Perkembangan industri tekstil menimbulkan masalah yang serius bagi lingkungan terutama limbah yang dihasilkan. Pembuangan limbah ke perairan tanpa pengolahan terlebih dahulu dapat menyebabkan pencemaran dan dapat terakumulasi dengan ion logam lain yang ada dalam perairan seperti tembaga (Cu2+). Metode elektrodekolorisasi merupakan salah satu metode yang dapat digunakan dalam mengatasi masalah tersebut. Metode elektrodekolorisasi mempuyai kelebihan yaitu waktu proses yang lebih singkat, tidak memberikan pencemaran tambahan terhadap lingkungan.
Mendekolorisasi larutan zat warna remazol black B dan secara simultan mengurangi ion logam tembaga (Cu2+) dalam larutan limbah artifisial dengan elektroda PbO2/Pb dan C/C.
Preparasi Larutan Sampel
Penentuan Potensial Kerja
Elektrodekolorisasi Sampel pada Potensial Terkontrol dengan Variasi Waktu
Hasil
Analisis UV-Vis dan AAS
Gambar 1. Kurva hubungan antara arus dan potensial pada elektrolisis larutan sampel dan blanko dengan elektroda PbO2/Pb
Gambar 2. Kurva hubungan antara arus dan potensial pada elektrolisis larutan sampel dan blanko dengan elektroda C/C
Gambar 3. Kurva absorbansi terhadap waktu pada elektrolisis larutan sampel dengan elektroda PbO2/Pb, potensial 5,5 volt yang diukur pada 600 nm
Gambar 4. Kurva absorbansi terhadap waktu pada elektrolisis larutan sampel dengan elektroda C/C, potensial 6,5 volt yang diukur pada 600 nm
Gambar 5. Kurva hubungan antara waktu dan persentase penurunan absorbansi dalam elektrolisis sampel dengan elektroda PbO2/Pb pada potensial 5,5 volt dan C/C pada potensial 6,5 volt
Gambar 6. Spektra UV - Vis remazol black B
Gambar 7. Spektra UV - Vis campuran remazol black B dan CuSO4.5H2O
Gambar 8. Spektra UV - Vis larutan sampel setelah elektrolisis pada menit ke-240 dengan elektroda PbO2/Pb
Gambar 9. Spektra UV - Vis larutan sampel setelah elektrolisis pada menit ke-240 dengan elektroda C/C
Gambar 10. Spektra UV - Vis larutan sampel setelah elektrolisis selama 6 jam dengan elektroda PbO2/Pb
Gambar 11. Spektra UV -Vis larutan sampel setelah elektrolisis selama 6 jam dengan elektroda C/C
Gambar 12. Kurva penurunan konsentrasi Cu2+ dengan elektroda PbO2/Pb
Gambar 13. Kurva penurunan konsentrasi Cu2+ dengan elektroda C/C
Larutan sampel sebelum dielektrolisis
Larutan sampel setelah dielektrolisis
1. Larutan remazol black B yang mengandung ion logam tembaga (Cu2+) dapat didekolorisasi dengan menggunakan PbO2/Pb dan C/C. 2. Persentase dekolorisasi dengan menggunakan elektroda PbO2/Pb dan C/C yaitu sebesar 97,92 % dan 99,70 %. 3. Elektroda karbon-karbon lebih efektif untuk mengurangi kandungan ion logam Cu2+ yang tercemar dalam larutan remazol black B.
