1 ADSORPSI SIMULTAN KITOSAN-BENTONIT TERHADAP ION ...

ADSORPSI SIMULTAN KITOSAN-BENTONIT TERHADAP ION LOGAM DAN
RESIDU PESTISIDA DALAM AIR MINUM DENGAN TEKNIK BATCH
(Diseminarkan pada seminar nasional kimia dan pendidikan kimia UNY, November 2011)
Della, Anna Permanasari, Zackiyah
Program Studi Kimia, Universitas Pendidikan Indonesia
Email: anna_permanasari2003@yahoo.com
ABSTRAK
Efektifitas Kitosan-bentonit telah dibuktikan dalam mengadsorpsi ion logam dan residu
pestisida di dalam air minum. Pada penelitian ini telah dikaji kinerja adsorpsi kitosanbentonit
terhadap ion logam Fe(III), Cu(II), Cd(II), residu endosulfan dan diazinon di dalam
air minum secara simultan dengan teknik flow. Untuk memastikan keberhasilan sintesis
kitosan-bentonit dilakukan karakterisasi menggunakan spektrofotometer Fourier Transform-
Infra Red (FT-IR), X-Ray Difraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan
Thermal Gravimetry-Differential Thermal Analysis (TG-DTA). Selanjutnya kinerja adsorben
terhadap ion logam dikaji melalui pengukuran kandungan ion logam (Fe(III),m Cu(II),
Cd(II)) dengan teknik AAS ( Atomic Absorption Spectroscopy), sebelum dan sesudah proses
interaksi. Untuk mengetahui jumlah pestisida endosulfan dan diazinon yang teradsorpsi/tidak
teradsorpsi oleh kitosan-bentonit dianalisis dengan spektrofotometer UV, Hasil penelitian
menunjukkan bahwa dengan teknik flow. Adsorben kitosan-bentonit mampu mengadsorpsi
ion logam Fe (III), Cd(II), Cu(II), residu pestisida endosulfan dan diazinon secara simultan
dengan teknik flow, pada konsentrasi masing-masing 20 ppm dengan penggunaan 15 gram
adsorben dalam sampel air 250 mL. Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa ukuran partikel
adsorben dengan kinerja paling baik untuk proses flow adalah 50 mesh.
Kata kunci: adsorpsi, flow process, kitosan-bentonit, logam, pestisida.
PENDAHULUAN
Dewasa ini, air menjadi masalah
yang perlu mendapat perhatian yang
serius. Untuk mendapat air yang baik
sesuai dengan ketentuan standar yang
berlaku, saat ini menjadi barang yang
mahal, karena air sudah banyak tercemar
oleh bermacam-macam limbah dari
berbagai hasil kegiatan manusia.
Sehingga secara kualitas, sumber daya
air telah mengalami penurunan.
Demikian pula secara kuantitas, yang
sudah tidak mampu memenuhi
kebutuhan yang terus meningkat.
Effendi, (2003) telah menemukan
residu pestisida pada plankton sebesar
0,04 ppm, pada tanaman air sebesar 0,08
ppm, pada kerang 0,42 ppm, pada ikan
1,20 ppm, dan pada bebek 3,50 ppm
sedangkan ambang batasnya sebesar
0,0007 ppm. Dapat dibayangkan apabila,
air yang tercemar pestisida tersebut
terkonsumsi oleh manusia, maka akan
menimbulkan masalah serius terhadap
kesehatan. Indikasi terjadinya
kontaminasi terhadap air minum terhadap
manusia yaitu mual, muntah, iritasi kulit,
kepala pusing dan dalam dosis yang
tinggi menyebabkan kematian.
Selain dari cemaran pestisida,
limbah industri juga sangat berperan
dalam pencemaran air tanah diantaranya
menyebabkan cemaran air oleh limbah
logam berat yang masuk ke dalam badan
1

air. Hampir semua industri memiliki
limbah berupa logam berat, namun
penanggulangnnya ini masih sangat
minim. Limbah industri yang
mengandung logam berat bisa berasal
dari industri tekstil, industri cat, dan lainlain.
Pencemaran perairan akan
memberikan dampak buruk bagi
kehidupan makhluk hidup dan manusia,
karena semua makhluk hidup
memerlukan air untuk dapat bertahan
hidup. Pencemaran lingkungan perairan
yang disebabkan oleh logam-logam berat
seperti kadmium, timbal dan tembaga
yang berasal dari limbah industri sudah
lama diketahui. Pencemaran karena
logam berat dapat menyebabkan berbagai
kelainan dan penyakit pada manusia.
