I_Nyoman_Suardana

8/7/2019 I_Nyoman_Suardana

1/17

Jurnal Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora 2(1), 17-33

OPTIMALISASI DAYA ADSORPSI ZEOLITTERHADAP ION KROMIUM (III)

I Nyoman SuardanaJurusan Pendidikan Kimia FMIPA Undiksha

Abstrak

Ion-ion logam berat bersifat toksik dan umumnya sebagai polutanutama bagi lingkungan. Ion-ion logam berat seperti ion-ion kromium(III) atau Cr 3+ dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hatidan ginjal. Penanganan limbah yang mengandung ion-ion logam beratkhususnya ion-ion Cr 3+ telah banyak dilakukan dan perludikembangkan. Pada penelitian ini dilakukan adsorpsi ion Cr 3+ olehzeolit. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen. Subjek penelitian adalah zeolit dan objek penelitian adalah pengaruhtemperatur aktivasi terhadap daya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+,temperatur aktivasi zeolit yang efektif dalam mengadsorpsi ion Cr 3+,pola isoterm adsorpsi zeolit terhadap ion Cr 3+, dan daya adsorpsimaksimum dari zeolit terhadap ion Cr 3+. Penelitian ini dilakukandalam dua tahap, yaitu persiapan dan pelaksanaan penelitian. Tahappersiapan meliputi penyiapan alat-alat, bahan-bahan dan sampelpenelitian. Tahap pelaksanaan diawali dengan melakukanpembubukan zeolit dan sebagian zeolit diaktivasi dengan variasi suhu100, 200 dan 300 oC, selanjutnya digunakan sebagai adsorben ion-ionCr 3+. Pengukuran konsentrasi ion Cr 3+ dilakukan dengan AAS padapanjang gelombang 357,74 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa(1) aktivasi zeolit secara fisis dapat meningkatkan daya adsorpsizeolit pada ion Cr 3+, namun perubahan temperatur aktivasi dari 100sampai 300 oC tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap

daya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+

; (2) temperatur aktivasi zeolit yangefektif dalam mengadsorpsi ion Cr 3+ adalah 100 oC; (3) adsorpsi zeolityang tidak teraktivasi tidak mengikuti pola isoterm adsorpsiFreundlich maupun Langmuir, tetapi adsorpsi zeolit yang teraktivasisecara fisis terhadap ion Cr 3+ mengikuti pola isoterm adsorpsiLangmuir; dan (4) daya adsorpsi maksimum zeolit yang teraktivasisecara fisis terhadap ion Cr 3+ adalah sebesar 2,7061 mg/g

Kata-kata kunci : adsorpsi, zeolit, aktivasi secar fisis, ion Cr 3+

17JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, April 2008


2/17


Abstract

The heavy metal ion are toxic and they are as main pollutant for environmental. The heavy metal ions like Cr 3+ ions can cause lungcancer, damage of liver and kigney. The overcome of waste whichcontain heavy metal ions like Cr 3+ ion had been done and needed tobe developed. In this research was done adsorption Cr 3+ ion byzeolite. This was an experimental research. The subject of research iszeolit and the object of this research are the temperature influence tozeolite adsorption ability, the effective temperature of zeoliteactivation in adsortion of Cr 3+ ion, pattern of zeolite adsorptionisoterm to Cr 3+ ions, and maximum adsorption ability of zeolit to Cr 3+ ion. This research was done in two steps, that were preparation andexperimental work steps. The preparation step involved preparationof equipments, chemicals, and samples. The experimental work wasbegun with doing zeolite powder and a part of this powder wasactivated by temperature variation in 100, 200 and 300 oC,furthermore used as adsorpben of Cr 3+ ions. Mesurement of Cr 3+ ionsconcentration used AAS in 357,74 nm wave length. The resultshowed that (1) zeolite activated physically could improve zeoliteadsorption ability to Cr 3+ ion, but the change of activationtemperature from 100 to 300 oC is not significantly influence zeoliteadsorption ability to Cr 3+ ion, (2) activation temperature of zeolite inadsorption Cr 3+ ion was 100 oC, (3) un activated zeolite does notfollow adsorption isotherm of Freundlich and Langmuir patterns, butactivated zeolite followed adsorption isotherm of Langmuir pattern toCr 3+ ions, and (4) maximum adsorption ability of activated zeolitephysically to Cr 3+ ion was 2,7061 mg/g.