Gambar Rangkaian Alat
Gambar Elektroda PbO2/Pb
Struktur Remazol Black B
Elektroda PbO2/Pb
SAMPEL
BLANKO
SAMPEL
BLANKO
Mekanisme Reaksi1. Pembentukan hole PbO2[ ] + hv PbO2[ ] + h + H2O h+ + ePbO2[.OH] + H (Li. Dkk., 2006)
2. Pembentukan Radikal PbO2[ ] + H2O PbO2[.OH] + R R + [.OH] R. + H+ + ePbO2[.OH] + H+ + ePbO2[ ] + R. + H+ + eCO2 + CO + H2O (Martono & Aisyah, 2000)
energi ikatanJenis ikatan C-S C-N C-C C-O C-H C=C N-H O-H N=N S-O S=O Na-O Energi ikatan (Kj/mol) 259 293 348 358 413 614 391 463 418 323 Potensial (Volt) 2,684 3,037 3,606 3,710 4,281 6,364 4,053 4,799 4,333 3,348 -
Reduksi-Oksidasi PbO2Pb2+ PbO2 + 2e+ 4H+ + 2ePb Pb2+ + 2H2O Pb + 2H2O E0 = -0,1268 Volt E0 = 1,46 Volt E = 1,28 Volt
PbO2 + 4H+ + 4e-
Tabel 1. Data konsentrasi ion logam Cu2+ dalam larutan sampel selama elektrolisis larutan sampel 100 mLNo Keterangan Konsentrasi (ppm)
Elektrolisis dengan Elektroda PbO2/Pb 1. 2. 3. 4. Konsentrasi Cu2+ awal dalam larutan sampel Konsentrasi Cu2+ Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 3 jam sisa elektrolisis selama 4 jam 625 255,4 415 365,5
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam tanpa perlakuan zeolit pasca elektrolisis
5.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan satu kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
303
6.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan dua kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
149
7.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan tiga kali perlakuan zeolit 3 gram pasca elektrolisis
95
8.
Konsentrasi Cu2+ dari rontokan elektroda PbO2/Pb
0,2925
Elektrolisis dengan Elektroda C/C 1. 2. 3. Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 3 jam Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 4 jam Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam tanpa perlakuan zeolit pasca elektrolisis 240 203 180
4.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan satu kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
78
5.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan dua kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
52
6.
Konsentrasi Cu2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan tiga kali perlakuan zeolit 3 gram pasca elektrolisis
21
Tabel 2. Data konsentrasi ion logam Pb2+ dalam larutan sampel selama elektrolisis sampel 100 mL
No
Keterangan
Konsentrasi (ppm)
Elektrolisis dengan Elektroda PbO2/Pb 1. 2. 3. 4. Konsentrasi Pb2+ awal dalam larutan sampel Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 3 jam Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 4 jam Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam tanpa perlakuan zeolit 0 3,81 4,14 4,02
5.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan satu kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
0,87
6.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan dua kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
0,46
7.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan tiga kali perlakuan zeolit 3 gram pasca elektrolisis
0,28
Elektrolisis dengan Elektroda C/C 1. 2. 3. Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 3 jam Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 4 jam 0 0 0
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam tanpa perlakuan zeolit
4.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan satu kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
0
5.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan dua kali perlakuan zeolit 10 gram pasca elektrolisis
0
6.
Konsentrasi Pb2+ sisa elektrolisis selama 6 jam dengan tiga kali perlakuan zeolit 3 gram pasca elektrolisis
0
