analisis kadar logam tembaga(ii) di air laut kenjeran

Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 20 September 2014
ANALISIS KADAR LOGAM TEMBAGA(II) DI AIR LAUT KENJERAN
Siti Nurul Islamiyah, Toeti Koestiari
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya
Email :[email protected]
Abstrak. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar logam Cu(II) di Air Laut Kenjeran.
Metode yang digunakan adalah isoterm adsorpsi, dengan adsoben karbon. Analisis kuantitatif untuk
mengetahui konsentrasi Cu, diperoleh menggunakan alat Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) tipe
AAnalyst 100. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kadar logam Cu(II) di air laut Kenjeran pada
pengambilan sampel dengan jarak ± 8 x 16 m2 dari lepas pantai menunjukkan kadar rata- rata sebesar
0,065- 0,096 mg/L dengan kapasitas adsorpsi 0,0041 mg/g.
Kata kunci: Adsorpsi, air laut Kenjeran, karbon, kapasitas adsorpsi Cu.
Logam Cu merupakan salah satu logam
berat yang bersifat toksik terhadap organisme air
dan manusia pada batas konsentrasi tertentu.
Menurut Dirjen POM No. 03725/VII/89 tentang
ambang batas cemaran Cu pada biota laut
khususnya ikan yaitu 2,0 mg/kg [3].
Berbagai metode telah dikembangkan
sebagai upaya untuk mengurangi kadar logam
berat yang melampaui ambang batas, salah
satunya adalah dengan metode adsorpsi.
Adsorpsi merupakan terserapnya suatu zat baik
molekul atau ion (adsorbat) pada permukaan
adsorben [4]. Adsorpsi memiliki beberapa
kelebihan jika dibandingkan dengan metode
lain, diantaranya memerlukan biaya relatif
murah, prosesnya sederhana, efektifitas dan
efisiennya tinggi serta adsorbennya dapat
digunakan kembali (regenerasi) [5].
Adsorben yang dapat digunakan dalam
proses adsorpsi antara lain karbon aktif,
bentonit, zeolit dan silika. Karbon aktif atau
yang biasanya juga disebut dengan arang aktif
adalah suatu bentuk arang yang mempunyai
daya serap tertentu terhadap warna, bau-bauan
atau zat-zat lain. Arang sendiri didefinisikan
sebagai suatu bahan padat yang berpori dan
merupakan hasil pembakaran dari bahan yang
mengandung unsur karbon.
Proses adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa
faktor antara lain konsentrasi, massa adsorben,
PENDAHULUAN
Laut sebagai tempat hilirnya aliran air
memiliki pengaruh penting sebagai penyebab
timbulnya berbagai penyakit pada organisme
maupun
manusia
khususnya
penduduk
diwilayah sekitarnya. Salah satu penyebabnya
yaitu adanya cemaran dari logam berat yang
bersifat toksik dan tidak dapat terdegradasi
secara biologis. Pasang surut air laut akan
membantu
mengalirkan
senyawa-senyawa
terlarut termasuk logam berat yang ada
diperairan menuju laut. Rendahnya senyawa
terlarut dalam perairan akan membuat proses
degradasi menurun [1].
Logam–logam yang mencemari perairan
laut banyak jenisnya, diantaranya tembaga (Cu).
Pencemaran logam berat tembaga (Cu) dapat
berasal dari limbah bahan bakar kapal dan logam
Cu yang digunakan untuk melapisi galangan
kapal yang apabila mengalami korosi akan
terlarut ke perairan [1].
Tembaga (Cu) adalah salah satu unsur
mineral mikro(essensial) yang sangat berperan
dalam proses metabolisme tubuh. Kekurangan
tembagadapat menyebabkan tidakberfungsinya
sistem enzim, sehingga sistem metabolisme dan
fisiologi tubuh tidak bekerja secara normal dan
menyebabkan gangguan dalam pembentukan
darah. Sebaliknya, bila kelebihan akan
mengakibatkan kerusakan jaringan tubuh [2].
B - 27
Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 20 September 2014
luas permukaan, suhu, ukuran partikel dan
waktu kontak [6].
