4

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rumput Laut

Rumput laut adalah tanaman tingkat rendah berbentuk thallus (thallophyta)

yang tidak memiliki akar, batang dan daun yang sejati. Rumput laut merupakan

makroalga yang tumbuh di alam dengan melekatkan dirinya pada karang, lumpur,

pasir, batu dan benda keras lainnya. Berdasarkan kandungan pigmennya, alga

dikelompokkan menjadi beberapa kelas, yaitu Chlorophyceae (alga hijau),

Cyanophyceae (alga hijau biru), Rodhophyceae (alga merah) dan Phaeophyceae

(alga coklat) (Anggadiredja et al. 2011).

Kandungan gizi rumput laut diantaranya adalah karbohidrat, protein, sedikit

lemak dan abu yang sebagian besar merupakan senyawa garam natrium dan

kalium. Rumput laut mengandung vitamin-vitamin seperti A, B1, B2, B6, B12 dan

C; betakaroten; serta mineral dan asam amino esensial (Anggadiredja et al. 2011).

Komposisi kimia dalam rumput laut bervariasi setiap spesiesnya. Hal ini

dipengaruhi berbagai faktor, seperti lokasi dan musim panen. Komposisi kimia

rumput laut juga dipengaruhi oleh lingkungannya seperti temperatur, tekanan

udara, jumlah karbondioksida, dan intensitas cahaya (Salamah et al. 2005).

Pemanfaatan rumput laut awalnya hanya sebagai sayuran namun seiring

perkembangan teknologi, rumput laut dapat diekstraksi menjadi produk

hidrokoloid seperti agar-agar, alginat dan karaginan. Senyawa hidrokoloid

merupakan produk dasar atau hasil dari proses metabolisme primer. Pemanfaatan

senyawa hidrokoloid tersebar dalam berbagai aspek, misal industri pangan,

kosmetik, farmasi, kertas, cat, tekstil, film, makanan ternak, keramik, kertas, dan

fotografi (Anggadiredja et al. 2011).

Rumput laut juga dapat dimanfaatkan sebagai adsorben karena di dalam

rumput laut terdapat gugus fungsi yang dapat melakukan pengikatan dengan ion.

Gugus fungsi tersebut terutama gugus karboksil, hidroksil, amina, sulfudril

imadazol, sulfat dan sulfonat yang terdapat dalam dinding sel dalam sitoplasma.

Pada sel rumput laut juga terdapat area dangkal yang luas, sebagai tempat

terjadinya pengikatan ion secara cepat dan reversible (Saputra 2008).

5

2.2 Agar-agar

Agar-agar merupakan senyawa polisakarida yang diperoleh dari pengolahan

rumput laut kelas agarophyte, seperti Gracillaria sp, Gelidium sp, Hypnea sp.,

Acanthopelus sp. dan Ceramium sp. Hasil analisis laboratorium di Jepang

menunjukkan komposisi kimia dari rumput laut yang menhasilkan agar meliputi

kurang lebih 16-20% air; 2,3-5,9% protein; 0,3-0,55% lemak; 67,85-76,15%

karbohidrat; 0,8-2,1% serat, dan 3,4-3,6% abu (Chapman 1970). Molekul agar-

agar terdiri dari rantai linier galaktan yang merupakan polimer dari galaktosa.

Galaktan berupa rantai linear yang netral atau sudah terekstraksi dengan metil atau

asam sulfat (Anggadiredja et al. 2011).

Komponen utama agar-agar adalah agarosa dan agaropektin. Agarosa adalah

polisakarida nertal yang terdiri dari rangkaian D-galaktosa dengan ikatan β-1,3

dan L-galaktosa dengan ikatan α-1,4. Agarosa merupakan komponen yang

membuat agar menjendal. Komponen ini tidak mengandung sulfat dan persentase

agarosa dalam ekstrak agar berkisar antara 50-80%. Agaropektin merupakan

polimer sulfat dan bersifat lebih kompleks. Agaropektin mengandung residu sulfat

3–10%, asam glukuronat dan asam piruvat. Agaropektin memiliki rantai yang

hampir sama dengan rantai agarosa, tetapi berbeda residu 3,6-anhidro-L-galaktosa

digantikan oleh L-galaktosa sulfat dan sebagian residu D-galaktosa digantikan

oleh asetal asam piruvat (Chapman 1970). Struktur kimia agar-agar dapat dilihat

pada Gambar 1.

