PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT

ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA

PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH

DENGAN AKTIVASI ASAM

Oleh :

INDRI LISYANI SUTOPO

A24102034

PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

RINGKASAN

Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam (dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto).

Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO

merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit.

Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses

penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan

bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral

liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk

mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl)

dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang

dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2

(Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang

semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya.

Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu

dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C,

dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang

digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka

pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat

thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power.

Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.17-

2.91 g/cm3, angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan

kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan

kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit.

Pada proses aktivasi dengan asam terjadi pelarutan unsur-unsur K, Na, Ca,

Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam

ruang antarlapisan dan unsur-unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD,

TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti

mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga

mengandung kaolinit. Hasil analisis kimia dan penghitungan rumus

montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan

negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif

pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang

terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya.

Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam

bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power

dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat

bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth.

Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%)

juga memiliki nilai bleach power paling rendah. Disebabkan kadar

montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.

SUMMARY

Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal, Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto). Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is

produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process

using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of

minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this

research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from

Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid,

and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose

namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon

1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya.

Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by

heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C.

Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor,

Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH,

Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach

power value.

Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.17-

2.91 g/cm3, swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and

montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With

low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite.

In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from

interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved

variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all

examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also

contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite

formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at

tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets.

Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and

octahedral sheets.

The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach

power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %,

Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials

of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only

9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of

montmorillonite, it is not bentonite.

PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA

PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH DENGAN AKTIVASI ASAM

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah

Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh :

INDRI LISYANI SUTOPO

A24102034

PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

Judul Penelitian : Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching

Earth dengan Aktivasi Asam

Nama Mahasiswa : Indri Lisyani Sutopo

Nomor Pokok : A24102034

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Iskandar Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc

NIP. 131 664 406 NIP. 130 933 587

Mengetahui,

Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr

NIP. 130 422 698

Tanggal Lulus :

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985

sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo

dengan ibu Hj. Inbandiyah.

Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman

Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang

Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri

(SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum

(SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002).

Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui

jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan

Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program

Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas

Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrohiim,

Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,

taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh

gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya

Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan

Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan

Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“.

Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis

telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan,

bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan

sampai tersusunnya skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang

telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi

ini.

3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik

dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya.

4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk

analisis XRD yang dilakukan di Jepang.

5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku

yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini.

6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi

Tanah atas kerjasamanya.

7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur.

8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9

yang tidak pernah tidur, you’re the best guys.

9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir.

10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah

banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal

penelitian sampai tulisan ini diselesaikan.

Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang

membutuhkannya.

Bogor, Januari 2007

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii

PENDAHULUAN

Latar Belakang .......................................................................................... 1

Tujuan ........................................................................................................ 2

TINJAUAN PUSTAKA

Bentonit ..................................................................................................... 3

Aktivasi Bentonit ....................................................................................... 6

CPO (Crude Palm Oil) .............................................................................. 7

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 8

Bahan dan Alat .......................................................................................... 8

Metode Penelitian ...................................................................................... 8

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisik Bentonit .................................................................................... 11

Sifat Struktural Bentonit ............................................................................ 12

Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth ............................................... 19

Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit ..................................... 20

KESIMPULAN .............................................................................................. 23

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 24

LAMPIRAN ................................................................................................... 26

DAFTAR TABEL

Teks

Nomor Halaman

1. Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit ................. 10

2. Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

(Sutiani, 2006) ............................................................................... 11

3. Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya .................................................................................. 13

4. Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit .................................... 16

5. Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk

Mt Ch 1 .......................................................................................... 16

6. pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)........ 19

7. Jumlah Unsur-unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit ......... 20

8. Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth .... 20

9. Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) ............................. 21

10. Nilai absorban dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada

panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani,

2006) .............................................................................................. 22

Lampiran

17. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2 ....... 42

18. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3 ...... 43

19. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1 ...... 44

20. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg .......... 45

DAFTAR GAMBAR

Teks

Nomor Halaman

1. Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968) ................................ 5

Lampiran

1. Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya .................... 26

2. Diffraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1) ............................ 27

3. Diffraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2) ........................... 28

4. Diffraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3) ........................... 29

5. Diffraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1) ................................. 30

6. Diffraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg) ................................. 31

7. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1................................... 32

8. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 .................................. 33

9. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 .................................. 34

10. Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ................................ 35

11. Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg ........................................ 36

12. Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1 ...................................... 37

13. Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 ..................................... 38

14. Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ...................................... 39

15. Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ...................................... 40

16. Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg ............................................. 41

21. Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal

Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi ............................ 46

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak sawit mentah (Crude Palm Oil - CPO) merupakan komoditas

pertanian yang menjadi salah satu pemasok unggulan bagi devisa negara. Pada

tahun 2005 Indonesia mengekspor 10.4 juta ton CPO dari total produksi 13.3 juta

ton CPO (Kompas, 2006). Dengan asumsi seluruh sisa ekspor sebesar sekitar 2.9

juta ton digunakan untuk menghasilkan minyak goreng, dan untuk menjernihkan

CPO digunakan bleaching earth dengan dosis 2 %, maka setiap tahun diperlukan

bleaching earth sebanyak 58.000 ton. Bleaching earth adalah bahan aktif yang

digunakan untuk menghilangkan atau menyerap pigmen-pigmen berwarna kuning

jingga (ß-karoten) dalam CPO sehingga dihasilkan minyak goreng yang layak

konsumsi.

Bahan dasar yang digunakan untuk membuat bleaching earth adalah

bentonit. Bentonit merupakan istilah bahan galian yang digunakan di dalam dunia

perdagangan untuk sejenis batu liat yang mengandung mineral montmorillonit.

Nama bentonit ini pertama kali digunakan oleh Knight pada tahun 1898, berasal

dari suatu jenis batu liat yang sangat plastis (koloid) yang terdapat pada formasi

Benton, Rock Creek, Wyoming, Amerika Serikat. Oleh Gillson, 1960 (dalam

Anonim, 1987) bentonit didefinisikan sebagai mineral liat yang terdiri lebih dari

85% montmorillonit.

Ada dua macam bentonit yang ditemukan di alam, yaitu natrium bentonit

dan kalsium bentonit. Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (swelling)

yang relatif tinggi dan dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pemboran

minyak bumi. Sebaliknya, kalsium bentonit mempunyai sifat tidak mengembang

(non-swelling) yang biasa digunakan antara lain sebagai bahan penjernih

(bleaching earth), khususnya untuk menjernihkan warna minyak sawit mentah.

Salah satu cara untuk mengolah bentonit menjadi bleaching earth adalah

menggunakan asam kuat. Pada penelitian-penelitian terdahulu belum diketahui

dengan jelas kaitan antara sifat-sifat bleaching earth dan sifat-sifat kimia bentonit

dengan nilai bleach power. Nilai bleach power adalah kemampuan bleaching

earth untuk menjernihkan CPO.

Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi perubahan sifat

kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebelum dan

sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl) dan menghubungkannya

dengan nilai bleach power.

TINJAUAN PUSTAKA

Bentonit

Bentonit adalah bahan tambang yang merupakan batuan dengan

kandungan mineral liat montmorillonit yang tinggi. Gillson (1960 dalam Anonim,

1987) mendefinisikan bentonit sebagai batu liat yang mengandung lebih dari 85%

mineral liat montmorillonit. Mineral ini memiliki rumus umum

Al2O3.4SiO2.xH2O. Tipe bentonit dibagi menjadi dua, yaitu Na-bentonit dan Ca-

bentonit. Tipe Na-bentonit mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan

kali apabila dicelupkan ke dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam

air. Tipe Ca-bentonit adalah jenis yang kurang mengembang apabila dicelupkan

ke dalam air. Sebagian besar endapan bentonit di Indonesia digolongkan ke dalam

jenis Ca-bentonit yang tidak mengembang (non-swelling bentonite). Deposit

bentonit di Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan,

dan P. Sulawesi. Cadangannya diperkirakan sekitar 380 juta ton (Arifin dan

Sudradjat, 1997).