Pestisida di dalam air minum
dapat dikurangi kadarnya agar air minum
tersebut dapat memenuhi kriteria yang
berdasarkan PERMENKES 492 tahun
2010 tentang pesyaratan kualitas air
minum dengan penggunaan adsorben
yang telah banyak digunakan
sebelumnya yaitu zeolit dan karbon aktif.
Sebelumnya Kan et al., (2002) mengkaji
kemampuan zeolit dalam mengadsorpsi
pestisida triadimefon. Hasil penelitian
tersebut menunjukkan zeolit dapat
mengadsorpsi fungisida golongan
organoklor (triadimefon) dalam
konsentrasi kecil. Penelitian tentang
adsorben karbon aktif (Las dkk, 2006)
dapat mengadsorpsi insektisida dalam air
mencapai 90,90% dari konsentrasi awal
2,250 mg/L. Selain kedua adsorben
tersebut terdapat material lain yang dapat
digunakan sebagai adsorben yaitu
bentonit.
Bentonit sendiri di Indonesia
tergolong sangat melimpah, tetapi
penggunaannya belum maksimal.
Bentonit memiliki kapasitas adsorpsi
yang besar terhadap senyawa anorganik
dan logam-logam berat. Tetapi bentonit
memiliki kapasitas adsorpsi yang kecil
untuk mengadsorpsi senyawa organik,
sehingga untuk meningkatkan kapasitas
adsorpsi bentonit terhadap senyawa
organik dilakukan modifikasi bentonit
dengan menggunakan surfaktan atau
polimer. Bentonit yang telah
dimodifikasi menggunakan surfaktan
atau polimer ini dinamakan organobentonit.
Penelitian Carrizosa et al.,
(2003) mengkaji adsorpsi herbisida
bersifat asam menggunakan bentonit
termodifikasi
hexadecyltrimethylammonium,
dioctadecyldimethylammonium dan
octadecylammonium. Dari hasil
penelitiannya diperoleh bahan organobentonit
tersebut dapat menurunkan
jumlah kontaminan herbisida dalam air.
Bentonit yang dimodifikasi
dengan surfaktan atau polimer telah
banyak diteliti dan diaplikasikan.
Dampak dari penggunaan surfaktan atau
polimer sebagai senyawa untuk
memodifikasi bentonit dikhawatirkan
dapat menimbulkan masalah baru
terhadap lingkungan, karena surfaktan
dan polimer dapat menghasilkan polutan
dari residunya. Oleh karena itu para
peneliti mencoba melakukan modifikasi
bentonit dengan menggunakan bahan
organik alam atau bahan organik yang
aman untuk digunakan. Diharapkan
bentonit yang dimodifikasi dengan
senyawa organik alam atau senyawa
organik aman tidak menimbulkan
masalah baru terhadap lingkungan. Cruz-
Guzmán et al., (2004) telah mensintesis
organo-bentonit dari tiga jenis kation
organik alam yaitu L-carnitine, L-cystine
dimethyl ester, dan thiamine serta
menguji kapasitas adsorpsinya terhadap
herbisida simazine. Hasilnya
menunjukkan organo-bentonit dari kation
organik alam tersebut dapat
mengadsorpsi simazine lebih baik
dibandingkan dengan organo-bentonit
dari kation alkilamonium.
Hasil penelitian menunjukkan
bahwa adsorben histidin-bentonit
memiliki kinerja adsorpsi yang lebih baik
bila dibandingkan dengan Ca-bentonit,
yaitu dapat mengadsorpsi pestisida
diazinon dalam air minum mencapai
2

95,11% dari konsentrasi awal 12,00
mg/L. Permanasari, Anna (2009)
Penggunaan asam amino histidin
ini sebagai modifier bentonit memiliki
kelemahan diantaranya mempunyai sifat
asam amino yang kurang tahan terhadap
perubahan suhu, sangat rentan terhadap
bakteri, dan memiliki pH isolistrik 7,59
sehingga terdapat kemungkinan larut
dalam air dan terlepas dari adsorben
bentonit.
Hal ini dikuatkan oleh hasil
penelitian Deskawati (2007) yang
menyatakan bahwa adsorben histidinbentonit
kurang stabil pada berbagai faktor
lingkungan. Oleh sebab itu, dalam
aplikasinya adsorben ini disarankan
digunakan pada suhu 25 0 C (suhu kamar)
dan diusahakan tidak terkena radiasi sinar
UV (cahaya matahari) secara langsung.
Berdasarkan analisis kelemahan
tersebut, tim peneliti telah berhasil
menemukan alternatif adsorben baru yang
menunjukkan ketahanan lebih tinggi, lebih
murah dan lebih mudah dalam sintesisnya,
yaitu adsorben kitosan-bentonit
(khoerunnisa dkk, 2009). Hasil penelitian
pendahuluan menunjukkan kinerja yang
sangat baik terhadap residu pestisida
diazinon dengan kekuatan adsorpsi 90,04
% dan lebih cepat proses adsorpsinya.