Key words : adsorption, zeolite, activation physically, Cr 3+ ion

PendahuluanPerkembangan dunia industri banyak memberikan dampak terhadap

kehidupan manusia, baik yang positif maupun negatif. Dampak negatifnyaadalah dihasilkannya bahan-bahan pencemar yang mengganggu lingkungan.Bahan pencemar yang sering menjadi perhatian adalah ion-ion logam berat. Halini disebabkan ion-ion ini bersifat toksik meskipun pada konsentrasi yangrendah (ppm) dan umumnya sebagai polutan utama bagi lingkungan. Ion-ionlogam berat seperti ion-ion kromium (III) atau Cr 3+ dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati dan ginjal serta dapat menyebabkan iritasi pada kulit



3/17


(Imamkhasani, 2001) dan mempunyai sifat mudah terakumulasi, yaitu apabilaion-ion ini ada dalam tubuh mahkluk hidup akan mengalami penumpukan danpada konsentrasi tertentu dapat menimbulkan keracunan. Menurut KepmenkesRepublik Indonesia (2002), nilai ambang ion Cr 3+ dalam air adalah 0,05 ppm.Dengan demikian, keberadaan ion Cr 3+ dalam air harus diupayakan agar tidak melebihi nilai ambang yang diperbolehkan.

Usaha-usaha penanganan limbah yang mengandung ion-ion logam beratkhususnya ion-ion Cr 3+ telah banyak dilakukan dan perlu dikembangkan.Pendekatan yang telah banyak dilakukan untuk mengatasi hal tersebut adalah

melalui imobilisasi dengan teknik pengendapan, pertukaran ion maupunmenggunakan adsorben (zat penyerap). Metode-metode yang telahdikembangkan pada umumnya mempunyai efektivitas yang masih rendah.Penelitian untuk menemukan metode penanganan limbah ion-ion logam beratkhususnya ion-ion Cr 3+ yang memiliki efektivitas tinggi perlu dikembangkan.

Zeolit merupakan material berpori yang pengguannya sangat luas.Kegunaan zeolit didasarkan atas kemampuannya melakukan pertukaran ion ( ionexcangher ), adsorpsi ( adsorption ) dan katalisator ( catalyst ). Zeolit memilikibentuk kristal yang sangat teratur dengan rongga yang saling berhubungan kesegala arah yang menyebabkan luas permukaan zeolit sangat besar sehinggasangat baik digunakan sebagai adsorben (Sutarti dan Rachmawati, 1994).

Peningkatan daya guna atau optimalisasi zeolit sebagai adsorben dapatdilakukan melalui aktivasi secara fisis maupun kimia (Priatna, et.al., 1985).Proses aktivasi secara fisis dilakukan dengan pemanasan (kalsinasi). Pemanasanini bertujuan untuk menguapkan air yang terparangkap dalam pori-pori kristalzeolit sehingga jumlah pori dan luas permukaan spesifiknya bertambah(Suyartono dan Husaini, 1991). Aktivasi secara kimia dapat dilakukan denganmenggunakan larutan asam klorida atau asam sulfat yang bertujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengganggu dan menatakembali letak atom yang dapat dipertukarkan (Suyartono dan Husaini, 1991).

Adsorpsi suatu zat pada permukaan adsorben bergantung pada beberapafaktor dan memiliki pola isoterm adsorpsi tertentu. Untuk proses adsorpsi yangterjadi dalam larutan, jumlah zat yang teradsorpsi bergantung pada : (1) jenisadsorben, (2) jenis adsorbat atau zat yang teradsorpsi, (3) luas permukaanadsorben, (4) konsentrasi zat terlarut, dan (5) temperatur. Terdapat tiga polaisoterm adsorpsi, yaitu isoterm adsorpsi Freundlich, Lamngmuir, dan BET(Brunauer, Emmet dan Teller). Adsorpsi molekul atau ion pada permukaanpadatan umumnya terbatas pada lapisan satu molekul (monolayer ). Dengandemikian adsorpsi tersebut biasanya mengikuti persamaan adsorpsi Freundlich



4/17


dan atau Langmuir. Menurut hasil penelitian Rumiati (2007), adsorpsi ion Cr 3+

oleh abu sekam padi varietas IR 64 mengikuti pola isoterm adsorpsi Langmuir.Menurut Fatria (2006), adsorpsi ion Cr 3+ oleh serbuk gergaji kayu kamper jugasesuai dengan pola isoterm adsorpsi Langmuir. Menurut Mawardi (2000),adsorpsi ion Pb 2+ oleh dedak padi sesuai dengan pola isoterm adsorpsiLangmuir. Menurut Redhana (1994), adsorpsi amoniak dalam larutan air olehkarbon aktif sesuai dengan pola isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir.

Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh temperatur aktivasi terhadapdaya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+, penentuan temparatur aktivasi zeolit yang

efektif, pola isoterm adsorpsi zeolit terhadap ion Cr 3+, dan daya adsorpsimaksimum dari zeolit terhadap ion Cr 3+. Dari penelitian yang dilakukandiharapkan bahwa optimalisasi zeolit yang teraktivasi secara fisis (melaluipemanasan) dapat diperoleh zeolit yang memiliki daya adsorpsi yang tinggi,sehingga nantinya dapat dikembangkan lebih lanjut dalam upaya penyediaanadsorben untuk menanggulangi ion-ion logam berat khusunya ion-ion Cr 3+ baik dalam skala laboratorium maupun dalam skala industri.