Gambar 1 Struktur kimia agar-agar Sumber : Anonim (2007)

6

Agar-agar digunakan secara meluas dalam berbagai industri, antara lain

industri makanan, obat-obatan, tekstil, kertas, susu, mikrobiologi, dan kosmetika.

Agar digunakan dalam industri pangan sebagai bahan pengental, penstabil dan

penjernih suatu bahan pangan. Agar-agar memiliki sifat larut pada air panas

namun tidak larut pada air dingin (Anggadiredja et al. 2011).

Limbah agar merupakan hasil samping dari proses pengolahan rumput laut

kelas Rodhopyceae (alga merah) menjadi agar. Limbah yang dihasilkan ini

mencapai 65-70% dari bahan baku yang digunakan. Limbah padat agar juga

diketahui mengandung berbagai unsur hara seperti kalsium dan magnesium.

Selain itu, limbah ini mengandung selulosa tinggi yaitu sekitar 27,8–39,45%

(Fithriani et al. 2007 diacu dalam Triwisari 2010).

Limbah yang dihasilkan oleh industri agar biasanya dibiarkan menumpuk di

lokasi penimbunan. Limbah ini sebenarnya tidak berbahaya, namun apabila

dibiarkan terus menumpuk maka akan menimbulkan masalah. Hal ini berarti perlu

dilakukan suatu upaya pemanfaatan limbah padat agar (Saputra 2008). Saat ini

limbah agar banyak dimanfaatkan sebagai pupuk untuk pertumbuhan tanaman.

Limbah agar mengandung selulosa yang dapat meningkatkan porositas untuk

menopang pertumbuhan tanaman sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pupuk.

Hasil penelitian Afif (2010) menunjukkan bahwa limbah padat agar dapat

digunakan sebagai media pertumbuhan pakcoy dan selada, sedangkan Mandella

(2010) menggunakan limbah padat agar sebagai pupuk untuk tanaman mahoni.

Selain selulosa, limbah agar juga mengandung komponen serat lainnya. Hasil

penelitian Triwisari (2010) menunjukkan bahwa limbah agar mengandung

hemiselulosa (13,89%), selulosa (59,69%), dan lignin (2,37%). Kandungan serat

ini merupakan sumber karbon yang baik oleh karena itu diduga limbah agar

berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku karbon aktif.

2.3 Karbon Aktif

Arang atau karbon adalah suatu bahan padat yang berpori-pori dan

merupakan hasil dari pembakaran bahan yang mengandung karbon. Arang aktif

atau karbon aktif adalah arang yang telah diaktifkan sehingga pori-porinya

terbuka sehingga daya adsorpsinya tinggi (Djatmiko et al. 1985). Karbon aktif

merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon yang telah

7

mengalami pengembangan pori. Karbon aktif memiliki kemampuan untuk

menjerap gas dan uap dari campuran gas dan zat-zat yang tidak larut atau

terdispersi dalam cairan. Karbon aktif dapat mengabsorpsi suatu zat dengan cara

membentuk ikatan yang kuat antara pori-pori dari struktur karbon (Roy 1995).

Struktur karbon aktif digambarkan sebagai jaringan yang tumpang tindih

dari dataran lapisan karbon dengan ikatan silang oleh gugus jembatan alifatik. Hal

ini memeberikan suatu sifat yang unik, disebut struktur pori internal yang mudah

dipenetrasi. Mikropori merupakan jenis pori yang dianggap penting karena

sebagian besar adsorpsi terjadi di dalamnya. Mikropori adalah ruang dua dimensi

yang terbentuk dari dua dinding seperti grafit, bidang planar kristalit yang disusun

oleh gugus aromatik atom-atom karbon. Banyaknya pori berkorelasi dengan luas

permukaan yang meningkatkan kemampuan absorpsi dari karbon aktif. Mikropori

merupakan salah satu kelebihan dari karbon aktif (Marsh dan Reinoso 2006).

