APLIKASI KULIT PISANG KEPOK DAN KULIT PISANG AMBON SEBAGAI KARBON AKTIF PADA ADSORPSI DAN DESORPSI ION KROMIUM HEKSAVALEN (Cr6+)
APPLICATION OF KEPOK BANANA PEELS AND AMBON BANANA PEELS AS ACTIVE CHARCOAL ON ADSORPTION AND DESORPTION OF CHROMIUM (Cr6+) IONS
Abstract
Telah dilakukan penelitian untuk mengadsorpsi dan mendesorpsi ion kromium heksavalen (Cr6+) menggunakan agen penyerap berupa karbon aktif kulit pisang kepok dan karbon aktif kulit pisang ambon. Adsorpsi ion Cr6+ menggunakan karbon aktif dari bahan alam merupakan metode alternatif untuk menurunkan kandungan logam berat dengan efisiensi penyerapan yang tinggi. Karbon aktif kulit pisang diaktivasi melalui aktivasi kimia menggunakan aktivator HCl 2 M. Adanya proses aktivasi kimia diharapkan mampu meningkatkan kemampuan karbon aktif kulit pisang dalam menyerap ion logam berat Cr6+. Aplikasi karbon aktif kulit pisang kepok dan ambon untuk menyerap ion Cr6+ dilakukan dengan mengaduk sampel karbon aktif pada berbagai waktu dan konsentrasi larutan Cr6+. Hasil karakterisasi FT-IR karbon aktif kulit pisang setelah teraktivasi menunjukkan adanya pergeseran bilangan gelombang sehingga terjadi penurunan intensitas serapan pada gugus -OH. Adsorpsi ion Cr6+ pada pH 2 memberikan waktu stabil 75 menit mengikuti model kinetika PSO dengan laju reaksi 0,05713 mg/g.min dan 0,04079 mg/g.min. Adsorpsi isoterm mengikuti model Langmuir dengan kapasitas adsorpsi 0,7036 dan 0,6387 mg/g dan energi adsorpsi 26,67 dan 23,55 kJ/mol untuk karbon aktif kulit pisang kepok dan karbon aktif kulit pisang ambon. Berdasarkan hasil desorpsi yang dilakukan, dugaan mekanisme interaksi yang terjadi antara adsorbat ion Cr6+ dengan gugus aktif pada karbon aktif kulit pisang melibatkan interaksi kimia melalui pembentukan ikatan hidrogen dan ikatan kompleks. Hasil penelitian menunjukkan bahwa limbah organik dari kulit pisang kepok dan kulit pisang ambon berpotensi sebagai karbon aktif untuk mengurangi keberadaan ion logam berat Cr6+. Bahan alam dari limbah organik kulit pisang kepok dan kulit pisang ambon dinilai cukup efektif untuk mengurangi kadar ion Cr6+ dan mudah diregenerasi melalui proses desorpsi.
Kata kunci: adsorpsi, desorpsi, kromium heksavalen (Cr6+), kulit pisang, karbon aktif
ABSTRACT
Research has been carried out to adsorb and desorb hexavalent chromium ions (Cr6+) using adsorbent agents in the form of activated carbon from kepok and ambon banana peels. Adsorption of Cr6+ using activated carbon from natural materials is an alternative method for reducing heavy metals with high absorption efficiency. Banana-peel carbon is activated through chemical activation using a 2 M HCl activator. The chemical activation process is expected to increase the ability of the banana-peel charcoal to absorb heavy metal ions of Cr6+. The activated carbon was applied from kepok and ambon banana peels to absorb Cr6+ by stirring the activated carbon at various times and concentrations of the Cr6+ solution. The results of the FT-IR characterization of banana-peel activated carbon after activation showed a shift in the wave number resulting in a decrease in the absorption intensity of the -OH group. Adsorption of Cr6+ at pH 2 gave a stable time of 75 minutes following the PSO kinetics model with reaction rates of 0.05713 mg/g.min and 0.04079 mg/g.min. Isotherms adsorption followed the Langmuir model with adsorption capacities of 0.7036 and 0.6387 mg/g and adsorption energies of 26.67 and 23.55 kJ/mol for kepok banana-peel activated carbon and ambon banana-peel activated carbon, respectively. Based on the results of the desorption, the suspected mechanism of the interaction between the Cr6+ ion adsorbate and the active groups in banana-peel activated carbon involved chemical interactions through the formation of hydrogen bonds and complex bonds. The results showed that organic waste from kepok banana peels and ambon banana peels has the potential as activated carbon to reduce the presence of heavy metal ions Cr6+. Natural materials from organic waste kepok and ambon banana peels are considered quite effective in lowering Cr6+ ion levels and are easily regenerated through the desorption process.