MetodeMetode yang digunakan untuk memperoleh data dalam penelitian ini

adalah metode eksperimen yang meliputi tahap persiapan dan pelaksanaanpenelitian. Tahap persiapan meliputi penyiapan alat-alat, bahan-bahan dansampel penelitian. Pada tahap pelaksanaan diawali dengan melakukanpembubukan dan aktivasi zeolit dengan variasi suhu 100, 200 dan 300 oC,selanjutnya digunakan sebagai adsorben ion-ion Cr 3+. Pengukuran konsentrasiion Cr 3+ dilakukan dengan menggunakan AAS pada panjang gelombang 357,74nm.

Subjek dalam penelitian ini adalah zeolit. Sedangkan objeknya adalahpengaruh temperatur aktivasi terhadap daya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+,temperatur aktivasi zeolit yang efektif dalam mengadsorpsi ion Cr 3+, polaisoterm adsorpsi zeolit terhadap ion Cr 3+, dan daya adsorpsi maksimum darizeolit terhadap ion Cr 3+.

Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini meliputi seperangkat alatgelas, ayakan 100 mesh, tungku, penggerus, eksikator, kertas saring, pompavakum, dan spektrofotometer serapan atom (AAS) model AA-6300. Sedangkanbahan-bahan yang diperlukan adalah zeolit alam (zioda), CrCl 3.6H 2O, danaquades.

Zeolit dalam bentuk kerikil dicuci dengan aquades, dikeringkan, digilingdan diayak menggunakan ayakan 100 mesh. Selanjutnya dibagi menjadi dua



5/17


bagian, satu bagian diuji secara langsung daya adsorpsinya terhadap ion Cr 3+ dan bagian kedua diaktivasi dengan pemanasan dalam tungku pada suhu 100,200, dan 300 oC selama 2 jam, selanjutnya didinginkan dalam eksikator dan diujidaya adsorsinya terhadap ion Cr 3+.

Sebelum dilakukan uji daya adsorpsi zeolit dilakukan pembuatan kurvakalibrasi untuk mengetahui hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi ionCr 3+. Pembuatan kurva kalibrasi dilakukan sebagai berikut. Pertama-tama dibuatlarutan yang mengandung ion Cr 3+ dengan konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppm.Selanjutnya dilakukan pengukuran absorbansinya dengan AAS dan dibuat

kurva kalibrasinya.Uji daya adsorpsi zeolit yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi pada

suhu 100, 200, dan 300 oC selama 2 jam dilakukan dengan cara sebagai berikut.Mula-mula disiapkan 16 buah labu erlenmeyer 100 mL dan dibagi menjadiempat bagian. Ke dalam 4 buah labu erlenmeyer pertama diisi masing-masing0,5 gram zeolit, yang tidak diaktivasi, selanjutnya ditambahkan berturut-turut50 mL larutan Cr 3+ 20 ppm, 40 ppm, 60 ppm, dan 80 ppm. Ke empat campurandi atas dikocok selama 1 jam dan dibiarkan pada suhu kamar sampai 24 jam,selanjutnya disaring. Filtrat yang diperoleh diencerkan sepuluh kali dandianalisis menggunakan spektrofotometer serapan atom (AAS) pada panjanggelombang 357,74 nm. Hal yang sama juga dilakukan untuk zeolit yangdiaktivasi pada suhu 100, 200, dan 300 oC.

Dari pengukuran dengan menggunakan AAS, diperoleh data absorbansidan konsentrasi ion Cr 3+ setimbang. Konsentrasi ion Cr 3+ yang diadsorpsidihitung dengan cara mengurangkan konsentrasi ion Cr 3+ awal dengankonsentrasi ion Cr 3+ setimbang. Konsentrasi ion Cr 3+ yang teradsorpsi (dalamppm) dikonversi menjadi massa yang diadsorpsi (dalam gram) yang dihitungdengan persamaan sebagai berikut.

x = v. .cadsorpsi

dengan x = massa ion Cr 3+ yang teradsorpsi (dalam gram), v = volume larutan(dalam mL), = massa jenis larutan (dalam gram/mL), dan c = konsentrasi(dalam ppm).Dalam larutan yang sangat encer, massa jenis larutan mendekati massa jenis air yaitu sama dengan 1 gram/mL (Agus, 1974).

Data jumlah ion Cr 3+ yang teradsorpsi pada masing-masing konsentrasioleh zeolit yang diaktivasi pada temperatur 100, 200, dan 300 oC disajikandalam bentuk tabel dan selanjutnya dianalisis secara deskriptif untuk mengambarkan pangaruh temperatur aktivasi zeolit terhadap daya adsorpsi



6/17


zeolit pada ion Cr 3+ dan menentukan temparatur aktivasi zeolit yang efektif dalam mengadsorpsi ion Cr 3+. Sedangkan jumlah ion Cr 3+ yang teradsorpsi olehzeolit yang tidak diaktivasi digunakan sebagai pembanding.

Untuk mengetahui pola isoterm adsorpsi ion Cr 3+ oleh zeolit (baik yangtidak diaktivasi maupun yang diaktivasi pada suhu 100, 200, dan 300 oC)dilakukan uji terhadap pola isoterm Freundlich dan Langmuir. Pengujian polaisoterm adsorpsi Freundlich dilakukan dengan pembuatan kurva log (x/m)terhadap log c. Sedangkan pengujian pola isoterm adsorpsi Langmuir dilakukandengan pembuatan kurva c/(x/m) terhadap c. Pola adsorpsi ditentukan dengan

cara membandingkan tingkat kelinieran kurva yang ditunjukkan oleh harga R 2.Harga R 2 yang dapat diterima adalah 0,95 atau 95%.

Daya adsorpsi yang maksimum zeolit (baik yang tidak diaktivasimaupun yang diaktivasi pada suhu 100, 200, dan 300 oC) terhadap ion-ion Cr 3+ hanya dapat ditentukan apabila pola isoterm adsopsinya mengikuti pola isotermLangmuir. Daya adsorpsi maksimum ditentukan dari harga 1/(x/m) maks yangdiperoleh dari slope (kemiringan garis) pada kurva c/(x/m) terhadap c padapengujian pola isoterm adsorpsi Langmuir.

Hasil1.

Pengaruh Temparatur Aktivasi Terhadap Daya Adsorpsi Zeolitpada Ion Cr 3+ dan Temperatur Aktivasi Zeolit yang Efektif

Data pengaruh temperatur aktivasi terhadap daya adsorpsi zeolit padaion Cr 3+ (jumlah ion Cr 3+ yang teradsorpsi) pada beberapa konsentrasi disajikanpada Tabel 1.

Tabel 1Pengaruh Temparatur Aktivasi Terhadap Daya Adsorpsi Zeolit pada Ion

Cr 3+ pada Beberapa Konsentrasi Ion Cr 3+ Mula-mula

No Temperatur Aktivasi ( oC)

[Cr 3+]mula-mula

(ppm)

[Cr 3+]setimbang, c,

(ppm)

[Cr 3+]teradsorpsi

(ppm)

x/m(g/g)

(1) (2) (3) (4) (5) (6)20 6,497 13,503 0,001350340 23,341 16,659 0,001665960 39,523 20,477 0,0020477

1 Tidak diaktivasi

80 52,531 27,469 0,0027469



7/17


(1) (2) (3) (4) (5) (6)

20 5,144 14,856 0,001485640 22,385 17,615 0,001761560 38,303 21,697 0,0021697

2 100

80 54,559 25,441 0,002544120 5,409 14,591 0,001459140 22,400 17,600 0,001760060 37,627 22,373 0,0022373

3 200

80 56,147 23,853 0,002385320 4,571 15,429 0,001542940 22,282 17,718 0,001771860 39,097 20,903 0,0020903

4 300

80 55,000 25,000 0,0025000Keterangan: Temperatur zeolit yang tidak diaktivasi adalah 28 oC;

x/m = massa ion Cr 3+ yang teradsorpsi oleh setiap gram massazeolit (contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 3)

Data pada Tabel 1 dapat disusun kembali untuk lebih memperjelaskanhubungan antara pengaruh temperatur terhadap daya adsorpsi zeolit (jumlah ionCr 3+ yang diadsorpsi) pada berbagai konsentrasi seperti disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2Pengaruh Temparatur Aktivasi Terhadap Daya Adsorpsi Zeolit pada Ion

Cr 3+ pada Beberapa Konsentrasi Ion Cr 3+ Mula-mula

No Temperatur Aktivasi ( oC)

[Cr 3+]mula-mula

(ppm)

[Cr 3+]setimbang

(ppm)

[Cr 3+]teradsorpsi

(ppm)

x/m(g/g)

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

1 Tidak diaktivasi 20 6,497 13,503 0,0013503

2 100 20 5,144 14,856 0,00148563 200 20 5,409 14,591 0,00145914 300 20 5,409 14,591 0,00154295 Tidak

diaktivasi40 23,341 16,659 0,0016659

6 100 40 22,385 17,615 0,00176157 200 40 22,400 17,600 0,00176008 300 40 22,282 17,718 0,0017718