Kitosan-bentonit juga memiliki kinerja
yang baik sebagai adsorben untuk logam
berat Fe, Cd dan Cu secara simultan
dengan kekuatan adsorpsi rata-rata di atas
90% (Wulandari, 2009). Selain itu
penggunaan kitosan sangat aman karena
kitosan merupakan bahan anti oksidan
(pembentuk kulit udang) yang biasa
dikonsumsi manusia dan yang terpenting
tidak mengandung toksik. Oleh karena itu,
adsorben kitosan-bentonit sangat
prospektif untuk diaplikasikan lebih
lanjut dalam proses pengolahan air
minum dalam skala yang lebih besar.
Sesuai dengan kebutuhan dalam
aplikasinya, penelitian ini mencoba
mengkaji uji kinerja adsorben yang
terdapat dalam sediaan packing flow.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah bentonit yang berasal
dari Karangnunggal (Tasikmalaya),
kitosan, asam asetat (CH 3 COOH) 98%,
diazinon (nama dagang sidazinon 60 EC),
endosulfan (nama dagang Akodan 350
EC), Fe(NO 3 ) 3. 9H 2 O, Cd(NO 3 ) 2. 4H 2 O,
Cu(NO 3 ) 2. 3H 2 O dan aquades.
Alat
Peralatan yang digunakan meliputi
multishaker MMS 3000, oven, neraca
analitis, Centrifuge tipe H–103 N
Kokusan, desikator, peralatan filtrasi
vakum dan peralatan gelas. Untuk
keperluan analisis digunakan
Sektrofotometer UV Mini Shimadzu 1240,
XRD PANanalytical X’Pert, SEM jeol
JSM 6360 LV dan FT-IR Shimadzu 8400.
Prosedur Kerja
Pembuatan Kitosan-Bentonit
Sebanyak 180 gram Ca-bentonit
dimasukkan ke dalam gelas kimia 1 L dan
ditambahkan 1 L kitosan 1000 ppm.
Dikocok selama 30 menit pada 160 rpm.
Kemudian di saring menggunakan kertas
saring Whatman No.1, filtrat yang
diperoleh disimpan untuk dianalisis, dan
residu yang diperoleh adalah kitosanbentonit.
Kitosan-bentonit yang diperoleh
dicuci dengan aquadest sampai bebas
asam, kemudian dikeringkan dalam oven
pada suhu 100 0 C. Kitosan bentonit yang
sudah kering dihaluskan untuk
penggunaan lebih lanjut, dan sebagian dari
kitosan-bentonit diambil untuk
3

karakterisasi menggunakan FT-IR, TG-
DTA, SEM dan XRD.
Adsorpsi Campuran Residu Logam dan
Pestisida oleh Kitosan-Bentonit
Pengujian kinerja adsorben kitosanbentonit
dilakukan dengan mengontakkan
250 mL campuran diazinon dan
endosulfan (sampel pestisida) dan logam
(Cu, Cd, Fe) pada perbandingan
konsentrasi 20:20:20:20:20 dengan
adsorben kitosan-bentonit sebanyak 25 g.
Campuran antara logam Fe (III),
Cu (II), Cd (II), -diazinon-endosulfan,
dikontakkan dengan kitosan bentonit
dalam kemasan flow. Selanjutnya
disentrifugasi selama 30 menit pada 3000
rpm. Konsentrasi logam sisa dalam
supernatan dianalisis dengan
menggunakan AAS, sedangkan
konsentrasi diazinon dan endosulfan sisa
dalam supernatan dianalisis dengan
menggunakan spektrofotometer UV dan
untuk perhitungan dibuat kurva kalibrasi
larutan standar. Kondisi pengujian kinerja
adsorben dilakukan pada keadaan isoterm,
yaitu pada suhu ± 27ºC.
Adsorben dalam larutan sampel air
diekuilibrasi menggunakan multishaker
dengan kecepatan 160 rpm. Waktu kontak
yang digunakan adalah waktu kontak hasil
percobaan sebelumnya yang memberikan
persen adsorpsi paling tinggi. Selanjutnya
campuran tersebut disentrifugasi selama 30
menit pada 3000 rpm. Konsentrasi ion
logam sisa dalam supernatan dianalisis
menggunakan AAS, sedangkan
konsentrasi diazinon dan endosulfan sisa
dalam supernatan dianalisis dengan
menggunakan spektrofotometer UV dan
untuk perhitungan dibuat kurva kalibrasi
larutan standar.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi Kitosan, Ca-Bentonit, dan
Kitosan-Bentonit
Analisis karakterisasi kitosanbentonit
dilakukan menggunakan
instrumen FTIR, XRD dan SEM. Selain
kitosan-bentonit, analisis dilakukan pada
Ca-bentonit dan kitosan. Karakterisasi
tersebut dilakukan sebelum pengujian
secara simultan adsorben kitosan-bentonit
dengan variabel massa dan ukuran
adsorben.