Struktur grafit dari karbon aktif dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Struktur grafit karbon aktif Sumber : Anonim (2010)

Keistimewaan lain dari karbon aktif adalah gugus fungsional pada

permukaannya. Gugus kompleks oksigen di permukaan karbon aktif akan

membuat permukaan karbon aktif menjadi reaktif secara kimiawi dan menentukan

sifat adsorpsinya seperti sifat hidrofilik, keasaman dan potensial negatif. Adsorpsi

oleh karbon aktif bersifat fisik, artinya adsorpsi terjadi jika gaya tarik Van der

Waals oleh molekul-molekul di permukaan lebih kuat daripada gaya tarik yang

menjaga adsorbat tetap berada dalam fluida. Sifat ini menguntungkan karena

8

karbon aktif dapat dipakai ulang melalui proses regenerasi (Roy 1995). Standar

mutu arang aktif menurut SNI-06-3730-1995 disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Standar mutu arang aktif teknis

No Parameter Satuan Persyaratan

Butiran Serbuk

1 Bagian yang hilang pada pemanasan

950 oC

% Maks. 15 Maks 25

2 Kadar air % Maks. 4,4 Maks. 15

3 Kadar abu % Maks. 2,5 Maks. 10

4 Bagian yang tidak terarang %

Tidak

ternyata

Tidak

ternyata

5 Daya serap terhadap I2 mg/ℓ Min. 750 Min. 750

6 Karbon aktif murni % Min. 80 Min. 65

7 Daya serap terhadap benzena % Min. 25 -

8 Daya serap terhadap biru metilena mg/ℓ Min. 60 Min. 120

9 Kerapatan jenis curah % 0,45-0,55 0,30-0,35

10 Lolos ukuran mesh 325 % - Min. 90

11 Jarak mesh % 90 -

12 Kekerasan % 80 - Sumber : SNI (1995)

Karbon aktif dapat dibuat dari berbagai bahan baku yang mengandung

karbon, misal tulang, kulit biji, kayu keras dan lunak, kulit kayu, tongkol jagung,

serbuk gergaji, sekam padi dan tempurung kelapa. Bahan lain yang dapat

digunakan adalah limbah kilang minyak, tanah gambut, batu bara, limbah ubi

kayu dan serat sayuran (Roy 1995). Pembuatan karbon aktif sendiri terdiri dari

dua tahapan, yaitu karbonisasi dan aktivasi.

Karbonisasi adalah proses penguraian selulosa organik menjadi unsur

karbon dan pengeluaran unsur non karbon yang berlangsung pada suhu sekitar

600-700 oC (Djatmiko et al. 1985). Pemanasan pada saat karbonisasi dilakukan

tanpa udara sehingga terjadi penguapan dan dekomposisi bahan yang

menghasilkan bahan baku yang terdiri dari karbon. Viswanathan et al. (2009)

menyatakan bahwa selama proses karbonisasi atau pirolisis terjadi dekomposisi

lignin dan selulosa melalui reaksi pemutusan ikatan kimia dan depolimerasi yang

menghasilkan ikatan baru. Ikatan tersebut akan menstabilkan atom-atom karbon

yang berdekatan yang kemudian membentuk kerangka karbon non-volatile dan

stabil. Selama pemanasan, beberapa fragmen akan menguap (volatil) dan fragmen

9

lainnya akan saling berhubungan dengan karbon sehingga pada akhirnya menjadi

arang.

Tahapan karbonisasi dipengaruhi oleh suhu dan waktu yang digunakan.

Bahan yang mengandung banyak selulosa diduga memiliki suhu optimum

karbonisasi sekitar 300 oC. Hal ini karena penguraian selulosa terjadi pada suhu

sekitar 300 oC, sedangkan penguraian lignin terjadi pada suhu 400

oC. Menurut

Bagreev dan Bandosz (2002) suhu tinggi pada saat karbonisasi akan menyebabkan

penguapan komponen-komponen organik serta dekomposisi dan dehidroksilasi

komponen-komponen anorganik. Peningkatan suhu juga menyebabkan penurunan

rendemen arang dan kandungan karbon pada arang. Lamanya waktu atau periode

karbonisasi juga mempengaruhi terhadap karakteristik arang yang dihasilkan.

Semakin lama waktu karbonisasi maka proses penguraian komponen-komponen

dalam sampel akan berlangsung sempurna sehingga yang tersisa hanya abu dan

bahan-bahan anorganik lainnya.

Tahapan selanjutnya dalam pembuatan arang aktif adalah aktivasi. Proses

aktivasi bertujuan untuk membersihkan pori-pori arang yang dapat meningkatkan

luas permukaannya (Djatmiko et al. 1985). Aktivasi yang dilakukan pada

penelitian ini adalah aktivasi kimia dengan menggunakan larutan aktivator H3PO4,

ZnCl2 dan KOH. Larutan aktivator ini memiliki efek dehydrating agent yang

dapat memperbaiki pengembangan pori di dalam struktur karbon. Kelebihan lain

dari aktivasi kimia yaitu suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi namun

menghasilkan rendemen yang tinggi (Suhendra dan Gunawan 2010).

Proses aktivasi diawali dengan merendam arang dalam larutan aktivator.

Perendaman dengan larutan aktivator bertujuan agar terjadi kontak antara sampel

dengan aktivator sehingga larutan aktivator dapat berdifusi ke dalam pori-pori

arang. Larutan aktivator akan teradsorpsi oleh arang yang akan melarutkan tar dan

mineral anorganik. Hilangnya zat tersebut dari permukaan arang berakibat

meningkatnya luas permukaan karbon aktif (Budiono et al. 2009). Hal inilah yang

akan berpengaruh terhadap kemampuan adsorpsi karbon aktif.

Tahapan selanjutnya yaitu pencucian untuk menghilangkan residu aktivator

lalu dilakukan netralisasi menggunakan akuades. Pencucian berulang-ulang juga

bertujuan untuk menghilangkan pengotor dalam arang dan juga untuk membuat

10

arang dengan pH mendekati netral. Proses perendaman hingga pencucian ini

berpengaruh terhadap gugus aktif pada karbon aktif. Gugus aktif pada aktivator

akan digantikan oleh gugus OH dari aquades. Gugus OH menyebabkan

permukaan karbon aktif menjadi hidrofilik sehingga akan berinteraksi lebih kuat

dengan molekul polar (senyawa organik) dibandingkan dengan molekul-molekul

non-polar (Budiono et al. 2009). Viswanathan et al. (2009) menyatakan bahwa

reaksi pergantian gugus aktif ini dinamakan reaksi ion exchange yang terjadi

antara gugus aktif larutan aktivator, seperti PO4 yang akan digantikan gugus OH

dari aquades saat pencucian.

Akhir proses aktivasi yaitu pengeringan sampel menggunakan oven untuk

menguapkan air di dalam sampel serta untuk membuka pori-pori arang, sehingga

pori-pori akan semakin besar. Suhu aktivasi berpengaruh besar pada pembentukan

karbon dan kapasitas adsorpsi dari karbon aktif. Suhu yang terlalu tinggi akan

menyebabkan terbentuknya abu. Hasil penelitian Suhendra dan Gunawan (2007)

menunjukkan suhu aktivasi optimum untuk pembuatan karbon aktif dari sekam

padi adalah sekitar 300 oC. Pada suhu yang lebih tinggi, rendemen yang

dihasilkan akan semakin rendah karena terjadi proses pengabuan. Morfologi

karbon aktif dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Karbon aktif berbentuk granul Sumber : Anonim

(2009)

2.4 Limbah Industri Tekstil

Limbah merupakan hasil buangan yang berasal dari kegiatan industri, rumah

tangga maupun rumah sakit. Limbah dapat berupa padat, cair maupun gas yang

akan menimbulkan gangguan baik terhadap lingkungan, kesehatan, kehidupan

biotik, keindahan serta kerusakan benda. Limbah industri dapat berupa limbah

11

padat dan limbah cair (Khairani et al. 2007). Limbah padat industri tekstil berasal

dari proses pemintalan dari yarn pada spinning mill, pelilitan benang pada

kumparan, penenunan, perajutan dan production non woven, sedangkan limbah

cair berasal dari proses penghilangan zat pelumas dan dari proses pencelupan.

Limbah sering kali mengandung zat berbahaya seperti logam berat, sehingga perlu

treatment khusus sebelum dibuang ke lingkungan (Siregar 2005).