Penggunaan utama dari Na-bentonit adalah pada industri lumpur bor, yaitu

sebagai lumpur pembilas dalam pemboran minyak bumi, gas bumi dan uap panas

bumi. Selain yang tersebut di atas Na-bentonit juga dapat digunakan dalam

industri minyak sawit, industri kimia, farmasi, sebagai bahan penyumbat

kebocoran bendungan dan kolam-kolam, pencampur semen, insektisida, sabun

dan sebagainya. Sedangkan untuk jenis Ca-bentonit umumnya dipergunakan

dalam industri penyaringan lilin, minyak kelapa sawit, dalam industri besi baja

sebagai zat perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja, dalam industri

kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap lateks, zat penyerap tinta

cetak dan sebagainya.

Montmorillonit yang terdapat dalam bentonit merupakan mineral liat tipe

2:1 mengembang-mengerut yang tergolong ke dalam kelompok smektit dan

mempunyai komposisi kimia yang beragam. Namun demikian, rumusnya sering

dinyatakan sebagai Al2O3.4SiO2.xH2O. Nama montmorillonit dikhususkan untuk

anggota smektit dengan substitusi terutama pada lembar oktahedral.

Montmorillonit mempunyai Mg dan ion- ion feri dalam posisi oktahedral (Tan,

1993).

Mineral-mineral montmorillonit umumnya berupa butiran sangat halus,

sedang lapisan- lapisan penyusunnya tidak terikat dengan kuat. Dalam kontaknya

dengan air, mineral-mineral tersebut menunjukkan pengembangan antarlapis yang

menyebabkan volumenya meningkat menjadi dua kali lipat atau lebih. Diperoleh

petunjuk bahwa jarak basal montmorillonit meningkat secara signifikan dengan

penyerapan air. Potensi mengembang-mengerut dan adanya muatan negatif yang

tinggi merupakan penyebab mineral ini dapat menerima dan menjerap ion-ion

logam dan kation-kation organik. Jerapan kation-kation organik menghasilkan

pembentukan komplek organo-mineral. Kation organik diyakini mampu

menggantikan kation-kation anorganik pada posisi antarlapis. Lapisan tunggal,

dan kadang-kadang juga lapisan ganda dari molekul-molekul organik dijerap

tergantung pada ukuran kation dan defisit muatan dari lapisan mineralnya (Tan,

1993). Struktur mineral liat montmorillonit disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968)

Proses substitusi isomorfik dianggap sebagai sumber utama muatan negatif

dalam mineral liat tipe 2:1. Sebagian dari silikon dalam lapisan tetrahedral dapat

diganti oleh ion yang berukuran sama, yang biasanya adalah Al3+. Dengan cara

yang sama, sebagian dari Al dalam lembar oktahedral dapat digantikan oleh Mg2+,

tanpa mengganggu struktur kristal. Penggantian oleh satu ion bervalensi tiga

(Al3+) untuk satu ion bervalensi empat (Si4+) merupakan sebab timbulnya satu

muatan negatif pada lempeng silikat yang sebelumnya netral. Banyaknya

penggantian menentukan jumlah muatan negatif (Soepardi, 1983).

Besi, seng dan magnesium dapat menempati tempat yang diduduki oleh

aluminium sebagai ion pusat dalam unit-unit yang membentuk lempeng

oktahedral. Substitusi isomorfik ion bervalensi dua (Mg2+) yang menggantikan ion

bervalensi tiga (Al3+) meninggalkan suatu muatan negatif yang tidak diimbangi

oleh muatan yang berasal dari atom-atom oksigen dalam lempeng (Soepardi,

1983; Diaz dan Persie, 2001).

Aktivasi Bentonit

Bentonit alami pada umumnya hanya mampu menyerap ion- ion bermuatan

positif, baik ion anorganik maupun organik. Hal ini terjadi karena mineral liat

montmorillonit yang terdapat dalam bentonit mempunyai lapisan silikat yang

bermuatan negatif dengan lingkungan permukaan mineral yang bersifat hidrofilik.

Untuk meningkatkan kemampuan bentonit dalam menyerap senyawa-

senyawa organik, terutama yang bersifat nonpolar, seperti senyawa-senyawa

hidrokarbon aromatik, maka bentonit tersebut perlu diaktivasi terlebih dahulu.