A. Data Penentuan Potensial Kerja dengan Elektroda PbO2/Pb
Potensial (Volt)
Arus Sampel (Ampere)
Arus Blanko (Ampere)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 0,01 0,05 0,12 0,23 0,38 0,58 0,85 1,12 1,3 1,47 1,6 1,79
0 0 0,04 0,11 0,19 0,27 0,37 0,5 0,61 0,75 0,88 1,04 1,18
B. Data Penentuan Potensial Kerja dengan Elektroda Karbon-karbon
Potensial (Volt)
Arus Sampel (Ampere)
Arus Blanko (Ampere)
0 1 3 6 9 12 15
0 0 0,03 0,21 0,46 0,49 0,96
0 0 0,01 0,14 0,30 0,49 0,76
C. Elektrolisis Larutan Sampel dengan Elektroda PbO2/Pb pada Potensial 5,5 voltPersentase Dekolorisasi Waktu (menit) Absorbansi Warna
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
0,672 0,565 0,514 0,454 0,404 0,351 0,281 0,245 0,208 0,125 0,094 0,090 0,087 0,073 0,069 0,060 0,057 0,014 0,128 0,168 0,192 0,229 0,267 0,342 0,376 0,365 0,265 0,222 0,173 0,097 0,083 0,073 0,058 0,058 0,058 0,058 0,058
0,00 % 15,92 % 23,51 % 32,44 % 39,88 % 47,77 % 58,18 % 63,54 % 69,05 % 81,40 % 86,01 % 86,61 % 87,05 % 89,14 % 89,73 % 91,07 % 91,52 % 97,92 % 80,95 % 75,00 % 71,43 % 65,92 % 60,27 % 49,11 % 44,05 % 45,68 % 60,57 % 66,96 % 74,26 % 85,57 % 87,65 % 89,14 % 91,37 % 91,37 % 91,37 % 91,37 % 91,37 %
Biru Tua Biru Tua Biru Tua Biru Tua Memudar Biru Tua Memudar Biru Biru Merah Muda Merah Muda Kekuningan Kekuningan Kuning Muda Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening
D. Elektrolisis Larutan Sampel dengan Elektroda C/C pada Potensial 6,5 voltPersentase Dekolorisasi Waktu (menit) Absorbansi 0,00 14,43 % 25,45 % 37,50 % 45,09 % 56,55 % 58,63 % 62,05 % 70,98 % 75,15 % 76,93 % 78,27 % 84,67 % 85,12 % 86,90 % 88,39 % 91,07 % 93,01 % 97,77 % 96,58 % 91,82 % 87,20 % 81,70 % 72,47 % 69,64 % 84,67 % 88,39 % 94,94 % 94,94 % 94,94 % 94,94 % 94,94 % 99,70 % 99,70 % 99,70 % 99,70 % 99,70 % Biru Tua Biru Tua Biru Tua Biru Tua Memudar Biru Tua Memudar Biru Biru Merah Muda Merah Muda Kekuningan Kekuningan Kuning Muda Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Bening Warna
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
0,672 0,575 0,501 0,420 0,369 0,292 0,278 0,255 0,195 0,167 0,155 0,146 0,103 0,100 0,088 0,078 0,060 0,047 0,015 0,023 0,055 0,086 0,123 0,185 0,204 0,103 0,078 0,034 0,034 0,034 0,034 0,034 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002
A+B
C+D
Y = 1/2 T c (k/Q) Q = m1.m2/(m1+m2)
hk. hooke 1/2
Y = bilangan Gelombang c = Kec. Cahaya (3.108 m/det) k = tetapan gaya untuk ikatan m = massa dari atom
Penurunan absorbansi pada pH yang semakin asam disebabkan oleh perubahan-perubahan struktur(Bassed, dkk., 1991)
O NaO3SOH2 CH2 C S O HO H2N O NaO3SOH2 CH2 C S O N N SO 3Na NaO 3SOH2CH2C N N SO 3Na NaO 3SOH2CH2C
+ OH
S O
N N HO H2 N
SO3 Na
H+O S O
N
N
SO3 Na
OH NaO3SOH2 CH2C S+ O HO H2 N O NaO 3SOH2 CH2C S O N N SO3 Na N N SO3 Na
1. Preparasi Larutan Remazol Black B yang Mengandung Polutan Ion Logam Tembaga (Cu2+) A. Larutan Remazol Black B 100 ppm 100 mg Remazol Black B Pelarutan dalam akuades hingga volume 1 L Larutan Remazol Black B 100 ppm B. Larutan tembaga1250 ppm 4908,54 mg CuSO45H2O Pelarutan dalam akuades hingga volume 1 L Larutan tembaga 1250 ppm
Back
2.
Penentuan Rentang Potensial Kerja
Larutan sampel + Na2SO4 1,42 g Labu takar 100 mL
Penggojogan sampai homogen Pengelektrolisisan dengan variasi potensial listrik
Data arus pada variasi potensial listrik
Back
3. Elektrodekolorisasi Sampel pada Potensial Terkontrol dengan Variasi Waktu
Larutan Sampel + Na2SO4 1,42 g Gelas beker 150 mL Pengelektrolisisan Setiap 10 menit diukur absorbansi pada panjang gelombang maksimum Penghentian elektrolisis apabila absorbansi mendekati/sama dengan nol, atau nilai absorbansinya tetap HasilAnalisa UV-Vis
Back
