih rumit dan mahal. Peneliti sempat mencoba melakukan percobaan ini dengan karbon
aktif jenis powder ini. Ketika ditempatkan di dalam larutan zat warna, karbon aktif jenis
serbuk akan tersuspensi terus pada larutan. Hal ini dapat mengganggu hasil pengukuran.
Kemudian dicoba bagaimana seandainya larutan ini kemudian di filter dengan kertas saring.
Ternyata dengan menggunakan kertas saring biasa karbon aktif serbuk ini tetap dapat lewat.
Kemudian dengan kertas saring wattman yang lebih mahal ternyata baru bisa dilakukan
filtrasi akan tetapi membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan pada saat dilakukan uji
dengan karbon aktif granular ternyata dengan jenis ini saja sudah dapat dilakukan adsorpsi
dengan cukup baik (zat warna dapat terserap hampir seluruhnya). Gambar 4.1 dan 4.2
diambil pada saat uji awal tersebut. Terlihat bagaimana pada karbon aktif granular
mengumpul pada dasar wadah pada Gambar 4.1 dan bagaimana warna larutan zat warna
cibacron red pada 4.1 setelah diberi karbon aktif granular dan didiamkan beberapa jam jauh
berkurang pekatnya dibandingkan dengan larutan induk pada Gambar 4.2.
Gambar 4.1 Hasil uji penyerapan larutan zat warna oleh karbon aktif granular
Gambar 4.2 Larutan induk zat warna Cibracon Red 1000 ppm
19
4.3 Pembuatan spektrum absorpsi zat warna cibacron red
Pada metode analasis kualitatif dengan spektrofotometer sinar tampak, dilakukan penentuan
panjang gelombang maksimum zat yang diteliti. Perubahan absorbans untuk setiap satuan
konsentrasi adalah paling besar pada panjang gelombang maksimum, maka akan diperoleh
kepekaan analisis yang maksimum pula. Di sekitar panjang gelombang maksimum ini
bentuk kurva serapan menjadi datar, pada kondisi demikian hukum Beer akan terpenuhi
dengan baik. Pada bentuk kurva yang datar dan pengukuran yang diulangi, maka kesalahan
yang ditimbulkan oleh pemasang-ulang panjang gelombang tersebut akan kecil.
Gambar 4.3 Penentuan panjang gelombang maksimum
Diharapkan bahwa dengan ditentukannya panjang gelombang maksimum pada percobaan ini
kebolehulangan akan semakin baik dikarenakan kesalahan yang minimal. Perlu ditambahkan
bahwa pada penggunaan metode spektrofotometri sinar tampak penting sekali dijaga kondisi
permukaan kuvet. Goresan, minyak, air atau pengganggu lain dapat berpengaruh pada hasil
pengukuran absorbansi.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran panjang gelombang maksimum dari zat warna
cibacron red. Hasil yang didapatkan ada dua yaitu pada panjang gelombang 520 nm dan 542
nm. Tahap-tahap berikut pada penelitian ini dilakukan pada panjang gelombang 542 nm
karena absorbansi yang dihasilkannya maksimum.
20
Gambar 4.4 Grafik penentuan panjang gelombang maksimum
4.4 Pembuatan kurva kalibrasi zat warna cibracon red
Kurva kalibrasi dibuat dengan cara membandingkan konsentrasi larutan dengan absorbens
pada panjang gelombang yang telah ditentukan. Perlu diingatkan bahwa pada tahap ini tidak
digunakan sampel melainkan larutan standar supaya tidak terjadi penyimpangan hasil akibat
adanya zat pengotor. Pertama dibuat serangkaian larutan standar dengan konsentrasi semakin
naik pada interval yang sama. Kemudian larutan-larutan standar diukur absorbansinya. Hasil
kurva yang didapatkan disebut kurva kalibrasi. Menggunakan data pada kurva dengan
metode regresi linear didapatkan suatu persamaan garis hubungan antara absorbansi dengan
konsentrasi.
21
Gambar 4.5 Larutan-larutan standar yang digunakan pada pembuatan kurva kalibrasi
Pada penelitian ini diperoleh kurva kalibrasi dengan persamaan y = 0,0259x + 0,003.
Absorbans
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
y = 0,0259x + 0,003
R2 = 0,9993
0,3
0,2
0,1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Konsentrasi Zat Warna (ppm)
Gambar 4.6 Grafik kurva kalibrasi zat warna cibacron red pada 542nm
4.5 Pengaruh waktu terhadap daya serap zat warna cibacron red oleh karbon
aktif
Pada penelitian ini dicari waktu optimal pada penyerapan cibacron red oleh karbon aktif
dengan membuat larutan campuran antara zat warna dengan karbon aktif.
Pada
setiap tahap pada penelitian ini dimana dilakukan adsorpsi dengan karbon aktif
dilakukan dengan cara perendaman (bath) dilanjutkan dengan dilakukan pengadukan dengan
pengaduk magnetik. Ini dilakukan supaya karbon aktif lebih tersebar homogen dengan
harapan menghasilkan daya adsorpsi yang semakin tinggi pula.