Penentuan kapasitas adsorpsi digunakan
persamaan sebagai berikut :
Tahap Pembuatan Larutan Standar Cu
Larutan induk Cu 100 mg/L diambil 25 mL dan
dimasukkan ke dalam labu ukur 250 mL, selanjutnya
diencerkan dengan aquabides sampai tanda batas,
diperoleh larutan standar 10 mg/L. Setelah itu larutan
Cu2+ 10 ppm masing- masing diambil 80; 40; 10; 5
dan 0,5 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu
ukur 100 mL dan ditambah aquabides hingga tanda
batas, diperoleh larutan standar 8; 4; 1; 0,5 dan 0,05
mg/L.
(1)
di mana Q adalah banyaknya logam yang
teradsorpsi oleh adsorben (mg/g), C0 dan Cf
adalah konsentrasi logam Cu(II) awal dan akhir
(mg/L), V adalah volume larutan (L), dan W
adalah massa adsorben (g).
Tahap penentuan kapasitas adsorpsi karbon
aktif terhadap logam Cu(II) di air laut
Kenjeran
50 mL larutan sampel air laut dimasukkan
dalam botol sampel kemudian ditambahkan
adsorben yang berupa karbon aktif 100 mesh
dengan massa 1 gram yang berukuran 100 mesh
kemudian larutan dikocok dengan kecepatan 100
rpm dengan waktu kontak 60 menit. Setelah itu
larutan
disaring
dan
dibacakan
pada
spektrofotometer serapan atom (SSA).
Hasil Absorbansi pada sampel dimasukkan
ke dalam perumusan garis lurus kurva standar
larutan Cu. Sehingga diperoleh kapasitas
adsorpsi karbon aktif dalam menyerap logam
Cu(II).
Oleh karena tembaga berperan penting
dalam proses kehidupan, maka perlu dilakukan
analisis kadar logam berat Cu(II) di air laut
Kenjeran karena dapat bersifat toksik jika
melampaui ambang batas. Dengan demikian
penelitian dilakukan untuk mengetahui kapasitas
adsorpsi karbon aktif dalam menyerap logam
berat Cu(II) di air laut Kenjeran.
BAHAN DAN METODE
Alat
Beberapa alat yang digunakan antara lain : Gelas
Kimia 100 dan 250 mL, cawan petri, spatula,
shaker, oven, pipet tetes, pipet ukur, kertas
saring, , neraca digital, labu ukur 100 dan 1000
mL, spektrofotometer serapan atom (SSA) tipe
AAnalyst 100.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang dibahas meliputi
proses proses adsorpsi karbon aktif dalam
menyerap logam Cu(II) di air laut Kenjeran.
Bahan
Bahan-bahan yang di butuhkan adalah Karbon aktif
granular (PT. Brataco), sampel air laut Dermaga
Kenjeran, larutan H2SO4, serbuk CuSO4. 5H2O,
Aluminium foil, aquabides.
A. Penentuan kapasitas adsorpsi karbon aktif
dalam menyerap ion logam Cu(II) di Air Laut
Kenjeran
Prosedur Penelitian
Penentuan kapasitas adsorpsi karbon aktif dalam
menyerap ion logam Cu(II) menggunakan standar
larutan CuSO4. 5H2O dengan konsentrasi larutan
0,05; 0,5; 1; 4 dan 8 ppm, menghasilkan nilai
absorbansi berturut- turut 0,001; 0,024; 0,048; 0,188
dan 0,385. Data yang diperoleh ditabulasikan pada
Tabel 1 dan digambarkan pada Gambar 1.
Kurva standar pada Gambar 1, diperoleh dari
hubungan antara konsentrasi larutan CuSO 4. 5H2O
(sumbu x) dengan nilai absorbansi (sumbu y). Pada
proses penentuan kapasitas adsorpsi digunakan
Tahap Pembuatan Larutan
Larutan induk Cu 100 mg/L dibuat dengan cara
menimbang dengan teliti 0,39295 gram CuSO4. 5H2O
kemudian dilarutkan dengan aquabides dalam gelas
kimia 50 ml dan ditambah 1 mL H2SO4 pekat .
Larutan dipindahkan kedalam labu ukur 1000 ml
dan diencerkan dengan aquabides sampai tanda
batas.