Aktivasi ini dimaksudkan untuk mengubah sebagian struktur lapisan silikat, sifat

muatan lapisan silikat atau mengubah lingkungan permukaan mineral dari

hidrofilik menjadi hidrofobik.

Aktivasi seperti disebutkan di atas dapat dilakukan dengan berbagai cara,

seperti interkalasi dengan senyawa-senyawa heksadesil trimetil amonium atau

HDTMA (Jaynes dan Boyd, 1991), dimetil distearil amonium atau DMDA

(Stockmeyer, 1990), polimer hidroksi aluminium atau PHA (Hováth et al., 1991;

Iskandar dan Reichenbach, 1993; Iskandar, 1994) dan asam (Lagaly, 1993).

Aktivasi bentonit dengan HDTMA atau DMDA akan meningkatkan luas

permukaan spesifik dan porositas mikro karena meningkatnya jarak basal dari 12 -

14 Å menjadi sekitar 20 Å, serta mengubah sifat permukaannya dari hidrofilik

menjadi hidrofobik. Hal yang hampir sama juga diperoleh dari aktivasi dengan

PHA. Dibandingkan dengan zeolit yang memiliki ukuran pori < 8 Å, pori yang

dihasilkan dari aktivasi ini relatif lebih besar. Sementara itu aktivasi bentonit

dengan asam, yang menyebabkan terlarutnya sebagian ion- ion Al, Mg dan Fe

pada lapisan oktaeder, akan menghasilkan suatu bahan yang kaya SiO 2 serta

memiliki luas permukaan spesifik dan volume pori mikro yang tinggi. Bentonit-

bentonit hasil aktivasi ini tidak terdispersi dalam air sehingga mudah mengendap.

Dengan demikian selain sebagai bahan penyerap, bentonit hasil aktivasi berperan

juga sebagai flokulan yang dapat memudahkan terflokulasinya partikel-partikel

terdispersi.

Minyak Sawit Mentah (Crude Palm Oil - CPO)

Minyak sawit mentah atau biasa dikena l dengan singkatan CPO

merupakan hasil pengolahan kelapa sawit yang merupakan bahan baku pembuatan

minyak goreng. Menurut Suharto (2006), dalam 20 tahun terakhir (1985-2005)

pertambahan kebun kelapa sawit di Indonesia mencapai 5 juta ha. Dengan luas

areal tersebut Indonesia sudah menduduki posisi pertama negara yang memiliki

areal perkebunan minyak sawit terluas di dunia (Siagian, 2003). Sebagian besar

hasil produksi CPO Indonesia diekspor dan sisanya sebagian besar digunakan

untuk keperluan pembuatan minyak goreng. Pengolahan CPO menjadi minyak

goreng yang jernih nampaknya belum dilakukan secara maksimal karena kualitas

bleaching earth yang digunakan diperkirakan masih rendah.

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dimulai pada bulan Februari 2006 sampai dengan bulan Juni

2006. Penelitian dilakukan di Bagian Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan,

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut

Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lima macam bentonit

yang berasal dari desa Sarimanggu, Karangnunggal, Tasikmalaya (Cihamirung 1,

Cihamirung 2, Cihamirung 3, Kebon 1, dan Panyosogan), dan bahan-bahan kimia

untuk analisis laboratorium (HCl pekat, bromoform-alkohol dengan berat jenis =

2.10 g/ml, KBr dan lain- lain).

Alat-alat yang digunakan dalam analisis laboratorium adalah

spektrofotometer, Lovibond Tintometer, FTIR, TG/DTA, centrifuse, pH-meter,

freeze dryer, membrane dialysis, tabung destilasi, penangas air, muffle furnace,

alat-alat gelas dan lain- lain.

Metode Penelitian

Persiapan Contoh

Bongkahan besar bentonit alami dipecah menjadi bongkah-bongkah kecil

lalu dikeringkan dalam oven 60 °C, selanjutnya ditumbuk dan diayak sampai lolos

saringan berukuran 100 mesh sehingga menjadi serbuk bentonit.