8/17


(1) (2) (3) (4) (5) (6)9 Tidak

diaktivasi60 39,523 20,477 0,0020477

10 100 60 38,303 21,697 0,002169711 200 60 37,624 22,376 0,002237312 300 60 39,097 20,903 0,002090313 Tidak

diaktivasi80 52,531 27,469 0,0027469

14 100 80 54,559 25,441 0,002544115 200 80 56,147 23,853 0,0023853

16 300 80 55,000 25,000 0,0025000

Berdasarkan Tabel 2 dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan jumlah ionCr 3+ yang teradsorpsi oleh zeolit yang teraktivasi pada temperatur 100, 200, dan300 oC dibandingkan zeolit yang tidak diaktivasi. Jumlah ion Cr 3+ yangteradsorpsi pada ketiga temparatur tersebut hampir sama sehingga temperatur aktivasi zeolit yang efektif adalah 100 oC.

2.

Pola Isoterm Adsorpsi dan Daya Adsorpsi Maksimum Zeolit

Terhadap Ion Cr3+

Pola isoterm adsorpsi dan daya adsorpsi maksimum zeolit terhadap ion

Cr 3+ dapat ditentukan melalui perhitungan log (x/m), log c, dan c/(x/m)berdasarkan Tabel 1. Selanjutnya hasil perhitungan tersebut disajikan padaTebel 3.

Tabel 3Data Jumlah Ion Cr 3+ yang Teradsorpsi pada Temperatur Aktivasi dan

Konsentrasi Ion Cr 3+ Bervariasi, Log (x/m), Log c, dan c/(x/m)

NoTemperatur

Aktivasi(oC)

[Cr 3+

]mula-mula

(ppm)

[Cr 3+

]setim-bang,c,(ppm)

[Cr 3+

]terad-sorpsi(ppm)

x/m(g/g)

Log(x/m) Log c c/(x/m}

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

20 6,497 13,50 0,001350 -2,8696 0,81271 4811,52340 23,341 16,66 0,001666 -2,7784 1,36812 14011,04560 39,523 20,48 0,002048 -2,6887 1,59685 19301,167

1Tidak

Diaktivasi

80 52,531 27,47 0,002747 -2,5612 1,72042 19123,739



9/17


(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)20 5,144 14,86 0,001486 -2,8281 0,7113 3462,57440 22,385 17,62 0,001762 -2,7541 1,34996 12707,91960 38,303 21,70 0,00217 -2,6636 1,58323 17653,593

2 100

80 54,559 25,44 0,002544 -2,5945 1,73687 21445,30520 5,409 14,59 0,001459 -2,8359 0,73312 3707,08040 22,4 17,6 0,00176 -2,7545 1,35025 12727,27360 37,624 22,38 0,002238 -2,6502 1,57546 16814,444

3 200

80 56,147 23,85 0,002385 -2,6225 1,74933 23538,75820 5,409 14,59 0,001459 -2,8359 0,73312 3707,080

40 22,282 17,72 0,001772 -2,7516 1,34795 12575,91260 39,097 20,90 0,00209 -2,6798 1,59214 18704,014

4 300

80 55 25 0,0025 -2,6021 1,74036 22000,000

Keterangan: x/m = massa ion Cr 3+ yang teradsorpsi oleh setiap gram massazeolit

Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir dapat dituliskansecara berturut-turut sebagai berikut.

Log (x/m) = log k + 1/n log c danmaksmaks mx

c

mxk mx

c

)/()/(

1

)/(

+=

Uji pola isoterm adsorpsi Freundlich dilakukan dengan membuat kurvahubungan log (x/m) terhadap log c dan uji pola isoterm adsorpsi dilakukandengan dengan cara membuat kurva hubungan c/(x/m) terhadap c.

Kurva uji pola isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir untuk zeolityang tidak diaktivasi disajikan secara berturut-turut pada Gambar 1 dan 2.

Kurva Hubungan Log (x/m) Terhadap Log c

y = 0,3018x - 3,1393R2 = 0,8507

-3

-2,9

-2,8

-2,7

-2,6

-2,50 0,5 1 1,5

Log c

Log (x/m)

2

Gambar 1

Kurva Log (x/m) Terhadap Log c pada Zeolityang Tidak Diaktivasi



10/17


Kurva c(x/m) Terhadap c

y = 319,23x + 4583,9R2 = 0,8794

05000

10000150002000025000

0 10 20 30 40 50 60

c

c(x/m)

Gambar 4.2Kurva c/(x/m) Terhadap c pada Zeolit yang

Tidak Diaktivasi

Berdasarkan Gambar 1 dan 2 menunjukan bahwa nilai R 2 pada keduakurva tersebut berada di bawah 95%. Ini menunjukkan bahwa tingkat linieritasdari garis pada kurva masih rendah, sehingga kedua pola isoterm adsorpsi tidak ada yang sesuai.