Limbah cair merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak paling

luas. Hal ini disebabkan karakteristik fisik maupun kimianya yang memberikan

dampak negatif bagi lingkungan. Industri tekstil memerlukan bermacam zat

warna, bahan kimia dan pembantu penyempurnaan bahan tekstil. Sebagian zat

tersebut teradsorpsi oleh bahan tekstil, sedangkan sisanya berada dalam larutan

yang akan dibuang bersama air bekas proses basah. Zat-zat dalam air buangan

tersebut berpotensi menimbulkan masalah pencemaran lingkungan (Hoo dan

Suryo 1982 diacu dalam Ardhina 2007). Standar baku mutu air limbah industri

tekstil sesuai dengan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. KEP-

51/MENLH/10/1995 tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri

disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2 Baku mutu limbah cair untuk industri tekstil

No Parameter Kadar Maksimum Satuan

1 BOD5 60 mg/ℓ

2 COD 150 mg/ℓ

3 TSS 50 mg/ℓ

4 Fenol Total 0,5 mg/ℓ

5 Krom Total (Cr) 1,0 mg/ℓ

6 Amonia Total (NH3N) 8,0 mg/ℓ

7 Sulfida (sebagai S) 0,3 mg/ℓ

8 Minyak dan lemak 3,0 mg/ℓ

9 pH 6,0-9,0 - Sumber : KEPMENLH (1995)

Cemaran limbah tekstil dapat direduksi dengan berbagai cara. Setiap

industri memiliki treatment tersendiri untuk mereduksi cemaran pada air limbah

yang dihasilkan. Air limbah yang telah ditreatment akan dibuang ke perairan,

namun limbah tersebut harus dipastikan terlebuh dahulu memenuhi standar baku

mutu agar tidak membahayakan lingkungan. Salah satu pengelolaan air limbah

12

tekstil ialah adsorpsi menggunakan karbon aktif. Penggunaan karbon aktif sebagai

pengelolaan tahap akhir pada limbah tekstil merupakan metode yang cukup

efektif. Adapun kelemahan dari karbon aktif yaitu tidak dapat menghilangkan sisa

bahan pewarna dan bahan-bahan yang tidak dapat terurai secara biologis.

Beberapa bahan kimia dalam air limbah tekstil dapat diendapkan, diuraikan secara

biologis, ataupun diserap, misalnya adalah senyawa polivinil alkohol (PVA)

(Siregar 2005).

Air limbah tekstil dapat dengan mudah dikenal karena warnanya. Selain zat

warna yang menjadi kontaminan utama, ditemukan pula logam berat berbahaya

seperti Cu, Zn, dan Cr (Suganda et al. 2002). Logam berat dihasilkan dari

beberapa sumber dalam proses tekstil, seperti benang, suplai air bersih, bahan

kimia (agen) oksidasi dan pereduksi elektrolit, asam dan basa, logam dalam proses

penyelesaian (finishing), pewarna dan pigmen, herbisida dan pestisida, serta bahan

kimia untuk perawatan (Smith 1988; Liu et al. 2006).

Benang merupakan salah satu bahan baku dalam industri tekstil. Umumnya,

logam berasal dalam benang alami, misalnya berasal dari kapas yang

mengadsorpsi logam berat dari lingkungannya. Kontaminasi logam berat juga

dapat berasal dari mesin pembuat benang. Logam berat pada limbah industri

tekstil juga dapat berasal dari suplai air bersih. Konsentrasi logam berat dalam

suplai air bersih tidak berada pada nilai yang signifikan (>1 ppm), misalnya logam

tembaga, besi, dan seng. Tembaga (Cu) seringkali ditambahkan dalam sistem

distribusi air minum untuk mencegah pertumbuhan alga dalam tangki dan kolam.

Aluminum terdapat dalam dalam bentuk alum, juga merupakan logam yang

sengaja ditambahkan ke dalam suplai air minum (Smith 1988).

Bahan pengoksidasi pewarna vat (vat dyes) indsutri tekstil adalah logam

kromium. Logam ini juga biasanya digunakan sebagai agen pengoksidasi.

Kromium (Cr) memiliki karakteristik sebagai pengoksidasi yang kuat sehingga

menjadi larutan yang berguna pada laboratorium, tetapi penggunanannya dapat

menimbulkan beberapa permasalahan. Masalah yang timbul antara lain yaitu

pencemaran lingkungan, membahayakan pekerjaan mikrobiologis, serta bersifat

toksik dalam fasilitas pengolahan limbah biologis (Smith 1988).