Pemisahan Fraksi Liat

Pemisahan fraksi liat dilakukan untuk memperoleh montmorillonit

berukuran <2 µm. Bahan ini akan digunakan untuk analisis oksida-oksida dalam

rangka menghitung rumus struktural mineralnya. Lima gram masing-masing

contoh dimasukkan ke dalam gelas piala 500 ml, lalu dipanaskan di atas penangas

air selama ± 30 menit dan ditambahkan H2O2 30% secara perlahan untuk

menghilangkan bahan organik. Gelas piala diangkat dari penangas dan

ditambahkan aquadest sampai 500 ml, diaduk sampai terdispersi secara sempurna

lalu didiamkan selama ± 3.5 jam. Selanjutnya disifon 5 cm dari permukaan

dispersi untuk mendapatkan fraksi liat dan ditambahkan NaCl berlebih sebagai

flokulan. Fraksi liat yang sudah jenuh Na ini kemudian dimasukkan ke dalam

membrane dialysis dan direndam dengan aquadest untuk menghilangkan

kelebihan NaCl. Selanjutnya mineral liat dikeringkan dengan menggunakan freeze

dryer.

Aktivasi Bentonit

Aktivasi bentonit dilakukan terhadap bentonit berukuran 100 mesh. Ke

dalam bentonit ditambahkan HCl 6 N, lalu dipanaskan selama 3 jam pada suhu

kurang lebih 80-90 °C. Perbandingan antara bentonit dengan HCl adalah 1 : 4

(b/v). Pada waktu aktivasi terjadi reaksi yang ditandai oleh munculnya warna

kuning, sehingga bentonit hasil aktivasi harus dicuci berulang-ulang sampai

berwarna putih.

Karakterisasi Bentonit

Karakteristik bentonit alami dan bentonit hasil aktivasi yang berupa serbuk

dianalisis dengan metode analisis seperti yang disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit

Karakteristik Metode Analisis Warna Munsell Soil Color Chart Angka pengembangan Diukur dengan gelas ukur yang diisi

bentonit dan air, didiamkan semalam lalu diukur volumenya

Berat jenis Minyak tanah dan piknometer Kadar montmorillonit CHBr3-Etanol (bulk density = 2.10

g/ml), campuran 35 ml alkohol (bulk density = 0.8 g/ml) dengan 65 ml CHBr3 (bulk density = 2.8 g/ml)

Susunan kimia Pelarutan total dengan HClO 4-HF-HNO3

pH Bentonit + H2O (1 : 1) dikocok selama 30 menit dan diukur dengan pH-meter

KTK NH4OAc pH 7.0 Sifat thermal TG/DTA Gugus fungsional Pelet yang dibuat dari campuran

contoh dan KBr (2mg : 200mg), diukur dengan FTIR-Spektrofotometer

Jenis mineral X-Ray Difraktometer, pada contoh setelah dibakar pada 550 °C selama 3 jam

Penentuan Rumus Montmorillonit

Penentuan rumus montmorillonit dilakukan dengan menghitung oksida-

oksida yang terkandung di dalam montmorillonit, kemudian disebar atas dasar

satu satuan sel montmorillonit yang mengandung 44 muatan negatif (O20(OH)4).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisik Bentonit

Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya memiliki berat jenis sekitar

2.17 - 2.91 g/cm3, dengan warna merah, hijau keabuan dan putih kekuningan

(Gambar Lampiran 1). Karakteristik fisik bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya ini tersaji pada Tabel 2.

Tabel 2. Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya (Sutiani,

2006)

Contoh Warna Berat Jenis

(g/cm3)

Angka Pengembangan

(Kali)

Kadar Montmorillonit

(%) Ch 1 10 YR 5/3

(Merah) 2.45 1.3 68.2

Ch 2 2.5 YR 4/4-5/4 (Merah kelabu)

2.38 1.6 97.5

Ch 3 2.5 YR 4/6 (Merah kecoklatan)

2.59 1.3 76.0

Kb 1 5 GY 6/1 (Hijau keabuan)

2.17 1.3 98.8

Pg 2.5 Y 8/2 (Putih kekuningan)

2.91 1.0 9.1

Parameter angka pengembangan berkaitan dengan jenis kation yang

terdapat dalam ruang antarlapisan montmorillonit. Berdasarkan angka

pengembangannya yang berkisar antara 1.0-1.6 kali, bentonit ini dapat

dimasukkan ke dalam kelompok Ca-bentonit karena kemampuan

pengembangannya yang relatif rendah. Pengembangan bentonit akan terjadi bila

molekul-molekul air lebih mudah masuk ke dalam ruang antarlapisan karena

kation dalam ruang antarlapisan tersebut memiliki energi hidrasi yang tinggi,

bervalensi kecil dan radius ionnya besar.