22
Gambar 4.7 Pengadukan pada setiap pengukuran daya serap zat warna cibarcon red oleh
karbon aktif
Pada Gambar 4.8 dialurkan waktu penyerapan terhadap daya serap zat warna cibacron red
oleh karbon aktif. Dalam penentuan daya serap ini pertama diukur konsentrasi setiap saat:
Ct = (C0 * At) / A0
Ct = konsentrasi setiap saat
C0 = konsentrasi awal (sebelum penyerapan)
At = absorbans setelah penyerapan
A0 = absorbans sebelum penyerapan
Kemudian dicari konsentrasi zat warna terserap:
Cz = C0 – Ct
Cz = konsentrasi zat warna terserap
Daya serap dapat ditentukan dengan:
Daya serap = (50/1000) * Cz
23
Pada penelitian ini didapatkan waktu optimal pada penyerapan karbon aktif 4 jam. Hal ini
dapat disimpulkan dengan memperhatikan kurva yang dihasilkan dimana sudah hampir
mendatar total dari jam ke 3 sampai dengan 4.
Pada penelitian yang dilakukan Kunwar P. Singh kurva adsorpsi zat warna terhadap waktu
yang dihasilkan berbentuk tunggal dan lurus hingga mencapai titik jenuh kemudian kurva
akan mendatar (Singh, 2003). Beliau memperkirakan bahwa mungkin hal ini disebabkan
lapisan zat pewarna pada karbon aktif yang tunggal (monolayer). Kurva akan mendatar
(tidak lagi terjadi adsorpsi), ketika lapisan tunggal zat warna telah menutupi permukaan
karbon aktif dengan sempurna. Pernyataan ini sesuai pula dengan hasil yang didapatkan oleh
Muhanty dimana beliau menemukan bahwa penurunan pada ukuran partikal karbon aktif
(semakin kecil partikel karbon aktif semakin besar luas permukaan) (Muhanty, 2006).
daya serap (mg zat warna/1g
karbon aktif)
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
waktu (jam)
Gambar 4.8 Grafik pengaruh waktu terhadap daya serap zat warna oleh karbon aktif
4.6 Pengaruh asam terhadap daya serap zat warna cibacron red oleh karbon aktif
Dari literatur didapatkan bahwa pH sangat berpengaruh terhadap penyerapan zat warna oleh
karbon aktif. Menurut penelitian yang dilakukan peneliti dari North Dakota State University
semakin bersifat asam larutan, kemampuan adsorpsi karbon aktif akan semakin besar (Selig,
1992).
Ternyata hasil yang didapatkan pada penelitian sesuai dengan literatur yang telah disebutkan.
Didapatkan bahwa makin tinggi konsentrasi asam menaikan daya serap zat warna. Pada
Gambar 4.9 dapat dilihat bahwa dari 0,05 sampai 0,4 M [HCl] daya serap naik dengan
persamaan y = 1,1882x + 0,6349 dengan R2 = 0,9884.
24
60
%Penyerapan
50
40
30
20
y = 38,301x + 40,115
R2 = 0,9884
10
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
[HCl]
Gambar 4.9 Grafik pengaruh konsentrasi larutan asam terhadap daya serap zat warna oleh
karbon aktif
4.7 Penentuan daya serap maksimum
Hasil yang didapatkan pada bagian terakhir ini merupakan jawaban dari tujuan penelitian
yaitu ditentukannya daya serap maksimum zat warna cibacron red oleh karbon aktif.
Percobaan ini dilakukan dengan mengacu kepada hasil optimasi yang dilakukan sebelumnya.
Maka kondisi yang digunakan dalam tahap ini adalah 4 jam untuk waktu penyerapan serta
kondisi asam pada o,4 M HCl. Hasil yang didapatkan pada bagian ini cukup memuaskan.
Pada gambar 4.11 terlihat pengukuran daya serap ini dari 20 hingga 60 ppm zat warna.
Dari kurva yang didapatkan terlihat jelas bahwa antara absorban yang di dapatkan pada 50 60 ppm sudah tidak mengikuti garis linear dan malah nyaris mendatar. Dengan
memperhatikan grafik ini kita dapat menyimpulkan bahwa daya serap maksimum didapatkan
pada saat 60 ppm ini.
25
Gambar 4.10 Larutan-larutan yang disiapkan pada penentuan daya serap maksimum
Hasil percobaan daya serap maksimum untuk penyerapan zat warna cibacron aktif oleh
karbon aktif 1 gram sebesar 1,25 mg zat warna/ 1g karbon aktif. Padahal pada penelitian
yang dilakukan sebelumnya tentang penyerapan zat warna congo red oleh zeolit alam hanya
didapatkan penyerapan sebesar 0,18 mg zat warna congo / 1 gram karbon aktif. Memang zat
warna yang digunakan pada penelitian tersebut lain tapi tetap saja penyerapan oleh karbon
aktif ternyata hampir 7 kali lebih banyak dibandingkan dengan dengan menggunakan zeolit
Daya Serap (mg zat warna/1g
karbon aktif)
alam.
1,4
1,2
1
0,8
`
0,6
0,4
0,2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Konsentrasi Zat Warna (ppm)
Gambar 4.1 Grafik penentuan daya serap maksimum dari 20-60ppm
26