Perpustakaan Digital ITB

Kromium (Cr) merupakan salah satu logam berat yang unsur dan senyawanya banyak digunakan pada industri pelapisan logam, penyamakan kulit, cat dan pengawetan kayu. Cr merupakan salah satu unsur renik yang esensial sekaligus toksik bagi mahluk hidup tergantung pada bentuk kimianya. Cr(VI) memiliki toksisitas lebih tinggi daripada Cr(III). Keberadaan spesi Cr dalam lingkungan khususnya perairan umumnya pada tingkat konsentrasi yang sangat rendah, sehingga dibutuhkan teknik analisis yang sangat sensitif atau metode prakonsentrasi dan pemisahan sebelum pengukuran dengan instrumen analisis. Perbedaan tingkat toksisitas dari spesi kromium, keterbatasan metode analisis renik secara simultan untuk spesi Cr dan proses analisis yang rumit serta matriks yang kompleks menjadi salah satu alasan untuk mengembangkan metode analisis spesi Cr. Metode yang dikembangkan diharapkan memiliki kinerja analitik yang baik dengan peralatan sederhana, murah dan ramah lingkungan. Berbagai strategi dilakukan dalam upaya menemukan dan mengembangkan metode spesiasi Cr, diantaranya adalah pemanfaatan material fungsional sebagai adsorben pada sistem FIA melalui modifikasi bahan alam ataupun dengan cara sintesis. Bentonit merupakan salah satu potensi bahan alam Indonesia yang memiliki kandungan montmorillonit yang tinggi, struktur berlapis, berpori, stabilitas mekanik dan kimia yang baik, luas permukaan yang besar dan kemampuan pertukaran kation yang tinggi. Material ini belum dimanfaatkan secara optimal sehingga mendorong upaya-upaya pemanfaatan dari bentonit diantaranya sebagai material adsorben. Namun, kemampuan bentonit untuk mengadsorpsi anion sangat rendah serta situs aktif tidak seragam. Oleh karena itu diperlukan modifikasi agar dapat meretensi baik Cr(III) maupun Cr(VI) secara simultan. Pengembangan material fungsional diawali dengan memodifikasi bentonit menggunakan tiga jenis surfaktan kationik yang memiliki panjang rantai karbon berbeda yakni, tetra metil amonium bromida (TMAB), desil trimetil amonium bromida (DTAB) dan cetyl trimetil amonium bromida (CTAB) dan kitosan sebagai modifier. Keberhasilan proses modifikasi ditunjukkan dengan perbedaan hasil karakterisasi material sebelum dan sesudah dimodifikasi menggunakan berbagai metode seperti: spektrofotometri inframerah (FTIR), difraksi sinar-X (XRD), scanning electron microscope (SEM), potensial zeta dan termogravimetri (TGA). Evaluasi kinerja adsorben dalam meretensi spesi Cr dipelajari dengan metode batch dan dinamik (kolom) melalui optimasi beberapa parameter, sedangkan penentuan jumlah spesi kromium dalam air dilakukan dengan metode spektrofotometri serapan atom (AAS). Proses modifikasi mampu meningkatkan kapasitas retensi bentonit terhadap spesi Cr dan dipengaruhi oleh jenis dan jumlah modifier yang digunakan. Penggunaan modifer CTAB dan kitosan secara bersama-sama menunjukkan efek sinergis. Hasil modifikasi bentonit (Bt-MCCs) selanjutnya digunakan sebagai material adsorben terseleksi dan parameter adsorpsi teroptimasi digunakan dalam pengembangan teknik FIA dengan AAS sebagai detektor selektif unsur. Jumlah Cr(III) dan Cr(VI) yang teradsorpsi pada Bt-MCCs sangat dipengaruhi oleh pH dan jenis spesi Cr. Dari hasil yang diperoleh, ditemukan bahwa pH optimum untuk adsorpsi Cr(III) terjadi pada pH-5 dan Cr(VI) pada pH-3. Bt-MCCs dapat digunakan untuk pemisahan