13

Proses penyelesaian (finishing) pada industri tekstil menggunakan beberapa

bahan kimia organo-metalik, seperti water repellent, pencegah api (flame

retardant), anti-jamur, dan anti-bau. Bahan ini dapat mengandung antimony, tin

dan seng (Siregar 2005). Logam berat juga terdapat pada pewarna yang digunakan

dalam industri tekstil. Beberapa jenis pewarna dan logam berat yang

dikandungnya disajikan dalam Tabel 3.

Tabel 3 Jenis pewarna tekstil dan logam berat yang dikandungnya

No. Jenis Pewarna Logam berat yang terkandung

1 Vat Blue 29 Kobalt

2 Pigment Blue 15 Tembaga

3 Ingrain Blue 14 Nikel

4 Ingrain Blue 5 Kobalt

5 Ingrain Blue 13 Tembaga

6 Direct Blue 86 Tembaga

7 Direct Blue 87 Tembaga

8 Pigment Blue 17 Tembaga, Barium

9 Acid Blue 249 Tembaga

10 Ingrain Blue 1 Tembaga

11 Pigment Blue 15 Tembaga

12 Pigment Green 37 Tembaga

13 Pigment Green 7 Tembaga

14 Ingrain Green 3 Tembaga

15 Solvent Blue 25 Tembaga

16 Solvent Blue 24 Tembaga

17 Solvent Blue 55 Tembaga

18 Reactive Blue 7 Tembaga Sumber : Smith (1988)

Cemaran logam berat juga dapat berasal dari bahan-bahan yang digunakan

dalam maintenance. Bahan kimia untuk perawatan seringkali merupakan sumber

limbah toksik. Bahan kimia ini biasanya mengandung logam, asam, klor,

perchloroethylene, dan materi toksik lainnya. Bahan kimia lain yang juga

merupakan sumber logam (dan toksisitas) dari limbah cair adalah biosida dan

herbisida. Biosida digunakan secara rutin untuk perawatan menara pendingin

(cooling tower) dan pemurnian air. Biosida juga digunakan untuk beberapa

aplikasi, misalnya proses penyelesaian (finishing) kaus kaki, tenda, tenda rumah,

dan kain terpal, sedangkan herbisida digunakan untuk mengontrol rumput, rumput

liar, dan tumbuhan lainnya di sekitar tangki penyimpanan, misalnya tangki gas,

14

bahan bakar, dan varsol. Sumber logam lain yang dapat terjadi adalah

photographic processing yang biasa digunakan untuk mencetak screen atau

operasi lainnya. Proses ini biasanya merupakan sumber logam perak yang cukup

signifikan, tetapi logam tersebut dapat didaur ulang kembali dari limbah photo

processing tersebut untuk mengurangi sumber pencemaran dan keuntungan

ekonomi (Smith 1988).

2.5 Adsorpsi

Salah satu metode untuk menghilangkan zat pencemar dari air limbah

adalah adsorpsi. Adsorpsi merupakan peristiwa terakumulaisnya partikel pada

permukaan. Partikel yang terakumulasi dan diserap oleh permukaan disebut

adsorbat dan material tempat terjadinya proses adsorpsi disebut adsorben.

Adsorben yang terbuat dari material biomassa umum disebut sebagai biosorben,

sedangkan istilah biosorpsi dideskripsikan sebagai proses sorpsi menggunakan

biomassa sebagai adsorben (Atkins 1990). Pemanfaatan biomassa sebagai

adsorben bukan hanya menguntungkan secara ekonomi, tetapi akan mendukung

prinsip zerowaste, khususnya pada industri yang menghasilkan biomassa tersebut

sebagai produk samping (Diantariani et al. 2008).

Proses adsorpsi terdiri atas dua tipe, yaitu adsorpsi kimia dan adsorpsi

fisika. Adsorpsi kimia adalah tipe adsorpsi dengan cara suatu molekul menempel

ke permukaan melalui pembentukan suatu ikatan kimia. Ciri-ciri adsorpsi kimia

adalah terjadi pada suhu tinggi, jenis interaksinya kuat, berikatan kovalen antara

permukaan adsorben dengan adsorban, dan adsorpsi terjadi hanya pada suatu

lapisan atas (monolayer). Adapun adsorpsi fisika adalah tipe adsorpsi dengan cara

adsorbat menempel pada permukaan melalui interaksi intermolekuler yang lemah.