Kurva uji pola isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir untuk zeolityang diaktivasi pada temperatur 100 oC disajikan secara berturut-turut padaGambar 3 dan 4.

Kurva Log (x/m) Terhadap Log c

y = 0,214x - 2,998R2 = 0,8926

-2,9

-2,8

-2,7

-2,6

-2,50 0,5 1 1,5 2

Log c

Log (x/m)

Gambar 4.3Kurva Log (x/m) Terhadap Log c pada Zeolit yang

Diaktivasi pada 100 oC



11/17


Kurva c/(x/m) Terhadap c

y = 359,84x + 2986,9R2 = 0,9624

05000

10000150002000025000

0 20 40

c

c/(x/m)

60

Gambar 4.4Kurva c/(x/m) Terhadap c pada Zeolit yang


Berdasarkan Gambar 3 dan 4 menunjukan bahwa nilai koefisien regresilinier, R 2, untuk pola isoterm adsopsi Freundlich pada 100 oC sebesar 0,8926dan nilai R 2 untuk pola isoterm adsorpsi Langmuir sebesar 0,9624 atau 96,24%.

Jadi berdasarkan nilai R 2

, adsorpsi ion Cr 3+

oleh zeolit yang diaktivasi padatemperatur 100 oC memenuhi pola isoterm adsorpsi Langmuir denganpersamaan garis lurus c/(x/m) = 359,84c + 2986,9, yang memiliki gradien1/(x/m) maks = 359,84 dan garis memotong sumbu c/(x/m) pada 2986,9. Dengandemikian harga (x/m) maks = 0,0027790 g/g atau daya adsorpsi maksimum zeolityang diaktivasi pada 100 oC terhadap ion Cr 3+ adalah 0,0027790 g/g.




12/17



y = 0,2135x - 3,0044R2 = 0,9307

-2,9

-2,85-2,8

-2,75-2,7

-2,65-2,6

0 0,5 1 1,5 2

Log c

Log (x/m)

Gambar 5Kurva Log (x/m) Terhadap Log c pada Zeolit yang



y = 379,97x + 2647,7R2 = 0,9822

05000

1000015000200002500030000

0 20 40 6

c

c/(x/m)

0

Gambar 6Kurva c/(x/m) Terhadap c pada Zeolit yang


Berdasarkan Gambar 5 dan 6 menunjukan bahwa nilai koefisien regresilinier, R 2, untuk pola isoterm adsopsi Freundlich pada 200 oC sebesar 0,9307dan nilai R 2 untuk pola isoterm adsorpsi Langmuir sebesar 0,9822 atau 98,22%.Jadi berdasarkan nilai R 2, adsorpsi ion Cr 3+ oleh zeolit yang diaktivasi padatemperatur 200 oC memenuhi pola isoterm adsorpsi Langmuir dengan



13/17


persamaan garis lurus c/(x/m) = 379,97c + 2647,7, yang memiliki gradien1/(x/m) maks = 379,97 dan garis memotong sumbu c/(x/m) pada 2647,7. Dengandemikian harga (x/m) maks = 0,0026318 g/g atau daya adsorpsi maksimum zeolityang diaktivasi pada 200 oC terhadap ion Cr 3+ adalah 0,0026318 g/g.



y = 0,2152x - 3,0086R2 = 0,9154-2,9

-2,8

-2,7

-2,6

-2,50 0,5 1 1,5 2

Log c

Log (x/m)

Gambar 7Kurva Log (x/m) Terhadap Log c pada Zeolit yang



y = 369,34x + 3001,4R2 = 0,9649

05000

10000150002000025000

0 20 40

c

c/(x/m)

60

Gambar 8Kurva c/(x/m) Terhadap c pada Zeolit yang


Berdasarkan Gambar 7 dan 8 menunjukan bahwa nilai koefisien regresilinier, R 2, untuk pola isoterm adsopsi Freundlich pada 300 oC sebesar 0,9154dan nilai R 2 untuk pola isoterm adsorpsi Langmuir sebesar 0,9649 atau 96,49%.



14/17


Jadi berdasarkan nilai R 2, adsorpsi ion Cr 3+ oleh zeolit yang diaktivasi padatemperatur 300 oC memenuhi pola isoterm adsorpsi Langmuir denganpersamaan persamaan garis lurus c/(x/m) = 369,34c + 3001,4, yang memilikigradien 1/(x/m) maks = 369,34 dan garis memotong sumbu c/(x/m) pada 3001,4.Dengan demikian harga (x/m) maks = 0,0027075 g/g atau daya adsorpsimaksimum dari zeolit yang diaktivasi pada 200 oC terhadap ion Cr 3+ adalah0,0027075 g/g.

