Nursalim, LaOde (2011) Penghilangan Ion Sulfida dari Limbah Cair Menggunakan Absorben Fe-Kitosan. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Sulfida merupakan senyawa bersifat toksik dari siklus alam dan sumber antropogenik yang sangat menyukai lingkungan berair dan tanah lembab sehingga dapat memicu reduksi keasaman air. Akibatnya menimbulkan bau busuk pada air dan banyak vegetasi perairan tidak dapat bertahan hidup serta membentuk sulfur oksida yang menimbulkan korosi pada logam. Jika sulfida masuk dalam tubuh biota perairan akan mengganggu sintesis enzim, sistem syaraf dan sebagian besar menempel pada insang biota sehingga mengganggu fungsi alat pernafasan. Karena sulfida yang masuk sedikit yang dieksresikan maka dapat menimbulkan kelumpuhan dan kerusakan organ dimana batas maksimal hanya 0,05 mg/L. Penghilangan sulfida umumnya absorpsi menggunakan pelarut padat, senyawa filter, atau penjerapan dengan air, mencampurkan gas oksigen dan senyawa amin, alkali, kaustik, oksidasi kimia. Untuk mengurangi produk pembuangan limbah dan biaya operasi tinggi maka absorpsi memanfaatkan absorben Fe-Kitosan sebagai penjerap ion sulfida dalam limbah cair dengan jumlah yang melimpah di alam dapat digunakan. Penentuan sulfida umumnya dengan metode spektrofotometri dan iodometri yang keakuratannya cukup tinggi. Kekurangannya adalah tahap analisis kompleks, paralatan mahal, digunakan kadar besar dalam penentuannya dan sukar digunakan untuk analisis di lapangan. Mengatasi kedua metode tersebut, dikembangkan metode potensiometri menggunakan ESI sulfida tipe kawat terlapis berbasis Ag 2 S. Pemilihan ESI sulfida tipe kawat terlapis karena menggunakan elektroda Ag 2 S yang sensitif merespon ion sulfida dalam larutan dengan cepat, tepat, selektif, dan keakuratan relatif tinggi serta limit deteksi yang rendah. Konduktivitasnya tinggi, kelarutan rendah, ion pengganggu sedikit, tidak terpengaruh oleh contoh berwarna atau keruh dan mudah dibentuk membran padat/pelet kristal. Membran ESI mempunyai matrik dengan gugus ionik bermuatan tetap karenanya mampu merekam suatu parameter fisik (aktivitas) atau konsentrasi dari spesies kimia atau biokimia secara reversibel dan terus menerus. Dengan demikian ESI diaplikasikan secara luas dalam kimia klinis dan lingkungan, industri pengawasan obat dan bahan makanan maupun proses fisiologis tubuh manusia baik untuk contoh padat, cair atau gas. Dalam analisisnya, ESI tidak perlu penambahan pereaksi dan hanya sedikit sampel, sehingga cocok untuk analisis rutin di lapangan. Di samping itu, instrumen ESI memungkinkan untuk diminiaturisasi dan mengukur sampel yang mengalir. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa kapasitas adsorpsi kitosan terhadap Fe 3+ dan bagaimana isoterm adsorpsi ion sulfida pada absorben Fe-Kitosan. Penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : i) Impregnasi Fe 3+ pada kitosan, ii) Penghilangan ion sulfida menggunakan absorben Fe-Kitosan, iii) Pengukuran potensial ion sulfida sisa adsorpsi Fe-Kitosan menggunakan ESI sulfida tipe kawat terlapis, iv) Pengukuran isoterm adsorpsi ion sulfida pada Fe-Kitosan. Variabel yang diteliti adalah membandingkan konsentrasi awal dengan konsentrasi sisa adsorpsi dimana berat absorben Fe-Kitosan adalah konstan. Hasil penelitian dari analisis AAS, kitosan berderajat deasetilasi 68,65% memiliki kapasitas adsorpsi 97,6844% terhadap Fe 3+ . Dari spektrum FTIR, kompleks Fe-Kitosan diketahui terjadi melalui vibrasi ulur gugus Fe–N pada serapan 1659,63 cm -1 diikuti 2007,76 cm -1 sementara gugus Fe–O pada serapan 426,24 cm -1 . Nilai pengukuran potensial ion sulfida sisa adsorpsi menggunakan ESI sulfida tipe kawat terlapis diperoleh faktor Nernst 30,12, dari persamaan regresi linier Y =30,12x – 367,2. Melalui konversi nilai potensial –log[S 2- ] (mV/decade) ke ppm (mg/L) diperoleh isoterm adsorpsi Fe-kitosan terhadap ion sulfida sisa adsorpsi terjadi secara multilayer. Hal ini diperlihatkan oleh persamaan regresi Freundlich Y = x – 4 dimana R 2 = 1, berarti tingkat kelinieran kurva diatas 95%. Dengan mengikuti kesetimbangan adsorpsi model Freundlich maka diketahui nilai isotermis masing-masing komponen yakni intensitas adsorpsi (n) = 1, kapasitas adsorpsi (Kf) = 10 4 dan jumlah adsorbat teradsorpsi (Q e ) = 10000.C e 1/n . Memperhatikan isoterm adsorpsi Fe-Kitosan terhadap ion sulfida mengikuti model Freundlich dapat disimpulkan bahwa kinerja absorben Fe-Kitosan terhadap ion sulfida terjadi melalui interaksi elektrostatis yang bersifat kimiawi dan dapat digunakan sebagai alternatif untuk menghilangkan ion sulfida dalam limbah cair.