4.1.1 Spektrofotometer FTIR
Karakterisasi mengunakan
Spektrofotometer FTIR (Fourier
Transform-Infra Red) dilakukan untuk
mengetahui perubahan gugus fungsi dari
Ca-bentonit sebelum dikontakkan dengan
kitosan dan setalah dimodifikasi dengan
kitosan.
Kitosan yang digunakan
dikarakterisasi untuk mengetahui gugus
fungsi apa saja yang terdapat pada kitosan.
Spektra kitosan secara keseluruhan dapat
dilihat pada gambar 4.1
100.0
97.5
95.0
92.5
90.0
87.5
85.0
%T
4000.0
3529.5
3500.0
3433.1
3000.0
2920.0
2500.0
2341.4
2364.6
2000.0
1750.0
1654.8
Gambar 1 Spektra FTIR Kitosan
Pada spektra FTIR kitosan,
terdapat puncak-pucak pada bilangan
panjang gelombang 3433,1 cm -1 ; 2920 cm -
1 ; 1423,4 cm -1 ; 1589,2 cm -1 ; 1153,4 cm -1 ;
1033,8 cm -1 ; 1087,8 cm -1 ; 894,9 cm -1 .
Puncak serapan pada bilangan gelombang
3433,1 cm -1 memperlihatkan adanya
vibrasi ulur O-H dan N-H (Kolhe dan
Kannan, 2002; Bhumkar dan Phokarkar,
1589.2
1500.0
1423.4
1380.9
1250.0
1249.8
1153.4
1087.8
1033.8
1000.0
894.9
750.0
500.0
1/cm
4

100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
2006). Puncak serapan pada bilangan
gelombang 2920 cm -1 memperlihatkan
vibrasi ulur C-H dari -CH 2 - yang diperkuat
dengan munculnya puncak serapan pada
bilangan gelombang 1423,4 cm -1 yang
menunjukkan adanya vibrasi tekuk C-H
dari -CH 2 -. Puncak serapan pada bilangan
gelombang 1589,2 cm -1 menunjukan
vibrasi tekuk N-H dari gugus NH 2 . Puncak
pada bilangan gelombang 1153,4 cm -1
menunjukkan adanya vibrasi ulur –C-O.
Puncak serapan pada bilangan gelombang
1033,8 cm -1 menunjukkan vibrasi ulur C-
O-C pada cincin glukosamin. Puncak
serapan pada bilangan gelombang 1087,8
cm -1 menunjukkan vibrasi ulur –C-OH.
Adapun puncak serapan pada bilangan
gelombang 894,9 cm -1 memperlihatkan
adanya vibrasi ulur C-C sakarida
(Sastrohamidjojo, 1992).
Karakterisasi kitosan-bentonit
bertujuan untuk mengetahui perubahan dan
penambahan gugus fungsi pada kitosanbentonit
dibandingkan dengan Cabentonit.
Spektra FTIR dari kitosanbentonit
dapat dilihat pada gambar 4.2
%T
4000.0
3448.5
3652.9
3622.1
3625.9
3500.0
3413.8
3000.0
2500.0
(Kitosan-BENTONIT)
2000.0
1750.0
500.0
1/cm
Gambar 2. Spektra FTIR Kitosan-
Bentonit dan Ca-Bentonit
Terdapat puncak-puncak serapan
yang khas, pada bilangan gelombang
3100-3700 cm -1 dan 1600-1700 cm -1 . Pita
serapan yang muncul pada bilangan
gelombang 3100-3700 cm -1 dan 1600-
1700 cm -1 menunjukan adanya molekul
H 2 O yang terikat melalui ikatan hidrogen
pada monmorilonit yang terdapat pada
1639.4
1631.7
1500.0
1250.0
1045.3
1000.0
(Ca-BENTONIT)
1095.5
1033.8
1006.8
914.2
752.2
694.3
667.3
794.6
750.0
617.2
532.3
428.2
470.6
524.6
pada Ca-bentonit maupun pada kitosanbentonit.
Puncak pada bilangan gelombang
3100-3700 cm -1 merupakan puncak yang
terbentuk karena adanya vibrasi ulur O-H
dan puncak pada bilangan gelombang
1600-1700 cm -1 merupakan daerah vibrasi
tekuk H-O-H (Hongping et al ,. 2004).
