Sintesis karboksimetil kitosan (KMK) dan aplikasinya sebagai adsorben Cd(II)

HARTAMI, Perwiraga, Dr. Dwi Siswanta, M.Eng

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis karboksimetil kitosan (KMK) dan aplikasinya sebagai adsorben Cd(II). Sintesis KMK dilakukan dengan mereaksikan kitosan dan asam kloroasetat selama 12 jam pada suhu 78 oC. KMK yang terbentuk ditentukan kandungan gugus –COOH-nya dengan menggunakan metode titrasi potensiometri. Padatan hasil sintesis juga dikarakterisasi dengan spektrofotometer infra merah dan scanning electron microscope (SEM). Proses adsorpsi logam Cd(II) dilakukan dengan metode batch adsorption sebagai fungsi pH, waktu kontak, dan variasi konsentrasi ion Cd2+, juga dipelajari adanya pengaruh ion Ni(II). Kajian adsorpsi Cd(II) dilakukan pada konsentrasi awal 100 mg/L, dan pH larutan divariasikan dari 2-8. Jumlah ion Cd(II) yang teradsorpsi ditentukan berdasarkan konsentrasi ion logam sebelum dan sesudah adsorpsi berlangsung menggunakan metode spektroskopi serapan atom. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil karakterisasi KMK dengan FTIR memunculkan puncak baru C=O dari gugus –COOH pada pita serapan 1743 cm-1 yang tidak terdapat pada kitosan. Demikian pula halnya hasil analisis menggunakan SEM, terlihat bahwa pada KMK terbentuk suatu celah atau poripori yang mampu mengadsorp logam Cd(II) lebih banyak dibanding kitosan. Kandungan –COOH yang terbentuk sebesar 37,05 cmol/kg. Adsorpsi optimum Cd(II) pada kitosan dan KMK masing-masing terjadi pada pH-4 dan pH-3 dengan konstanta laju adsorpsi sebesar 1,6 g g-1 min-1 pada kitosan dan 15,6 g g-1 min-1 pada KMK yang mengikuti persamaan kinetika adsorpsi pseudo orde-2. Kapasitas adsorpsi kitosan dan KMK masing-masing adalah sebesar 0,17 mmol/g dan 3,33 mmol/g. Hasil penelitian menunjukkan adanya ion Ni(II) bersamaan dengan logam Cd(II) mempengaruhi kemampuan adsorpsi dari kedua adsorben kitosan dan KMK, dengan pengaruh terbesar teramati pada perbandingan konsentrasi (mol) antara Cd(II):Ni(II) yakni 1:0,5 mol/mol.

The synthesis of carboxymethyl chitosan (CMC) and its application as an adsorbent of Cd(II) has been reported. Synthesis of CMC was performed by reacting chitosan and chloroacetic acid for 12 hours at 78 oC. The CMC was determined by its –COOH group contents using potentiometric titration method. Adsorption process of Cd(II) was conducted in batch adsorption as a function of pH, contact time, and variations in the concentration of Cd2+. The effect of Ni(II) on Cd(II) adsorption was also studied. The product of CMC was characterized by infrared spectrophotometer and scanning electron microscope (SEM). The adsorption of Cd(II) was examined using initial concentration of 100 mg/L and pH was varied from 2-8. Total ion Cd(II) adsorbed was determined by calculating the differences of metal ion concentration before and after adsorption by using atomic absorption spectrometry method. Characterization by FT-IR showed that CMC exhibited a new peak of C=O of –COOH group at 1743 cm-1. Likewise, the analysis using the SEM, showed that the CMC has porous structure that may improve its capacity to adsorp metal Cd(II) than chitosan. The content of –COOH in the synthesized CMC was 37.05 cmol/kg. The optimum adsorption of Cd(II) on chitosan and on CMC occurred at pH-4 and pH-3 with a constant adsorption rate of 1.6 and 15.6 g g-1min-1, respectively. Adsorption kinetic for both adsorbent followed pseudosecond order. Adsorption capacity of chitosan and of CMC were 0.17 and 3.33 mmol/g, respectively. Apparently the presence of Ni(II) was affecting the Cd(II) adsorption capacity of both adsorbents, and the strongest effect was observed in concentration ratio of Cd(II):Ni(II) of 1:0.5 (mol/mol).

Kata Kunci : Kitosan, Asam kloroasetat, KMK, Larutan Cd(II)