English Abstract
Sulfide is a toxic compound of natural cycles and anthropogenic sources who loved soil moist and watery environment so that it can trigger a reduction of acidity of water. result raises stink in water and much aquatic vegetation cannot survive and form oxides sulfur which corrodes metal. If sulfide enters body, aquatic biota would disrupt syn sis of enzymes, nervous system and most attached to gills biota that it interferes with function of respiratory equipment. Because sulfides are excreted into little it can cause paralysis and organ damage in which maximum limit is only 0.05 mg/L. Removal of sulfide using solvent absorption is generally solid, compound filters, or adsorption with water, and oxygen gas mixing amines, alkalis, caustic, chemical oxidation. To reduce product waste disposal and high operating costs utilizing absorption of Fe-Chitosan as sulfide ions adsorbent in wastewater by number of which are abundant in nature can be used. Generally, determination of sulfide with spectrophotometric and iodometric methods are quite high accuracy. drawback is stage of analysis of complex, expensive tools, used in determination of levels and difficult to use for analysis in field. Addressing both methods, potentiometric method was developed using ESI-based sulfide Ag 2 S coated wire type. Election ESI sulfide coated wire type because it uses sensitive Ag 2 S electrode responds sulfide ions in solution with fast, precise, selective, and relatively high accuracy and low detection limits. High conductivity, low solubility, little bullies ions, are unaffected by sample color or turbid and easily formed a solid membrane/crystal pellets. ESI has a matrix membranes with ionic groups remain uncharged refore able to record a physical parameter (activity) or concentration of chemical or biochemical species reversibly and continuously. Thus, ESI is widely applied in clinical chemistry and environment, drug control industry and foodstuffs as well as physiological processes of human body for example solid, liquid or gas. In his analysis, ESI does not need addition of reagents and only a small sample, making it suitable for routine analysis in field. In addition, ESI instrument allows for miniaturization and measure sample flow. This study aims to determine how adsorption capacity of chitosan to Fe 3+ and how sulfide ion adsorption iso rms on Fe-Chitosan adsorbents. Research carried out by stages as follows: i) Impregnation of Fe 3+ on chitosan, ii) Removal of ion sulfide using absorbent Fe-Chitosan, iii) Measurement of potential ion sulphide residual adsorption of Fe-Chitosan using ESI sulfide type wire coated, iv) Measurement of adsorption iso rms ion sulfide on Fe-Chitosan. Variables studied were compared with initial concentration of adsorption where concentration of residual Fe-Chitosan weight of absorbent is constant. results of AAS analysis, chitosan deacetylation degree 68.65% 97.6844% adsorption capacity of Fe 3+ . From FTIR spectrum, complex Fe-Chitosan is known to occur through stretching vibrations of Fe-N group at 1659,63 cm -1 absorption followed 2007,76 cm -1 while Fe-O group at 426,24 cm -1 absorption. Value measurement of residual sulfide ion adsorption potential use of ESI sulfide coated wire type Nernst factor of 30,12 is obtained, from linear regression equation Y = 30,12 x – 367,2. Through conversion of potential value of -log[S 2- ] (mV/decade) to ppm (mg/L) obtained Fe-chitosan adsorption iso rms of sulfide ions remaining multilayer adsorption occurs. This is shown by Freundlich regression equation Y = x - 4 where R 2 = 1, mean level of linearity curve above 95%. By following model of Freundlich adsorption equilibrium is known iso rms` value of each component of intensity of adsorption (n) = 1, adsorption capacity (Kf) = 10 4 and amount of adsorbate adsorbed (Q e ) = 10000.C e 1/n . Taking into account Fe-Chitosan adsorption iso rms of sulfide ions following Freundlich model can be concluded that performance of Fe-Chitosan adsorbents to sulfide ions occurs through electrostatic interactions that are chemically and can be used as an alternative to eliminate sulfide ions in wastewater.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/661.63/NUR/p/041104782 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 661 Technology of industrial chemicals > 661.6 Sulfur and nitrogen salts |
| Divisions: | Program Pascasarjana > Magister Studi Ketahanan Nasional, Program Pascasarjana |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 28 Nov 2011 13:50 |
| Last Modified: | 28 Nov 2011 13:50 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160102 |
Actions (login required)
 |
View Item |