Jadi daya adsorpsi maksimum dari zeolit yang diaktivasi pada 100, 200,dan 300 oC terhadap ion Cr 3+ secara berturut-turut adalah 0,0027790 g/g,

0,0026318 g/g, dan 0,0027075 g/g. Ini menunjukan bahwa daya adsorpsi zeolityang diaktivasi pada ketiga termpertur tersebut hampir sama dengan dayaadsorpsi rata-rata 0,0027061 g/g.

PembahasanBerdasarkan Tabel 2 dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan jumlah ion

Cr 3+ yang teradsorpsi oleh zeolit yang teraktivasi pada temperatur 100, 200, dan300 oC selama 2 jam dibandingkan zeolit yang tidak diaktivasi. Hal inidisebabkan pada proses aktivasi zeolit terjadi penguapan molekul-molekul air yang terparangkap dalam pori-pori kristal zeolit sehingga jumlah pori dan luas

permukaan spesifik zeolit bertambah (Suyartono dan Husaini, 1991) danakhirnya zeolit menjadi lebih efektif mengadsorpsi ion-ion Cr 3+. Jumlah ionCr 3+ yang teradsorpsi pada ketiga temparatur tersebut hampir sama sehinggaaktivasi zeolit yang efektif dapat dilakukan pada temperatur 100 oC. Inimenunjukan bahwa pemanasan zeolit pada temperatur 100 s/d 300 oC tidak menyebabkan terjadi perubahan struktur dan pengembangan pori-pori zeolit,sehingga jumlah ion Cr 3+ yang teradsorpsi hampir sama.

Berdasarkan Gambar 1 dan 2 menunjukan bahwa nilai R 2 pada keduakurva tersebut berada di bawah 95%. Ini menunjukkan bahwa tingkat linieritasdari garis pada kurva masih rendah, sehingga adsorpsi ion Cr 3+ oleh zeolit yangtidak teraktivasi tidak sesuai dengan pola isoterm adsorpsi Freunlich maupunLangmuir. Hal ini disebabkan molekul-molekul air masih terangkap dalam pori-pori kristal zeolit yang tidak teraktivasi sehingga mengganggu proses adsorpsiterhadap ion Cr 3+. Daya adsorpsi maksimum zeolit yang tidak teraktivasi tidak dapat ditentukan karena tidak sesuai dengan pola isoterm adsorpsi Langmuir.

Berdasarkan nilai koefisien regresi linier, R 2, adsorpsi ion Cr 3+ olehzeolit yang diaktivasi pada temperatur 100, 200 dan 300 oC memenuhi polaisoterm adsorpsi Langmuir. Persamaan garis lurus pada suhu 100 oC adalahc/(x/m) = 359,84c + 2986,9, yang memiliki gradien 1/(x/m) maks = 359,84 dan



15/17


garis memotong sumbu c/(x/m) pada 2986,9. Dengan demikian, harga (x/m) maks = 0,0027790 g/g atau daya adsorpsi maksimum zeolit yang diaktivasi pada100 oC terhadap ion Cr 3+ adalah 0,0027790 g/g. Persamaan garis lurus pada suhu200 oC adalah c/(x/m) = 379,97c + 2647,7, yang memiliki gradien 1/(x/m) maks =379,97 dan garis memotong sumbu c/(x/m) pada 2647,7. Dengan demikian,harga (x/m) maks = 0,0026318 g/g atau daya adsorpsi maksimum zeolit yangdiaktivasi pada 200 oC terhadap ion Cr 3+ adalah 0,0026318 g/g. Persamaan garislurus pada suhu 300 oC adalah c/(x/m) = 369,34c + 3001,4, dan memilikigradien 1/(x/m) maks = 369,34 serta garis memotong sumbu c/(x/m) pada 3001,4.

Dengan demikian, harga (x/m) maks = 0,0027075 g/g atau daya adsorpsimaksimum zeolit yang diaktivasi pada 300 oC terhadap ion Cr 3+ adalah0,0027075 g/g.