Dilihat dari spektra FTIR kitosanbentonit
dan Ca-bentonit, terlihat hanya
terdapat pergeseran beberapa bilangan
gelombang pucak. Bilangan gelombang
pucak yang bergeser anatara lain pada
puncak 3625,9 cm -1 menjadi 3622,1 cm -1 ,
3413 cm -1 menjadi 3448,5 cm -1 , 1631,7
cm -1 menjadi 1639,4 cm -1 , dan 667,3 cm -1
menjadi 694,3 cm -1 . Perubahan tingkat
energi menyebabkan pergeseran bilangan
gelombang. Peningkatan energi tersebut
menandakan terjadinya ikatan yang lebih
kuat antara bentonit dengan suatu spesi,
dalam hal ini adalah kitosan.
Spektra kitosan-bentonit tidak
menunjukan puncak pada bilangan
gelombang 1045,3 cm -1 yang
menunjukkan vibrasi ulur Si-O pada
lapisan tetrahedral. Hal tersebut terjadi
karena lapisan Si-O tertutupi oleh kitosan,
dan hal ini terbukti dari munculnya puncak
pada bilangan gelombang 1033,8 cm -1
yang menunjukkan vibrasi ulur C-O-C
pada cincin glukosamin. Terdapat pula
puncak baru pada bilangan gelombang
914,2 cm -1 yang menunjukkan adanya
vibrasi ulur C-C pada sakarida.
Pada spektra kitosan-bentonit juga
muncul beberapa puncak serapan baru.
Puncak baru tersebut muncul pada
bilangan gelombang 3622,1 cm -1 dan
3695,4 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi
ulur N-H. Gugus tersebut berasal dari
struktur kitosan, berarti secara kualitatif
kitosan telah berinteraksi dengan bentonit.
Panjang gelombang 3622,1 cm -1
menunjukkan vibrasi ulur pada amina (-
NH) dan cocok dengan panjang
gelombang 1095,5 cm -1 yang
menunjukkan vibrasi ulur C-N. (Ngah et
al., 2006).
5

Karakterisasi adsorben kitosanbentonit
sebelumnya telah dilakukan
menggunakan instrumen FTIR,
karakterisasi dilakukan pula dengan
difraksi sinar X (XRD). Data XRD yang
didapat digunakan untuk lebih meyakinkan
bahwa kitosan telah berinteraksi dengan
Ca-bentonit. Selain itu juga, untuk
menentukan keberadaan mineral
monmorilonit dalam Ca-bentonit dan
kitosan-bentonit. Dengan mengetahui
harga 2θ dan jarak antar bidang (d) dari
Ca-bentonit dan kitosan-bentonit, maka
akan diketahui perubahan-perubahan yang
terjadi akibat pemodifikasian Ca-bentonit
menjadi kitosan-bentonit. Dari data
tersebut akan diketahui apakah interaksi
kitosan dengan bentonit terjadi di
interlayer atau di outlayer bentonit.
Apabila jarak antar bidang pada Cabentonit
berbeda dengan jarak antar bidang
pada kitosan-bentonit maka dimungkinkan
kitosan terdapat di bagian interlayer
bentonit. Spektra dari Ca-bentonit dan
Kitosan-bentonit disajikan dalam Gmbar 3.
Spektra XRD dari Ca-bentonit dan
kitosan-bentonit, dilihat secara
keseluruhan tidak menunjukkan terjadinya
perubahan puncak-puncak serapan baik
yang ada di Ca-bentonit maupun di
kitosan-bentonit. Pada spektra XRD Cabentonit
pita serapan yang khas dari
senyawa monmorilonit yaitu pada 2θ
sebesar 5,31; 19,88; dan 28,45 (Petrovic-
Filipovic et al., 2002) dengan jarak
bidangnya (d) berturut-turut 15,74 Ǻ, 4,46
Ǻ, dan 3,13 Ǻ. Sedangkan pada spektra
XRD kitosan-bentonit hampir tidak terjadi
perubahan harga 2θ pada puncak-puncak
khas untuk monmorilonit yaitu dari 5,31
menjadi 5,77; dari 19,88 menjadi 19,98;
dan dari 28,45 menjadi 28,96. Jarak antar
bidang (d) terjadi penurunan yaitu dari
15,74 menjadi 15,30; dari 4,46 menjadi
4,43 dan dari 3,13 menjadi 3,08.
