Belajar Mengenal Adsorpsi Timbal (Pb)



Logam  berat  adalah  jenis  polutan  yang  paling  banyak  ditemukan  pada berbagai  perairan  limbah  industri.  Perairan  limbah  industri  yang  mengandung konsentrasi  logam  berat  rendah  hingga  tinggi  sering  ditemukan  pada  industri pertambangan,  penyepuhan  logam,  pembuatan  baterai,  pupuk,  kimia,  farmasi, elektronik,  tekstil,  dan  banyak  yang  lain.  Keberadaan  logam  berat  tersebut  di perairan  limbah  industri  sangat  berbahaya  bagi  kehidupan  manusia  dan  makhluk hidup  lainnya,  karena  sangat  beracun  dan  tidak  dapat  terbiodegradasi,  sehingga sangat perlu untuk dihilangkan dari limbah industri untuk memperoleh perairan yang memenuhi  standar  kualitas  lingkungan.  Dengan  demikian,  sangat  perlu dikembangkan  teknologi  untuk  mengontrol  konsentrasi  logam ini  dalam  perairan limbah industri.

Logam dapat membahayakan bagi kehidupan manusia jika konsentrasi melebihi batas ambang yang diijinkan. Air limbah dari perindustrian dan pertambangan merupakan sumber utama polutan logam berat. Namun  demikian, meskipun  konsentrasinya belum  melebihi batas ambang, keberadaan logam berat telah diketahui bersifat akumulatif dalam sistem  biologis. Logam beracun yang penting adalah Cd, Zn, Pb, dan Ni. Memimpin menyebabkan banyak gangguan serius seperti, anemia, penyakit ginjal, gangguan saraf, dan bahkan kematian, kepala daftar elemen beracun 2008 (Karthika dkk., 2010).

Berbagai metoda telah dikembangkan untuk memisahkan logam berat dari air limbah, antara lain meliputi metoda pengendapan kimia, filtrasi mekanik, penukar ion, elektrodeposisi, oksidasi reduksi, sistem membran, dan adsorpsi fisik. Namun masing-masing metoda tersebut secara inheren mempunyai kelebihan dan keterbatasan.  Beberapa  metode penghapusan logam berat yang biasa digunakan seperti, filtrasi membran (reverse osmosis), kimia curah hujan, electro dialisis, proses elektrolit, biologis penyerapan dan adsorpsi . Dalam beberapa tahun terakhir teknik adsorpsi untuk pengolahan air limbah telah menjadi lebih populer dengan efisiensi mereka dalam penghapusan polutan, terutama ion-ion logam berat. Adsorpsi memiliki keunggulan dibandingkan metode lain untuk remediasi logam berat dari air limbah karena desainnya sederhana dan bebas Lumpur dan memiliki nilai ekonomis yang sangat rendah.

Metode adsorpsi telah terbukti efektif untuk mengurangi konsentrasi logam di  perairan  seperti  yang  dilaporkan  oleh  berbagai  penelitian,  diantaranya  melalui penggunaan berbagai  adsorben seperti  zeolit  (Barros  dkk.,  2003),  arang  (Dianati-Tilaki  dan  Mahmood,  2004),  abu  layang  (Li  dkk.,  2002),  dan  berbagai  sampah pertanian  seperti  kulit  jagung (Igwe  dkk.,  2005)  atau  kulit  singkong  (Abia  dkk., 2003).  Penggunaan  adsorben  alami  yang  murah  dan  berlimpah  tentu  sangat menguntungkan, akan tetapi untuk mengetahui senyawa aktif yang berfungsi sebagai adsorben  dari  bahan-bahan  tersebut  bukanlah  pekerjaan yang  mudah,  hal  ini  dapat menyulitkan  dalam  menjelaskan  fenomena  adsorpsi  yang  terjadi.  Oleh  karena  itu perlu dicari adsorben lain yang strukturnya diketahui dengan pasti, dan hal ini dapat diperoleh dari hasil sintesis.

            Logam Berat Timbal (Pb)
Timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan nama timah hitam. Dalam bahasa ilmiahnya dinamakan Plumbum, dan logam ini disimbolkan dengan Pb. Logam ini termasuk kedalam kelompok logam-logam golongan IV-A pada tabel periodik unsur kimia. Mempunyai unsur atom (NA)82 dengan bobot atau berat atom (BA)207,2. Timbal merupakan bahan alami yang terdapat dalam kerak bumi. Timbal sering kali digunakan dalam industri kimia seperti pembuatan baterai, industri pembuatan kabel listrik dan industri pewarnaan pada cat.

Berikut beberapa sifat logam Pb:
a. Merupakan   logam   yang   lunak,   sehingga   dapat   dipotong   dengan menggunakan pisau atau tangan dan dapat dibentuk dengan mudah.
b. Tahan   terhadap   korosi   atau   karat,   sehingga   logam   timbal   sering digunakan sebagai coating
c. Titik lebur rendah, hanya 327,5 derajat C.
d. Merupakan penghantar listrik yang tidak baik.
e.  Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-logam biasa, kecuali emas dan mercuri