Keywords: adsorption, desorption, hexavalent chromium (Cr6+), banana peels, activated carbon
Downloads
References
Anhwange, B., Ugye, J. T. and Nyiatagher, T. D. 2009. Chemical Composition of Musa Sepientum (Banana) Peels. Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. 8(6): 437–42.
Anshar, A. M, Santosa, S. J. and Sudiono, S. 2015. Kapasitas dan Energi Adsorpsi Humin Terhadap Eosin. Al Kimia. 3(2): 1–14.
Arvianto, R. I., Mauludi, K., Damayanti, A. K. and Pradipta, M. F. 2019. Studi Kinetika Adsorpsi Emas Menggunakan Kulit Mangga (Mangifera Indica) Termodifikasi Asam Sulfat. Chimica et Natura Acta. 7 (1): 1-5.
Asih, S., Sutikno, and Rizal, S. 2014. Produksi Bioetanol Dari Kulit Pisang Melalui Hidrolisis Asam Sulfat. Jurnal Teknologi Dan Industri Hasil Pertanian. 19(3): 274–88.
Chairunnisa and Nasra, E. 2022. Pengaruh PH Dan Konsentrasi Ion Logam Cr (VI) Terhadap Penyerapan Karbon Aktif Kulit Durian. Chemistry Journal. 11(1): 45–50.
Effendy. 2007. Perspektif Baru Kimia Koordinasi Jilid I. Malang: Bayumedia Publishing.
Fuadah, S. R., and Rahmayanti, M. 2019. Adsorpsi-Desorpsi Zat Warna Naftol Blue Black Menggunakan Adsorben Humin Hasil Isolasi Tanah Gambut Riau, Sumatera. Analit: Analytical and Environmental Chemistry. 4(2): 59–67.
Hafizi-Atabak, H. R., Ghanbari-Tuedeshki, H., Shafaroudi, A., Akbari, M., Safaei-Ghomi, J. and Shariaty-Niassar, M. 2013. Production of Activated Carbon from Cellulose Wastes. Journal of Chemical and Petroleum Engineering. 47(1): 13–25.
Handika, G., Maulina, S. and Mentari. V. A. 2017. Karakteristik Karbon Aktif Dari Pemanfaatan Limbah Tanaman Kelapa Sawit Dengan Penambahan Aktivator Natrium Karbonat (Na2CO3) dan Natrium Klorida (NaCl). Jurnal Teknik Kimia. 6(4): 41–44.
Hastuti, B., Totiana, F. and Winiasih, R. 2018. The Role of Pectin in Pb Binding by Carrot Peel Biosorbents: Isoterm Adsorption Study. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 349(1): 1–4.
Huda, S., Rita, D. R. and Kurniasari, L. 2020. Karakterisasi Karbon Aktif Dari Bambu Ori (Bambusa Arundinacea) Yang Diaktivasi Menggunakan Asam Klorida (HCl). Jurnal Inovasi Teknik Kimia. 5(1): 22–27.
Irianti, T. T., Kuswandi, Nuranto S., and Budiyatni, A. 2017. Logam Berat Dan Kesehatan. Yogyakarta: UGM Press.
Jawad, A. H. et al. 2016. Adsorption of methylene blue onto activated carbon developed from biomass waste by H2SO4 activation: kinetic, equilibrium and thermodynamic studies. Desalination and Water Treatment. 57(52): 25194–25206.
Jubilate, F., Zaharah, T. A. and Syahbanu, I. 2016. Pengaruh Aktivasi Arang Dari Limbah Kulit Pisang Kepok Sebagai Adsorben Besi(II) Pada Air Tanah. Jurnal JKK. 5(4): 14–21.
Karim, Bennani, A., Mounir, B., Hachkar, M., Bakasse, M., and Yaacoubi, A. 2017. Adsorption/Desorption Behavior of Cationic Dyes on Moroccan Clay: Equilibrium and Mechanism. Journal of Materials and Environmental Sciences. 8(3): 1082–96.
Maryono, S., and Rahmawati. 2013. Pembuatan Dan Analisis Mutu Briket Arang Tempurung Kelapa Ditinjau Dari Kadar Kanji. Jurnal Chemica. 14(1): 74–83.
Masriatini, Rully. 2017. Pembuatan Karbon Aktif Dari Kulit Pisang. Jurnal Redoks. 2(1): 53–57.
Mohadi, R., Hidayati, N. and Lesbani, A. 2014. Adsorption Desorption of Chromium (III) Ion on Cellulose from Wood Powder. International Journal of Science and Engineering. 7(1): 77–80.