Kitosan yang dikontakan pada Cabentonit
tidak terlalu mengakibatkan
terjadinya peningkatan harga 2θ dan
penurunan jarak antar bidang (d). Adanya
peningkatan harga 2θ menunjukkan bahwa
mineral yang ditunjukkan oleh puncakpuncak
tersebut berinteraksi dengan
kitosan. Hal tersebut, menunjukan
kemungkinan interaksi yang terjadi antara
Ca-bentonit dengan kitosan terjadi di
outlayer atau di permukaan. Perubahan
nilai 2θ dan jarak antar bidang (d) dapat
dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.2 Harga 2θ dan jarak antar bidang
(d) Ca-bentonit dan Kitosan-Bentonit
Ca-Bentonit
Kitosan-bentonit
2θ d (Ǻ) 2θ d (Ǻ)
5,31 15,74 5,77 15,30
Gambar 4.3 Spektra Difraksi Sinar X Ca-
Bentonit dan Kitosan-Bentonit
19,88 4,46 19,98 4,43
28,45 3,13 28,96 3,08
Karakterisasi menggunakan
Scanning Electron Microscopy (SEM)
digunakan untuk memperkuat data FTIR
dan XRD tentang keberadaan kitosan
dalam bentonit. Dari hasil pengukuran
SEM dapat mengetahui perubahan yang
6

terjadi pada permukaan Ca-bentonit dan
kitosan-bentonit. Gambar 4.4
menunjukkan foto SEM untuk Ca-bentonit
dan kitosan-bentonit.
A
B
permukaan Ca-bentonit. Pada Gambar 4 B
dan D gambaran dari kitosan-bentonit,
terlihat suatu permukaan yang lebih rapat
jika dibandingkan dengan gambar
permukaan Ca-bentonit. Foto SEM dari
Ca-bentonit dan kitosan-bentonit dapat
menyatakan bahwa kitosan terikat pada
bagian permukaan bentonit (bagian
outlayer). Hasil XRD dan SEM
memberikan hasil yang saling mendukung
satu sama lain dan keduanya menunjukkan
bahwa kitosan berikatan dengan bentonit
di bagian outerlayer.
Adsorpsi Kitosan-Bentonit Terhadap
Ion Logam dan Residu Pestisida
C
D
Uji kinerja dilakukan pada variasi ukuran
partikel dan massa adsorben kitosanbentonit,
seperti ditunjukkan pada Tabel.2.
Gambar 4 Foto SEM Permukaan (A,C)
Ca-Bentonit dan (B,D) Kitosan-Bentonit
pada perbesaran 5000 X (A,B) dan 10.000
X (C,D)
Kation kitosan yang masuk
memiliki molekul yang lebih besar dari
kation Ca, hal tersebut dapat menyebabkan
peningkatan porositas dari kitosan-bentonit
jika dibandingkan dengan Ca-bentonit.
Peningkatan porositas ini tidak dapat
teramati pada hasil SEM yang dikarenakan
SEM hanya memvisualisasikan bagian
permukaan dari bentonit
(Aldiantono,2009).
Gambar 4 A dan C merupakan
gambaran permukaan Ca-bentonit, pada
gambar ini masih terlihat bentuk
permukaan material yang tidak terlalu
rapat, hal ini terlihat dari masih adanya
bagian yang berwarna hitam yang
merupakan ruang-ruang kosong di sekitar
N
O
1
Fe(III),
Cu(II),
Cd(II),
Endosulfan,
Diazinon,
ppm
Ukuran
adsorbe
n, mesh
2 10
3 20:20:20:20: 9 15
20
4 20
5 25
1
2 10
3 20:20:20:20: 50 15
20
4 20
5 25
Massa
adsorbe
n
(gram)
5
5
7

% Teradsorpsi
% Teradsorpsi
Analisis logam Fe (III), Cu (II), Cd
(II) yang tersisa di air minum yang telah
dikontakan disajikan dalam grafik berikut :
150
100
50
0
*Pengukuran Secara Duplo
Gambar 6 Grafik Persen Teradsorpsi
Logam Setelah Dikontakkan Dengan
Adsorben Kitosan-Bentonit 9 mesh
Sementara itu, pada penggunaan adsorben
dengan ukuran 50 mesh, terjadi sedikit
pengkatan jumlah teradsorpsi, seperti
ditunjukkan oleh Gambar 7.