Kadar montmorillonit dalam bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

menunjukkan angka yang tinggi. Bentonit Ch 2 dan Kb 1 memiliki kadar

montmorillonit sekitar 97-99%, sedangkan Ch 1 dan Ch 3 mempunyai kadar

montmorillonit sekitar 68-76%. Kejanggalan terjadi pada contoh Pg yang

memiliki kadar montmorillonit hanya sebesar 9.1%. Rendahnya kandungan

montmorillonit ini menyebabkan angka pengembangan pada contoh Pg juga

rendah (1.0). Hal ini diduga karena contoh Pg masih berupa bahan induk yang

belum mengalami pelapukan sempurna. Dengan kadar montmorillonit yang

rendah tersebut, contoh Pg tidak cocok disebut bentonit.

Sifat Struktural Bentonit

Hasil Analisis XRD

Analisis XRD dilakukan pada contoh bentonit yang telah mengalami

pemanasan pada suhu 550 °C selama 3 jam. Hasil analisis XRD yang dilakukan

menunjukkan adanya kesamaan puncak difraksi tingkat pertama antara Ch 1, Ch 3

dan Pg, yaitu memiliki jarak basal 9.9-10.1 Å, serta Ch 2 dan Kb 1 yang memiliki

jarak basal 12.4-13.1 Å. Puncak difraksi tingkat pertama yang menunjukkan jarak

basal sebesar 12.0-13.0 Å menunjukkan mineral liat montmorillonit, dan puncak

difraksi dengan jarak basal sebesar 9.9-10.0 Å juga menunjukkan mineral

montmorillonit namun sudah mengalami pengerutan akibat dari pemanasan

contoh pada 550 °C. Pada bentonit Ch 1 dan Ch 3 ditemukan juga puncak difraksi

pada 7.1 Å yang menunjukkan adanya mineral kaolinit. Mineral lain yang terdapat

pada contoh bentonit dalam jumlah sedikit adalah mika/illit (5.00 Å) dan feldspar

(3.10-4.0 Å). Difraktogram selengkapnya disajikan dalam Gambar Lampiran 2-6.

Hasil Analisis TG/DTA

Hasil analisis TG/DTA bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya dapat

dilihat pada Tabel 3. Analisis dilakukan baik pada bentonit maupun fraksi liatnya

(montmorillonit). Kurva TG/DTA menunjukkan bahwa pada Ch 1, puncak reaksi

endotermik terjadi pada suhu 92.4 °C dan 519.3 °C, sedangkan puncak reaksi

eksotermik terjadi pada suhu 964.0 °C. Pada Liat Ch 3, puncak reaksi endotermik

terjadi pada suhu 103.6 °C dan 507.8 °C serta puncak eksotermik terjadi pada

suhu 920.4 °C. Untuk bentonit Ch 3 sendiri, terjadi dua kali puncak endotermik

yang tinggi pada suhu 103.7 °C dan 507.5 °C, hampir sama seperti pada bentonit

Ch 1, tetapi tidak diikuti dengan reaksi eksotermik. Reaksi endotermik yang tinggi

ini (500-600 °C) mengindikasikan adanya mineral lain selain montmorillonit,

yaitu kaolinit.