B - 28
Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 20 September 2014
kontrol waktu 60
pengadukan 100 rpm.
menit
dengan
kecepatan
Tabel 1 Absorbansi larutan standar CuSO4.
5H2O Untuk penentuan Kurva
Standar Cu
Konsentrasi
(mg/L)
0.05
0.5
1
4
8
Absorbansi
0.001
0.024
0.048
0.188
0.385
Gambar 2. Lokasi pengambilan sampel pada
beberapa titik di Dermaga
(Pantai)
Kenjeran .
Pada tahap ini digunakan untuk mencari kadar
Cu di air laut yaitu memakai massa adsorben 1 gram
dan waktu kontak 60 menit [7]. Berikut adalah data
yang diperoleh disajikan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Kapasitas adsorpsi karbon aktif dalam
menyerap logam Cu(II) di Dermaga
(Pantai) Kenjeran
Gambar 1. Kurva standar CuSO4. 5H2O
Titik
pengambilan
Dari Gambar 1, diperoleh persamaan garis yaitu
y = 0,048x – 0,001dengan linearitas (R2) sebesar
0,999. Persamaan garis yang didapatkan selanjutnya
digunakan untuk menghitung konsentrasi ion Cu2+
sisa (mg/L) dari nilai absorbansinya. Hasil
perhitungan konsentrasi ion Cu2+ sisa digunakan
untuk menentukan kapasitas adsorpsi karbon aktif
sebagaimana telah disajikan dalam Tabel 2.
Penentuan kapasitas adsorpsi karbon aktif di
Air Laut Kenjeran khususnya di Dermaga dilakukan
pada beberapa titik sebagaimana ditunjukkan pada
Gambar 2.
A
B
C
D
E
Kontrol Cu
4 ppm
C
x
0,065
0,079
0,085
0,096
0,074
[Cu]
sisa
(mg/L)
0,017
0,029
0,026
0,014
0,022
[Cu]
terserap
(mg/L)
0,048
0,050
0,059
0,082
0,052
0,0024
0,0025
0,0029
0,0041
0,0026
3,892
0,063
3,829
0,1914
[Cu]
awal
(mg/L)
Pada Tabel 2, diperoleh konsentrasi Cu awal
yang berbeda-beda di beberapa titik pengambilan
sampel, pada titik A, B, C, D dan E berturut- turut
sebesar 0,065; 0,079; 0,085; 0,096 dan 0,074 mg/L.
Dari data tersebut, titik C dan D memiliki nilai
konsentrasi Cu yang lebih besar dibanding dengan
yang lain (titik A,B dan E).
Hal ini dikarenakan lokasi titik C dan D
berada pada ±3 meter dari bibir pantai, pada
lokasi tersebut ion logam Cu2+ akan cenderung
berakumulasi
dalam
sedimen
yang
menyebabkan semakin besarnya kandungan
B - 29
Q
(mg/g)
Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 20 September 2014
logam berat. Sebaliknya, untuk titik A dan B
berada pada jarak ±16 meter serta titik E ±9
meter dari bibir pantai memiliki kandungan yang
lebih kecil karena pada lokasi tersebut senyawasenyawa terlarut termasuk logam berat akan
mengalir menuju lautan lepas terbawa oleh
ombak. Pencemaran logam berat tembaga di
Dermaga dapat berasal dari limbah bahan bakar
kapal serta cat yang melapisi galangan kapal
yang apabila mengalami korosi akan terlarut ke
perairan [1].
Berdasarkan Tabel 2 juga diketahui bahwa
karbon aktif dapat mengurangi kadar cemaran
ion logam Cu2+ di air laut Kenjeran semula
konsentrasinya 0,065; 0,079; 0,085; 0,096 dan
0,074 mg/L menjadi 0,017; 0,029; 0,026; 0,014
dan 0,022 mg/L dengan kapasitas adsorpsi
0,0041 mg/g. Namun hal ini jauh dari larutan
kontrol CuSO4.5H2O yang telah dilakukan oleh
Islamiyah [7] dengan konsentrasi awal 4 mg/L
dapat berkurang menjadi 0,063 mg/L dengan
kapasitas adsorpsi sebesar 0,1914 mg/g.