Efek Pb terhadap kesehatan terutama terhadap sistem  haemotopoetic (sistem   pembentukan   darah),   adalah   menghambat   sintesis   hemoglobin   dan memperpendek umur sel darah merah sehingga akan menyebabkan anemia. Pb juga menyebabkan gangguan metabolisme Fe dan sintesis globin dalam sel darah merah dan menghambat aktivitas berbagai enzim yang diperlukan untuk sintesis heme. Anak yang terpapar Pb akan mengalami degradasi kecerdasan alias idiot. Pada orang dewasa Pb mengurangi kesuburan, bahkan menyebabkan kemandulan atau keguguran pada wanita hamil, kalaupun tidak keguguran, sel otak tidak bisa berkembang.  Dampak Pb pada ibu hamil selain berpengaruh pada ibu  juga pada embrio/ janin yang dikandungnya. Selain penyakit yang diderita ibu sangat menentukan kualitas janin dan bayi yang akan dilahirkan juga   bahan   kimia   atau   obat-obatan,   misalnya   keracunan   Pb   organik   dapat meningkatkan angka keguguran, kelahiran mati atau kelahiran prematur. Selain memiliki dampak bagi kesehatan Pb juga dimanfaatkan dalam berbagai macam keperluan sehari-hari, berikut adalah kegunaan Pb:
a. Digunakan dalam pembuatan kabel telepon
b. Digunakan dalam baterai
c. Sebagai pewarnaan cat
d. Sebagai pengkilapan keramik dan bahan anti api
e. Sebagai aditive untuk bahan bakar kendaraan

            Adsorpsi
Adsorpsi adalah pengumpulan dari adsorbat diatas permukaan adsorben, sedang absorpsi adalah penyerapan dari adsorbat kedalam adsorben dimana disebut dengan fenomena sorption. Materi atau partikel yang diadsorpsi disebut adsorbat, sedang bahan yang berfungsi sebagai pengadsorpsi disebut adsorben.
Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika (disebabkan oleh gaya Van Der Waals (penyebab terjadinya kondensasi gas untuk membentuk cairan) yang ada pada permukaan adsorbens) dan adsorpsi kimia (terjadi reaksi antara zat yang diserap dengan adsorben, banyaknya zat yang teradsorbsi tergantung pada sifat khas zat padatnya yang merupakan fungsi tekanan dan suhu)
a.       Adsorpsi fisika
Berhubungan dengan gaya Van der Waals. Apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. Adsorpsi ini mirip dengan proses kondensasi dan biasanya terjadi pada temperatur rendah pada proses ini gaya yang menahan molekul fluida pada permukaan solid relatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi molekul pada fase cair (gaya van der waals) mempunyai derajat yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair, yaitu sekitar 2.19-21.9 kg/mol. Keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat reversibel.
b.      Adsorpsi Kimia
Yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih besar daripada Adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorbent akan terbentuk suatu lapisan atau layer, dimana terbentuknya lapisan tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh batuan adsorbent sehingga efektifitasnya berkurang.
           
      Kinetika Adsorpsi
Seperti halnya kinetika kimia, kinetika adsorpsi juga berhubungan dengan laju reaksi. Hanya saja, kinetika adsorpsi lebih khusus, yang hanya membahas sifat penting dari permukaan zat. Kinetika adsorpsi yaitu laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben dalam suatu jangka waktu tertentu. Kinetika adsorpsi suatu zat dapat diketahui dengan mengukur perubahan konsentrasi zat teradsorpsi tersebut, dan menganalisis nilai k (berupa slope/kemiringan) serta memplotkannya pada grafik. Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh kecepatan adsorpsi. Kecepatan adsorpsi dapat didefinisikan sebagai banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan waktu. Kecepatan atau besar kecilnya adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya :
·         Macam adsorben
·         Macam zat yang diadsorpsi (adsorbate)
·         Luas permukaan adsorben
·         Konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate)
·         Temperatur

            Adsorben
Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik, hanya menyerap zat tertentu. Dalam memilih jenis adsorben pada proses adsorpsi, disesuaikan dengan sifat dan keadaan zat yang akan diadsorpsi. Adsorben yang paling banyak dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan adalah arang. Karbon aktif yang merupakan contoh dari adsorpsi, yang biasanya dibuat dengan cara membakar tempurung kelapa atau kayu dengan persediaan udara (oksigen) yang terbatas. Tiap partikel adsorben dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik menarik. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk menghilangkan zat-zat warna dalam larutan. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut atau pelarut sangat mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat.

DAFTAR PUSTAKA
Abia,  A.A.,  Horsfall,  M.  Jr.  dan  Didi,  O.,  2003, “The Use of Chemically Modified and  Unmodified Cassava Waste for The Removal of Cd, Cu, and Zn Ions from Aqueous Solution”, Bioresource Tech., 90,3,345-348.
Barros,  M.A.S.D.,  Zola,  A.S.,  Arroyo,  P.  A.,  Sousa-Agular,  E.  F.  dan  Tavares, C.R.G., 2003,“Binary Ion Exchange of Metal Ions in Y dan X Zeolites”, Braz. J. Chem. Eng., 20, 4.
C.  Karthika, N. Vinnilamani, S. Pattabhi and M. Seka r, Utilization of Sago Waste as an Adsorbent for the Removal of Pb(II) from Aqueous Solution: Kinetics and Isotherm Studies. International Journal of Engineering Science and Technology . 2010,  2 (6): 1867–1879.
Dianati-Tilaki, R.A. dan Mahmood, S., 2004,”Study on Removal of Cadmium from Water by Adsorption on GAC, BAC, and Biofilter”, Pak. J. Biol. Sci. ,7,5, 865-869.
Igwe, J.C., Ogunewe, D.N. dan Abia, A.A., 2005,”Competitive Adsorption of Zn(II), Cd(II),  and  Pb(II)  Ions  from  Aqueous  and  Non-Aqueous  Solution  by  Maize Cob and Husk”, Afr. J. Biotechnol, 10, 4,1113-1116.
Li, Z., Sun, X., Lou, J. dan Hwang, J.Y., 2002, “Unburned Carbon from Fly Ash for Mercury Adsorption: II. Adsorption Isotherms and Mechanisms”, J.  Min. & Mat. Char. & Eng., 2,1, 79-96.

0 Response to "Belajar Mengenal Adsorpsi Timbal (Pb)"

Post a Comment

Lifestyle, Passion and Habit