Jadi daya adsorpsi maksimum dari zeolit yang diaktivasi pada 100, 200,dan 300 oC terhadap ion Cr 3+ secara berturut-turut adalah 0,0027790 g/g,0,0026318 g/g, dan 0,0027075 g/g. Ini menunjukan bahwa daya adsorpsi zeolityang diaktivasi pada ketiga termpertur tersebut hampir sama dengan dayaadsorpsi rata-rata 0,0027061 g/g atau 2,7061 mg/g. Sebagai perbandingan,beberapa hasil penelitian adsorpsi yang telah dilakukan adalah (1) serapanmaksimum ion Cr 3+oleh abu sekam padi varietas IR 64 adalah sebesar 1,588mg/g (Rumiati, 2007); (2) serapan maksimun ion Cr 3+ oleh serbuk gergaji kayukamper ( Dryobalanops sp ) adalah 1,552 mg/g (Fatria, 2006); (3) serapanmaksimum ion Pb 2+ oleh dedak padi adalah 12,40 mg/g (Mawardi, 2000); dan(4) serapan maksimum ion Pb 2+ oleh biomassa Saccharomyces cerevisiaeadalah 33,04 mg/g (Mawardi, et al ., 1997). Berdasarkan perbandingan hasilpenelitian ini dengan hasil penlitian sebelumnya, menunjukan bahwa dayaadsorpsi maksimum zeolit yang terktivasi secara fisis (melalui pemanasan)terhadap ion Cr 3+ adalah sangat tinggi. Hal ini disebabkan tinggi luaspermukaan zeolit yang teraktivasi secara fisis.

SimpulanBerdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai

berikut. (1) Aktivsi zeolit secara fisis (melalui pemanasan) dapat meningkatkandaya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+, namun perubahan temperatur aktivasi dari100 sampai 300 oC tidak memberikan berpengaruh yang signifikan terhadapdaya adsorpsi zeolit pada ion Cr 3+. (2) Temperatur aktivasi zeolit yang efektif dalam mengadsorpsi ion Cr 3+ adalah 100 oC. (3) Adsorpsi zeolit yang tidak teraktivasi tidak sesuai dengan pola isoterm adsorpsi Freundlich maupunLangmuir, tetapi adsorpsi zeolit yang teraktivasi secara fisis terhadap ion Cr 3+



16/17


mengikuti pola isoterm adsopsi Langmuir. (4) Daya adsorpsi maksimum zeolityang teraktivasi secara fisis terhadap ion Cr 3+ adalah sebesar 2,7061 mg/g

Saran yang dapat dikemukakan terkait dengan hasil penelitian ini adalahsebagai berikut. (1) Bagi industri yang menghasilkan limbah berupa ion-ionlogam berat khususnya ion-ion Cr 3+, dapat menggunakan zeolit yang teraktivasisecara fisis sebagai salah satu alternatif untuk menangggulangi limbah tersebutkarena daya adsorpsinya sangat tinggi. (2) Bagi para peneliti yang tertarik dengan penelitian ini, dapat melanjutkan penelitian ini dengan menggunakantemperatur aktivasi yang lebih tinggi atau memperkecil interval temperatur

untuk mengetahui pola peningkatan temperatur yang lebih jelas terhadap dayaadsorpsinya. Di samping itu, dapat dilakukan penelitian tertang efektivitas zeolitteraktivasi secara fisis dalam menanggulangi limbah-limbah logam berat yangberasal dari industri.

Daftar Rujukan

Agus, A. 1974. Mengerti kimia . Jilid 2B. Jurusan Kimia Fakultas MIPA IKIPBandung.

Fatria, S. 2006, Adsorpsi Ion Cr 3+ oleh serbuk gergaji kayu kamper (Dryobalanops sp ). Skripsi (tidak diterbitkan ). IKIP Negeri Singaraja.

Imamkhasani, S. 2001. Material safety data sheet ( MSDS ) . Volume III. PusatPenelitian Kimia Lembag Ilmu Pengetahuan Indonesia.

Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002. Persyaratankualitas air minum . Jakarta.

Mawardi. 2000. Pengaruh konsentrasi logam dan waktu kontak terhadappenyerapam timbah oleh dedak padi. Sainstek . 2. 195-201.

Priatna, K., Suharto, S., & Syariffudin, A. 1985. Prospek pemakaian zeolitbayah sebagai penyerap NH 4+ dalam air limbah. Laporan Teknik Pengembangan . 69. PPTM. Bandung.

Redhana, I W. 1994. Penentuan isoterm adsorpsi amonia dalam larutan air olehkarbon aktif pada suhu kamar . Laporan Penelitian (Tidak diterbitkan).Program Pra-S2 Kimia Pasca Sarjana. ITB.

Rumiati. 2007. Adsorpsi ion Cr 3+ oleh abu sekam padi varietas IR 64. Skripsi .(Tidak dipublikasikan). Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA Undiksha.



17/17


Sutarti, M., & Rachmawati, M. 1994. Zeolit: Tinjauan literatur . PusatDolumentasi dan Informasi Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Jakarta.

Suyartono & Husaini. 1991. Tinjauan terhadap kegiatan penelitian karakterisasidan pemanfaatan zeolit Indonesia yang dilakukan PPTM BandungPeriode 1890-1991. Buletin PPTM . Bandung.


I_Nyoman_Suardana

Documents

Transcript of I_Nyoman_Suardana