Perbedaan penyerapan Cu antara larutan
kontrol
dengan
air
laut
berbanding
terbalik.Konsentrasi adsorbat berbanding lurus
dengan konsentrasi larutan [8]. Larutan kontrol
dengan konsentrasi besar memiliki kapasitas
adsorpsi besar. Namun, pada air laut didapatkan
konsentrasi yang lebih kecil sehingga
menghasilkan kapasitas adsorpsi kecil. Hal ini
dikarenakan dalam air laut terdapat banyak
kandungan logam lain selain Cu (0,73 Å) yang
memiliki jari-jari ion lebih kecil dari jari-jari
karbon ( 0,77 Å) sehingga terjadi persaingan
antara ion logam Cu2+ dengan ion logam lain
sebagai adsorbat (zat yang diserap) antara lain
Cr, Fe, dan Zn yang memiliki jari-jari ion
berturut-turut 0,73; 0,61; 0,74 Å [9]. Meskipun
demikian, karbon aktif sudah dikatakan cukup
baik sebagai adsorben dalam menyerap cemaran
ion logam. Selain itu juga dapat diketahui
bahwa karbon aktif mampu menurunkan
konsentrasi logam berat dalam hal ini adalah Cu
sekitar 0,04- 0,08 mg/L.
Selain itu juga terlihat bahwa konsentrasi
sisa rata-rata berkisar antara 0,014-0,029 mg/L,
nilai tersebut sudah memenuhi syarat baku mutu
air yang ditetapkan pada PP No. 82 tahun 2001
untuk perikanan yaitu sebesar 0,02 mg/L
sehingga dapat dikatakan bahwa karbon aktif
memiliki kemampuan yang efektif
mengurangi kadar cemaran logam berat.
dalam
KESIMPULAN
Berdasarkan data penelitian yang telah
dilakukan dapat disimpukan bahwa kadar logam
Cu(II) di air laut Kenjeran pada pengambilan
sampel dengan jarak ± 8 x 16 m2 rata- rata
sebesar 0,065- 0,096 mg/L dengan kapasitas
adsorpsi 0,0041 mg/g.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Bapak
Malik yang telah membantu dalam proses
pengambilan sampel di Dermaga (Pantai) Kenjeran.
.
DAFTAR PUSTAKA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
B - 30
Palar,
Heryando. 2008. Toksikologi dan
Pencemaran Lingkungan.Jakarta :PT. Rineka
Cipta.
Tumin, Najua D., A.L. Chuah., Z. Zawani, S.A.
Rashid. Adsorption of Copper from Aqueous
Solution by Elais guineensis kernel Activated
Carbon.Journal of Engineering Science and
Technology, Vol. 3, No. 2 (2008) 180-189.
Halang, Bunda. 2007. Kandungan Cu dan Pb
pada Air dan Ikan Payau di Bendungan Sungai
Tabaniao Desa Bajuin Kecamatan Palaihari
Kabupaten
Tanah
Laut
Banjarmasin.Banjarmasin :Bioscientiae Volume
4, Nomor 1, Hal 43-52.
Hendra, Ryan. 2008. Pembuatan Karbon Aktif.
Jakarta : UI-Press.
Rahmalia, Winda, dkk. 2009. Pemanfaatan
Potensi Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elais
guineensis Jacq) sebagai Bahan Dasar C-Aktif
untuk Adsorpsi Logam
Perak dalam
Larutan.Pontianak: Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Tanjungpura.
Suprihatin, dkk.2010. Penyisihan Logam Berat
dari Limbah Cair Laboratorium dengan Metode
Presipitasi dan Adsorpsi.Bogor : Makara, Sains
Vol. 14 No. 1 : 44-50
Islamiyah, Siti Nurul dan Toeti Koestiari. 2014.
Penggunaan Karbon Aktif Granular sebagai
Adsorben Logam Cu(II) di air laut Kenjeran.
Surabaya. Unesa Press.
Bath, Daniel S., Jenal M., Lubis. 2012.
Penggunaan Tanah Bentonit Sebagai Adsorben
Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 20 September 2014
9.
Logam Cu. Sumatera Utara : Jurnal Teknik
Kimia USU, Vol. 1, No. 1.
Lee, John David. 1991. Concise Inorganic
Chemistry. Singapore : Fong and Sons Printers
Pte,Ltd.
B - 31