Ciri-ciri adsorpsi fisika adalah terjadi pada suhu yang rendah, jenis interaksi

berupa gaya Van der Waals, dan adsorpsi dapat terjadi dalam banyak lapisan

(multilayer). Adsorpsi fisika terutama disebabkan oleh gaya Van der Waals dan

gaya elektrostatik antara molekul yang teradsorpsi dengan atom yang menyusun

permukaan adsorben (Atkins 1990).

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sifat fisik dan

kimia adsorben, sifat fisik dan kimia adsorbat dalam fase cair, karakteristik fasa

15

cair seperti pH dan suhu, serta kondisi operasi adsorpsi. Adsorben terbagi menjadi

adsorben yang bersifat polar (hidrofilik) dan nonpolar (hidrofobik). Adsorben

polar antara lain silika gel, alumina yang diaktivasi dan beberapa jenis tanah liat

(clay). Adsorben nonpolar antara lain arang (karbon dan batu bara) dan arang aktif

(Sembiring dan Sinaga 2003).

Daya serap arang aktif merupakan suatu akumulasi atau terkonsentrasinya

komponen di permukaan muka dalam dua fasa. Bila kedua fasa saling

berinteraksi, maka akan terbentuk suatu fasa baru yang berbeda dengan masing-

masing fasa sebelumnya. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar

molekul, ion atau atom dalam kedua fasa tersebut yaitu gaya Van der Walls. Pada

kondisi tertentu, atom, ion atau molekul dalam daerah antar muka mengalami

ketidakseimbangan gaya, sehingga mampu menarik molekul lain sampai

keseimbangan gaya tercapai (Manocha 2003).

Faktor yang mempengaruhi daya serap arang aktif, yaitu sifat arang aktif,

sifat komponen yang diserapnya, sifat larutan dan sistem kontak. Daya serap

arang aktif terhadap komponen-komponen yang berada dalam larutan atau gas

disebabkan oleh kondisi permukaan dan struktur porinya. Penyerapan arang aktif

tergolong penyerapan secara fisik karena arang aktif memiliki banyak pori dan

permukaan yang luas. Faktor lain yang mempengaruhi penyerapan arang aktif

adalah sifat polaritas dan permukaan arang. Sifat ini sangat bervariasi untuk setiap

jenis arang dan tergantung pada bahan baku, cara pembuatan arang dan aktivator

yang digunakan (Lee dan Radovic 2003).

2.6 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) atau spektrofotometer serapan

(SSA) atom merupakan suatu alat dapat digunakan untu mengetahui kandungan

logam pada suatu bahan. Prinsip kerja dari AAS adalah absorpsi energi radiasi

oleh atom-atom netral pada keadaan dasar. Atom-atom menyerap cahaya tersebut

pada panjang gelombang tertentu dan tergantung pada sifat unsurnya. Penyerapan

tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat energi

yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil sehingga elektron kembali ke tingkat

energi dasar sambil mengeluarkan energi yang berbentuk radiasi. Teknik analisis

16

AAS berdasarkan pada penguraian molekul menjadi atom (atomisasi) dengan

sumber energi dari api atau arus listrik. Setiap AAS terdiri dari tiga komponen

utama, yaitu unit teratomisasi, sumber radiasi dan sistem pengukur fotometrik

(Darmono 1995).

Kelebihan dari AAS dibandingkan dengan spektrofotometer lainnya adalah

metode yang digunakan sangat spesifik dan selektif, logam-logam yeng

membentuk campuran kompleks dapat dianalisa. Selain itu, tidak selalu

membutuhkan sumber energi yang besar (Cahyady 2009). Spektrofotometer ini

memiliki tingkat sensitivitas yang cukup tinggi. Teknik analisa menggunakan

AAS tidak selalu memerlukan pemisahan unsur yang ditentukan karena

kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan.

Kelemahan dari AAS adalah adanya pengaruh kimia yang menyebabkan AAS

tidak mampu menguraikan zat menjadi atom. Selain itu juga dapat terjadi

pengaruh ionisasi apabila atom tereksitasi (tidak hanya diisolasi) sehingga

menyebabkan emisi pada panjang gelombang yang sama. Faktor lain yang dapat

mempengaruhi kinerja AAS yaitu adanya pengaruh matris, yaitu pelarut yang

digunakan (Maria 2009). Gambar alat AAS disajikan pada gambar di bawah ini.

Gambar 4 Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) Sumber : Alexander (2011)