Syarifatul, M. and Rahmayanti, M. 2019. Kinetika Adsorpsi Kromium (VI) Yang Terkandung Dalam Limbah Batik Pada Asam Humat Termodifikasi Magnetit (AH-Fe¬3O4). Integrated Lab Journal 07(02): 42–46.
Oko, S., Kurniawan, A., and Ega, S. B. P. 2021. Pengaruh Suhu Dan Konsentrasi Aktivator HCl Terhadap Karakteristik Karbon Aktif Dari Ampas Kopi. JuniMetana: Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna. 17(1): 15–21.
Prabawati S. Y., Aji, D. P. and Rahmadhani, D. 2023. Limbah Kulit Buah Salak Teraktivasi Asam Klorida Sebagai Arang Aktif Logam Berat Timbal Pb (II) Dan Kromium Cr (VI). Journal of Chemistry. 18(1): 1–13.
Prabawati, S. Y., Jumina, Santosa, S. J., Mustofa, and Ohto, K. 2012. Study on The Adsorption Properties of Novel Calix[6]Arene Polymers for Heavy Metal Cations. Indonesian Journal of Chemistry. 12(1): 28–34.
Prabawati, S. Y., Mufidati, A., Djuwita, T. R., and Ngaini, S. N. 2020. Grinding Technique on Synthesis of Calixarene and Its Derivatives. EKSAKTA: Journal of Sciences and Data Analysis. 1(2): 117–23.
Prabawati, S. Y., Widiakongko, P. D., and Taqwim, M. A. 2023. Activated Charcoal from Coffee Dregs Waste as an Alternative Biosorbent of Cu(II) and Ag(I). Indonesian Journal of Chemistry 23(4): 1120-1128.
Purwiandono, G, and Ibrahim, S. 2022. Adsorption of Cu(II) Using Salacca’s Peel Activated by HNO3. IJCR (Indonesian Journal of Chemical Research). 7(1): 1–7.
Rahmansyah, A., Ismuyanto, B. dan Dwi. A. S. Saptati, N. H. 2017. Pembuatan Karbon Aktif Berbasis Kulit Pisang Dengan Variasi Suhu Karbonisasi. Brawijaya Physics Student Journa. 4(1): 1–7.
Ramadhani, L. F., Nurjannah, I. M., Yulistiani, R. and Saputro, E. A. 2020. Teknologi Aktivasi Fisika Pada Pembuatan Karbon Aktif Dari Limbah Tempurung Kelapa. Jurnal Teknik Kimia. 26(2): 42–53.
Rangabhashiyam, S, Anu, N., Nandagopal, M. S. G., and Selvaraju, N. 2014. Relevance of Isotherm Models in Biosorption of Pollutants by Agricultural Byproducts. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2(1): 394–414.
Setyawan Frida Luthvita and Mohammad Misbah Khunur. 2013. Pengaruh pH dan Lama Kontak Pada Adsorpsi Ca2+ Menggunakan Adsorben Kitin Terfosforilasi dari Limbah Cangkang Bekicot (Achatina Fulica). Kimia Student Journal. 1(2): 201–7.
Sherly, A., and Cahyaningrum, S. E. 2014. Aktivasi Kulit Pisang Kepok (Musa Acuminate L.) Dengan H2SO4 dan Aplikasinya sebagai Adsorben Ion Logam Cr(VI). Journal of Chemistry. 3(1): 22–25.
Taihuttu, B., Kayadoe, V., and Mariwy, A. 2018. Studi Kinetika Adsorpsi Ion Fe (III) Menggunakan Limbah Ampas Sagu. Molluca Journal of Chemistry Education. 9(1): 9–17.
Tuhuloula, A., Budiyarti, L. and Fitriana, E. N. 2013. Karakterisasi Pektin dengan Memanfaatkan Limbah Kulit Pisang Menggunakan Metode Ekstraksi. Konversi. 2(1): 21–27.
Verayana, M. P., and Iyabu, H. 2018. Pengaruh Aktivator HCl dan H3PO4 terhadap Karakteristik (Morfologi Pori) Arang Aktif Tempurung Kelapa serta Uji Adsorpsi pada Logam Timbal (Pb). Jurnal Entropi. 13 (1): 67–75.
Yustinah, H., Aprilia, M., and Syamsudin, A. B. 2020. Kesetimbangan Adsorpsi Logam Berat (Pb) dengan Adsorben Tanah Diatomit Secara Batch. Konversi. 9(12): 17–28.
Zian, I. U., and Harmami. 2016. Pengaruh Waktu Kontak Pada Adsorpsi Remazol Violet 5R Menggunakan Adsorben Nata de Coco. Jurnal Sains Dan Seni ITS. 5(2): 2337–3520.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
