Solo, Anna Apriani Maniuk (2018) Pemanfaatan Serat Sabut Lontar (Borassus Flabellifer L) Termodifikasi Asam Sitrat Sebagai Adsorben Untuk Menurunkan Kesadahan Air. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Air sadah merupakan air yang mengandung beberapa ion divalent seperti Ca2+ dan Mg2+ dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat. Menurut Permenkes No.492/MENKES/PER/IV/2010, kesadahan maksimum dalam air baku air minum adalah 500 mg CaCO3/L. Kesadahan air yang tinggi akan menyebabkan beberapa penyakit seperti batu ginjal, gastritis, kanker payudara, anemia, kelemahan jaringan, dan kelainan pada ritme jantung. Metode adsorpsi telah dikembangkan untuk mengatasi kesadahan air yang tinggi dengan memanfaatkan adsorben dari biomassa. Salah satu biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben adalah serat sabut lontar. Serat sabut lontar dapat digunakan sebagai adsorben karena mengandung selulosa yang dapat berikatan dengan ion divalent Ca2+ dan Mg2+ dalam air sadah. Selulosa dapat dimodifikasi untuk meningkatkan jumlah gugus aktif pada permukaan adsorben. Salah satu modifikasi yang dapat dilakukan yaitu melalui reaksi esterifikasi menggunakan asam sitrat. Modifikasi ini menghasilkan ester selulosa sitrat (SSLA) yang dapat menambah gugus aktif OH dan C=O untuk berikatan dengan Ca2+ dan Mg2+. Efisiensi adsorpsi untuk menurunkan kesadahan dipengaruhi oleh karakteristik adsorben yang digunakan dan kondisi adsorpsi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik SSLA yang digunakan sebagai adsorben, menentukan kondisi adsorpsi untuk menurunkan kesadahan secara optimal, dan menentukan efisiensi adsorben untuk menurunkan kesadahan air. SSLN diperoleh dengan mereaksikan selulosa serat sabut lontar dengan larutan NaOH pada konsentrasi 0,5 M. SSLN kemudian direaksikan dengan asam sitrat pada konsentrasi 0,6 M dengan suhu reaksi 120o C selama 90 menit untuk memperoleh adsorben SSLA. Morfologi permukaan adsorben SSLA diamati menggunakan SEM dan gugus fungsi yang tersedia pada permukaan adsorben diamati menggunakan FT-IR. Efisiensi adsorpsi diamati dengan sistem batch pada berbagai waktu kontak (3, 4, 5, 6, 7 dan 9 jam), pH (3, 4, 5, 6, 7 dan 8), dan kesadahan air awal (100, 250, 500, 750, 1000 2000 dan 3000 mg CaCO3/L). Kesadahan air sebelum dan setelah adsorpsi ditentukan secara titrasi kompleksometri menggunakan larutan EDTA Hasil penelitian menunjukan bahwa modifikasi selulosa dengan asam sitrat menghasilkan adsorben dengan permukaan yang halus, tidak berlapis, dan memiliki ukuran (87 μm) yang lebih lebar dari selulosa. Gugus Fungsi yang terdapat dalam adsorben berupa OH dan C=O pada 3406,82 cm-1 dan 1740,43 cm-1 yang terlihat dari hasil FT-IR. Kedua gugus fungsi ini berperan penting dalam proses adsorpsi. Proses adsorpsi dapat dilakukan optimum pada waktu kontak 6 jam dengan pH 6. Adsorben SSLA dapat menurunkan kesadahan hingga konsentrasi kesadahan awal sebesar 3000 mg CaCO3/L. Adsorben SSLA dapat diaplikasikan untuk menurunkan kesadahan pada sampel air dari mata air dan sumur bor yang memiliki rentang pH 6,0 - 6,5 dengan waktu kontak adsorpsi selama 6 jam dengan persen efisiensi penurunan kesadahan air sebesar 52,27+6,48%.
English Abstract
Hardness water is water containing some divalent ions such as Ca2+ and Mg2+ in the form of sulfate, chloride and bicarbonate salts. According to Minister of Health No.492/ MENKES/ PER/ IV/ 2010, the maximum hardness in drinking water is 500 mg/L. High hardness water will cause some toxic diseases such as kidney stones, gastric, breast cancer, anemia, tissue weakness, and abnormalities in the heart rhythm. The adsorption method has been developed to overcome high hardness water in the environment by utilizing adsorbent from biomass. One of biomass that can be used as adsorbent is papyrus fibers. Papyrus fibers can be used as adsorbent because it contains cellulose that can bind to Ca2+ and Mg2+ in the hardeness water. The cellulose can be modified to increase the number of active sites on the surface of adsorbent. One of the modification method that can be done is through esterification reaction using citric acid. This modification produces cellulose citrate esters (SSLA) which has OH and C=O functional groups to bind with Ca2+ and Mg2+. The adsorption capacity is influenced by the characteristic of adsorbent and the adsorption condition. The research aims were to study the characteristics of SSLA that can be used as adsorbent, to determine the adsorption contition for optimally decreasing the water hardness, and to determine the adsorbent eficiency for decreasing the water hardness. SSLN was obtained by reacting cellulose from papyrus fibers with NaOH solution at 0.5 M concentration. Then, SSLN was reacted with 0.6 M citric acid at 120o C for 90 minutes to obtain SSLA adsorbent. The surface morphology of adsorbent was observed by using SEM and the functional groups on the adsorbent surface was characterized using FT-IR. Optimum condition for decreasing water hardness through adsorption was observe by batch system at various contact times (3, 4, 5, 6, 7 and 9 hours), pH (3, 4, 5, 6, 7, and 8), and initial hardness water concentration ( 100, 250, 500, 750, 1000, 2000 and 3000 mg CaCO3/L). The water hardness before and after adsorption could be determined by complexometry titration using EDTA solution. The results showed that modified ester cellulose with citric acid produced a smooth, non-linear adsorbent surface, and had a wider (87μm) cross section of cellulose. The functional groups present in the adsorbents were OH and C=O at 3406.82 cm-1 and 1740.43 cm-1 as seen from the FT-IR spectra. Both of these functional groups play an important role in the adsorption process. Decreasing of the water hardness was optimally occurred during adsorption for 6 hours at pH 6. The adsorbent could decreasing the initial water hardness concentration up to 3000 mg CaCO3/L. SSLA adsorbent had been applied to decrease the water hardness from springs and bore wells water samples that have pH of 6.0-6.5 during 6 hours. At this condition, the water hardness of samples could be decreased up to 52.27+6.48%.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/541.335/SOL/p/2018/041808837 |
| Uncontrolled Keywords: | WATER—PURIFICATION, ABSORPTION |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 541 Physical chemistry > 541.3 Miscellaneous topics in physical chemistry > 541.33 Surface chemistry > 541.335 Adsorption |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Kimia, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 19 Dec 2019 03:45 |
| Last Modified: | 21 Oct 2021 01:42 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/177164 |
Preview |
Text
Anna Apriani Maniuk Solo (2).pdf Download (2MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |