Oleh: Ir. Rozanna Sri Irianty M.Si , Anisa Mutamima B.Eng,M.Eng., Boris Silalahi dan Rita Fitri Ningsih Nadeak
KABARLAH.COM, Pekanbaru – ‘Perkembangan industri di Indonesia yang cukup pesat saat ini telah menyebabkan semakin banyak limbah yang terbentuk. Limbah mengandung berbagai zat kimia, salah satunya tembaga yang umumnya berasal dari buangan industri yang merupakan kelompok dari logam esensial.
Logam esensial yaitu logam yang dibutuhkan oleh tubuh manusia namun dalam dosis yang kecil contohnya Cu, Zn, Fe, Mn, dan lainnya (Bernard dkk, 2013).Tembaga (Cu) adalah salah satu pencemar yang menjadi masalah karena bersifat toksik dan tergolong sebagai bahan buangan industri yang berbahaya.
Logam tembaga (Cu) termasuk logam berat esensial, jadi meskipun beracun tetapi sangat dibutuhkan manusia dalam jumlah yang kecil.
Proses yang digunakan salah satunya yaitu proses adsorpsi menggunakan karbon aktif. Karbon aktif biasa dibuat dari batu bara atau bahan alternatif lain yang mempunyai kandungan karbon yang tinggi.
Salah satu bahan alternatif yang berpotensi dijadikan karbon aktif yaitu batang singkong karena memiliki kandungan karbon sebesar 51,12%, selain itu batang singkong memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi, yaitu terdiri dari 56,82% -selulosa, 21,72% lignin, 21,45% Acid Detergent Fiber (ADF).
Yang mana kandungan-kandungan tersebut dapat dijadikan ligan untuk mengikat ion logam (Sadewo dan Septian, 2010).
Karbon Aktif
Karbon aktif merupakan suatu bahan berupa karbon amorf yang sebagian besar terdiri atas atom karbon bebas dan mempunyai permukaan dalam sehingga mempunyai kemampuan daya serap yang baik.
Bahan ini mampu mengadsorpsi anion, kation dan molekul dalam bentuk senyawa organik dan anorganik, baik berupa larutan maupun gas (Maulinda dkk, 2017).
Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan.
Struktur pori ini erat kaitannya dengan daya serap karbon, dimana semakin banyak pori-pori pada permukaan karbon aktif maka daya adsorpsinya juga semakin meningkat. Dengan demikian kecepatan adsorpsinya akan bertambah (Maulinda dkk, 2017).
Terikatnya molekul air oleh aktivator akan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif (Artamevia dkk, 2021). Kadar abu yang berlebih dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan poripori karbon aktif sehingga luas permukaan karbon aktif menjadi berkurang, jika kadar abu semakin rendah maka kandungan mineral anorganik dari karbon aktif akan semakin rendah sehingga baik digunakan sebagai adsorben (Kosim dkk, 2020).
Pengujian daya serap iodin dijadikan parameter kemampuan adsorpsi karbon aktif dalam menyerap zat dalam fase cair (Kosim dkk, 2020).
Adsorpsi
Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat yang diserap disebut adsorbat (fase terserap), sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Adsorpsi juga didefinisikan sebagai gejala yang ditimbulkan pada permukaan.
Dengan demikian, banyak sedikitnya zat yang dapat diadsorpsi tergantung pada luas permukaan zat pengadsorpsi, dimana semakin besar luas permukaan, maka semakin banyak zat yang diserap (Rahayu dkk, 2016).
Hubungan Waktu Kontak dan Massa Adsorben Terhadap Efektivitas Penjerapan Ion Logam (Cu2+)
Pada penelitian ini dilakukan variasi perubahan waktu kontak sebesar 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit dan variasi massa adsorben sebesar 10 gram, 15 gram, dan 20 gram. Waktu kontak pada proses penjerapan ion Cu2+ menunjukan bahwa semakin lama proses penjerapan oleh karbon aktif maka nilai daya jerap yang diperoleh akan semakin meningkat.
Selain itu, massa adsorben juga berpengaruh terhadap kemampuan karbon aktif batang singkong dalam menjerap ion Cu2+. Massa karbon aktif batang singkong yang digunakan bila semakin banyak maka nilai daya serap yang dihasilkan akan semakin besar, hal ini dikarenakan jika banyaknya karbon aktif yang digunakan maka semakin banyak poris-pori pada karbon aktif dan luas permukaan karbon aktif akan semakin besar sehingga karbon aktif dapat menjerap semakin baik.
Hubungan Waktu Kontak dan Massa Adsorben Terhadap Efektivitas Penjerapan Ion Logam (Cu2+)
Daya jerap karbon aktif ini berpengaruh pada efektifitasnya, proses akan semakin efektif jika daya jerapnya meningkat.
Konsentrasi ion logam akan semakin menurun dengan bertambahnya jumlah adsorben yang digunakan. Jumlah adsorben yang semakin banyak akan memperluas penjerapan ion logam yang ada pada suatu larutan sehingga % efektivitas adsorpsi pun akan semakin meningkat.
Selain jumlah adsorben, nilai % efektivitas penjerapan juga bergantung pada waktu kontak, dimana semakin lama waktu pengontakan antara adsorben dan adsorbat, maka akan semakin banyak juga ion yang dapat diserap (Hajar, 2016).
Dapat disimpulkan, karbon aktif batang singkong dapat dijadikan adsorben yang baik dalam penjerapan limbah logam karena dapat menurunkan konsentrasi logam yang menjadi semakin kecil. Semakin banyak jumlah partikel atau massa adsorben menyebabkan semakin banyak jumlah ion tembaga yang dijerap pada permukaan adsorben.
Semakin lama waktu kontak adsorpsi maka frekuensi tumbukan antara adsorben dengan partikel adsorbat semakin besar pula sehingga dapat mengoptimalkan proses adsorpsi. Efektifitas adsorben karbon aktif batang singkong pada adsorpsi ion Cu2+ tertinggi pada jumlah partikel 20 gram dan waktu optimum 90 menit sebesar 94,94% sedangkan yang terendah pada jumlah partikel 10 gram dengan waktu kontak 30 menit sebesar 88,84%.