selektif spesi Cr dan juga sekaligus memungkinkan untuk digunakan mengadsorpsi spesi Cr dari larutan air secara simultan. Pemisahan selektif spesi Cr dapat dilakukan jika larutan dikondisikan pada pH 2 dimana Cr(VI) akan teretensi jauh lebih besar dibanding Cr(III). Untuk adsorpsi simultan Cr(III) dan Cr(VI) dapat dilakukan pada kondisi pH 5 dimana kedua spesi ini akan teradsorpsi hingga 98 %. Kapasitas retensi metode batch terhadap spesi Cr lebih besar dibanding metode alir yaitu (16,98/3,13 mg/g) untuk Cr(III) dan (15,38/2,25 mg/g) untuk Cr(VI). Isoterm adsorpsi mengikuti model isoterm Langmuir dan Freundlich. Berdasarkan nilai (n) yang diperoleh pada isoterm Freundlich dan nilai (RL) yang diperoleh dari isoterm Langmuir mengindikasikan bahwa proses adsorpsi spesi Cr cenderung disukai sedangkan kinetika adsorpsi mengikuti model kinetika orde pseudo-dua. Teknik FIA-AAS yang dikembangkan pada penelitian ini secara umum bertujuan untuk mengembangkan dan mengevaluasi penggunaan material fungsional bentonit termodifikasi (Bt-MCCs) sebagai adsorben pada teknik FIA untuk pemisahan, prakonsentrasi dan analisis renik spesi kromium. Sinyal detektor berupa nilai absorban selanjutnya diolah dengan menggunakan perangkat lunak PowerChrom dan Origin 8.5 untuk menghasilkan fiagram berupa aluran antara tinggi sinyal terhadap waktu. Pemisahan, prakonsentrasi dan analisis renik spesi Cr dalam sampel air telah berhasil dilakukan menggunakan mini kolom Bt-MCCs pada sistem FIA yang diintegrasikan secara langsung (online) dengan AAS. Pada kondisi pengukuran yang optimum digunakan carrier pH-5, laju alir 2 mL/menit, massa adsorben 0,2 g dan panjang kolom 5 cm dengan eluen amonia 0,5M dan asam nitrat 2M masing-masing 0,5 mL serta volume sampel 1 mL telah diperoleh hasil pengukuran dengan kinerja analitik yang baik. Kinerja analitik dari metode yang dikembangkan menunjukkan kebolehulangan (%KV), kelinieran (R2), limit deteksi dan akurasi (%Recovery) untuk analisis Cr(III) berturut-turut 1,78%; 0,9975 pada rentang konsentrasi 50 - 500 µg/L; 2,76 µg/L serta 98,84% sedangkan untuk Cr(VI) berturut-turut 0,60%; 0,9926 pada rentang konsentrasi 50–500 µg/L; 2,42 µg/L dan 100,73%. Kinerja FIA yang ditunjukkan oleh faktor pengayaan, efisiensi konsentrasi dan indeks konsumtif berturut-turut adalah 10 kali, 12 jam-1 dan 12 mL. Hasil analisis konsentrasi spesi Cr dalam sampel air sungai Cidurian, Bandung, Jawa Barat, Indonesia adalah 38,67 µg/L untuk Cr(III) dan 27,33 µg/L untuk Cr(VI), dengan persen perolehan kembali sebesar 98,84% untuk Cr(III) dan 100,73% untuk Cr(VI). Hasil ini menunjukkan bahwa efek matriks tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap analisis spesi Cr, sehingga dapat disimpulkan bahwa teknik analisis yang dikembangkan ini telah berhasil dan dapat digunakan untuk spesiasi senyawa kromium dalam sampel air. Teknik pemisahan yang sekaligus mampu melakukan prakonsentrasi serta dapat menyederhanakan matriks sampel seperti yang dikembangkan pada penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam analisis spesiasi Cr. Keunggulan utama dari teknik ini adalah peralatan lebih sederhana sehingga dapat dilaksanakan di kebanyakan laboratorium yang ada di Indonesia, waktu analisis relatif singkat, mudah diautomasi, volume sampel yang sedikit dan mudah digabungkan dengan berbagai teknik deteksi, dan biaya analisis lebih murah.