150
100
50
0
5 10 15 20 25
5 10 15 20 25
Logam Cd (II)
Logam Cu (II)
Logam Fe (III)
Massa Adsorben Kitosan-Bentonit …
logam Cd (II)
logam Cu (II)
logam Fe (III)
Massa Adsorben Kitosan-Bentonit 9
mesh
Gambar 7. Grafik Persen Teradsorpsi
Logam Setelah Dikontakkan Dengan
Adsorben Kitosan-Bentonit 50 mesh
Persen teradsorpsi dari logam-logam yang
berbeda-beda, menunjukkan adanya
persaingan yang terjadi dari masingmasing
logam untuk berikatan dengan
adsorben. Fe (III) yang memiliki ukuran
jari-jari paling kecil memiliki persen
teradsorpsi yang paling besar dalam hal ini
sempurna 100 % teradsorpsi, sedangkan
Cd (II) yang merupakan logam dengan
ukuran jari-jari paling besar, memberikan
persen teradsorpsi sedikit lebih kecil yaitu
sebesar 99,874 % dibandingkan dengan Cu
(II) yaitu sebesar 99,877 dan Fe (III). Hal
ini menunjukan bahwa ukuran jari-jari dari
masing-masing logam mempengaruhi nilai
persen teradsorpsi. Ukuran moleul Fe (III)
yang paling kecil menyebabkan ion Fe
(III) lebih dulu terikat ke permukaan
kitosan-bentonit. Sedangkan, untuk
adsorpsi logam-logam lain tidak terlalu
signifikan. Hal ini disebabkan karena
jumlah situs aktif yang tersedia pada
permukaan kitosan-bentonit telah terlebih
dahulu mengikat ion Fe (III).
Interaksi adsorpsi logam yang
terjadi adalah pertukaran kation antara ion
logam Fe (III), Cd (II), dan Cu (II) dengan
Ca (II) di bagian interlayer, maka interaksi
yang terjadi akan dipengaruhi oleh jarak
antar spesi yang ada. Sangatlah
memungkinkan jika ion logam yang lebih
kecil akan masuk ke bagian interlayer
dengan lebih mudah dibandingkan dengan
ion logam yang memiliki ukuran lebih
besar.
Perbedaan ukuran dari adsorben
kitosan-bentonit memberikan sedikit
pengaruh terhadap persen teradsorpsi
logam-logam yang diadsorpsi oleh
kitosan-bentonit. Terlihat bahwa adsorben
kitosan-bentonit yang memiliki ukuran
partikel lebih halus yaitu pada ukuran 50
mesh memberikan persen teradsorpsi yang
lebih besar dibandingkan dengan adsorben
kitosan-bentonit yang berukuran 9 mesh
pada kondisi optimum yang sama.. Ukuran
partikel adsorben kitosan-bentonit yang
halus menyebabkan luas permukaan
kitosan-bentonit semakin besar, dan dapat
menyentuh permukaan logam yang
terdapat di air minum lebih banyak
dibandingkan dengan adsorben yang
memiliki ukuran partikel lebih besar.
8

% Teradsorpsi
% Teradsorpsi
% Teradsorpsi
% Teradsorpsi
Dalam hal ini adsorben kitosan-bentonit
dengan ukuran 50 mesh memiliki luas
permukaan yang lebih besar dibandingkan
adsorben kitosan-bentonit dengan ukuran 9
mesh. Adsorben kitosan-bentonit dengan
ukuran 50 mesh lebih banyak menyerap
logam Fe (III), Cd (II), Cu (II) yaitu
dengan rata-rata persen teradsorpsi sebesar
98, 584%, sedangkan adsorben kitosanbentonit
dengan ukuran 9 mesh dapat
mengadsorpsi logam-logam dengan ratarata
persen teradsorpsi sebesar sekitar
95,57423%.
Data analisis residu pestisida diazinon dan
endosulfan yang tersisa setelah diadsorpsi
oleh adsorben kitosan bentonit, hasil
analisis menggunakan spektofotometer
UV. Disajikan sebagai berikut.
100
80
60
40
20
0
5 10 15 20 25
*Pengukuran Massa Adsorben Secara Kitosan-Bentonit Duplo 9 mesh
Gambar 8 Persen teradsorpsi Pestisida
Diazinon dan Endosulfan Terhadap
Adsorben Kitosan-Bentonit 9 mesh.
100
80
60
40
20
0
5 10 15 20 25
Pestisida
Diazinon
pestisida
diazinon
Pestisida
Endosulfan
Massa Adsorben Kitosan-Bentonit 50 mesh
Gambar 9. Persen teradsorpsi Pestisida
Diazinon dan Endosulfan Terhadap
Adsorben Kitosan-Bentonit 50 mesh.
Kecenderungan yang sama dalam hasil
adsorpsi terlihat pula pada serapan dua
pestisida yang diteliti. Persen adsorpsi dari
diazinon dalam campuran yang diadsorpsi
oleh adsorben kitosan bentonit 9 mesh
rata-rata sebesar 79,61 % sedangkan
persen adsorpsi dari endosulfan dalam
campuran yang diadsorpsi oleh adsorben
kitosan bentonit 9 mesh rata-rata sebesar
85,12 %. Sedangkan pada persen adsorpsi
diazinon dan endosulfan oleh adsorben
kitosan-bentonit 50 mesh. Persen
teradsorpsi rata-rata diazinon sebesar
86,178 % dan persen teradsorpsi rata-rata
endosulfan sebesar 90,7726 %.
Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa
terdapat massa optimum untuk adsorben
yang digunakan dalam pengujian, seperti
ditunjukkan oleh Gambar 10 dan 11.
150
100
50
0
5 10 15 20 25
Massa Adsorben Kitosan
-Bentonit 9 mesh
*Pengukuran Secara Duplo
logam Fe (III)
Logam Cd (II)
Logam Cu (II)
Pestisida
Diazinon
Pestisida
Endosulfan
Gambar 10. Persen Teradsorpsi Fe (III),
Cd (II), Cu (II), Diazinon, dan Endosulfan
Terhadap Adsorben Kitosan-Bentonit Pada
Variasi Massa Adsorben 9 mesh.
120
100
80
60
40
20
0
5 10 15 20 25
Massa Adsorben Kitosan-bentonit 50 mesh
Logam Fe (III)
Logam Cd (II)
Logam Cu (II)
Pestisida
Diazinon
9

*Pengukuran Secara Duplo
Gambar 11. Persen Teradsorpsi Fe (III),
Cd (II), Cu (II), Diazinon, dan Endosulfan
Terhadap Adsorben Kitosan-Bentonit Pada
Massa Adsorben Kitosan-Bentonit 50
mesh
Dari gambar tersebut, dapat disimpulkan
bahwa kitosan-bentonit menunjukan
kinerja adsorpsi yang lebih baik dalam
mengadsorpsi secara simultan ion logam
dan residu pestisida pada ukuran adsorben
50 mesh dengan menunjukan rata-rata
persen teradsorpsi logam dan reisdu
pestisida diatas 80 % dengan kondisi
optimal persen teradsorpsi pada massa
adsorben 15 gram pada setiap variasi
ukuran adsorben kitosan-bentonit yaitu 9
dan 50 mesh dengan teknik flow.
Kesimpulan
Kitosan-bentonit dapat bekerja
secara optimum untuk mengadsorpsi ion
Fe(III), Cu(II), Cd(II), pestisida diazinon
dan endosulfan secara simultan dalam air
minum pada proses flow, dengan kondisi
konsentrasi masing-masing 20 ppm,
ukuran partikel adsorben 50 mesh, dari
250 mL sampel air. Persen adsorpsi
masing-masing spesi pada kondisi
optimum tersebut rata-rata lebih besar dari
90%. Perlu dilakukan uji lebih lanjut
mengenai batas jumlah volume air yang
digunakan
DAFTAR PUSTAKA
Khan, T.A., et al. (2001). Reporting
Degree of Deacetylation Values of
Chitosan: Influence of Analytical
Methods. Malaysia. J Rharm
Pharmaceut Sci, 5(3):205-212, 2002.
[Online]. Tersedia :
http://www.ualberta.ca/~csps. [5
November 2010].
Khoerunnisa, Fitri. (2005). Kajian
Adsorpsi dan Desorpsi Ag(S 2 O 3 ) 2
3-
dalam Limbah Fotografi pada dan
dari Adsorben Kitin dan Asam
Humat Terimobilisasi pada Kitin.
Tesis Program Studi Ilmu Kimia
Universitas Gajdah Mada,
Yogyakarta: Tidak Diterbitkan.
Permanasari, Anna. (2009). The Effects of
Temperature, UV Radiation, and
Soaking Time in Drinking Water on
Bentonite-Histidine Adsorbent
Performance. Jurnal Matematika dan
Sains. Vol. 14 No. 4.
Rohayani, Rani. (2005). Sintesis Adsorben
Histidin-Bentonit dan Uji
Adsorpsinya terhadap Pestisida
dalam Air Minum. Skripsi program
kimia FPMIPA universitas
Pendidikan Indonesia, Bandung.
Tidak diterbitkan.
Saepudin, Asep. (2008).Uji Kinerja
Adsorben Histidin-Bentonit dalam
Prototipe Kemasan Flow dan Batch
terhadap Pestisida Endosulfan
dalam Air Minum. Skripsi Program
Studi Kimia Jurusan Pendidikan
Kimia FPMIPA UPI, Bandung:
Tidak Diterbitkan.
Wulandari, Irnawati. (2009). Uji Kinerja
Adsorben Kitosan-Bentonit terhadap
Logam Berat dan Diazinon secara
Simultan. Skripsi Program
Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia
FPMIPA UPI, Bandung: Tidak
Diterbitkan.
10