Tabel 3. Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya

Contoh Kehilangan Bobot (%)

dari Suhu 25 °C-1000 °C

Suhu Puncak

Endotermik (°C)

Reaksi Suhu Puncak

Eksotermik (°C)

Reaksi

Ch 1 Liat Ch 1

26.0

13.7

92.4 519.3

79.2 521.7

Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidroksilasi

964.0

949.4

Rekristalisasi Rekristalisasi

Ch 2 Liat Ch 2

22.0 9.1

106.6 103.7

Dehidrasi Dehidrasi

- -

- -

Ch 3 Liat Ch 3

20.6

11.7

103.7 507.5 103.6 507.8

Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidroksilasi

- -

920.4 -

- -

Rekristalisasi -

Kb 1 Liat Kb 1

23.9 8.0

97.5 80.3

Dehidrasi Dehidrasi

- -

- -

Pg Liat Pg

9.2 6.7

70.2 69.0

Dehidrasi Dehidrasi

- -

- -

Pada kurva TG/DTA bentonit yang lain terdapat hal yang berbeda, yaitu

hanya ditemukannya satu kali puncak reaksi endotermik. Data tersebut

menunjukkan bahwa kandungan mineral liat yang cenderung lebih dominan

adalah mineral liat montmorillonit. Kurva TG/DTA disajikan dalam Gambar

Lampiran 7-11.

Reaksi endotermik yang terjadi pada suhu <100 °C sampai dengan 250 °C

adalah reaksi akibat hilangnya molekul-molekul air yang diadsorpsi (dehidrasi),

dan reaksi endotermik yang terjadi antara suhu 500-750 °C merupakan reaksi

yang disebabkan oleh hilangnya gugus hidroksil (dehidroksilasi) pada lapisan

tengah montmorillonit (oktahedral). Puncak eksotermik yang terjadi antara suhu

900-1000 °C diduga disebabkan oleh adanya pengkristalan kembali struktur

montmorillonit yang telah rusak akibat perlakuan suhu (rekristalisasi).

Hasil Analisis FT-IR

Hasil analisis FT-IR (data selengkapnya disajikan pada Gambar Lampiran

12-16) menunjukkan kurva hubungan antara pita adsorbsi dengan absorban. Hasil

dari pembacaan FT-IR disajikan sebagai berikut :

§ Bentonit Cihamirung 1 (Ch 1)

Pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 terdapat pusat gugus OH dengan nilai

absorban 0.76 dan pada pita adsorbsi 1100-600 cm-1 terdapat ikatan Si-O-

Si yang berbentuk simetri dan asimetri dengan absorban 2.30. Bentuk

kurva yang terjadi pada bentonit ini menunjukkan bahwa di dalam bentonit

Ch 1 terdapat kandungan mineral liat kaolinit. Pada Liat Ch 1, kurva hasil

tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Hanya terdapat perbedaan

intensitas absorbannya saja, yaitu untuk pita adsorbsi 3700-3600 cm-1

turun menjadi 0.48 dan untuk pita adsorbsi 1100-600 cm-1 menjadi 1.15.

§ Bentonit Cihamirung 2 (Ch 2)

Pada kurva hasil analisis terlihat bahwa di dalam bentonit Ch 2, mineral

liat montmorillonit lebih dominan. Hal ini ditunjukkan dengan puncak

absorban senilai 0.44 pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 terdapat pusat

gugus OH, dan puncak absorban senilai 1.10 pada pita adsorbsi 1100-600

cm-1 terdapat ikatan Si-O-Si simetri dan asimetri. Seperti halnya bentonit

Ch 1, kurva Liat bentonit Ch 2 tidak berbeda jauh dengan kurva Ch 2,

hanya saja terjadi perbedaan intensitas absorbannya, meningkat sebesar

0.53 pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 dan senilai 1.30 pada pita adsorbsi

1100-600 cm-1.

§ Bentonit Cihamirung 3 (Ch 3)

Kurva hasil analisis hampir sama dengan bentonit Ch 1 hanya dibedakan

dengan intensitas absorbannya.

§ Bentonit Kebon 1 (Kb 1) dan Panyosogan (Pg)

Bentuk kurva dari bentonit ini serupa dengan Ch 2. Perbedaannya hanya

terletak pada intensitas absorbannya.

Rumus Struktural Montmorillonit

Untuk memperoleh rumus molekul montmorillonit yang terkandung pada

masing-masing bentonit telah dilakukan analisis kimia pada fraksi liat bentonit

yang bersangkutan. Hasil analisis dalam bentuk oksida-oksida disajikan pada

Tabel 4. Dari rumus molekul ini akan diketahui jumlah dan sebaran muatan

negatif dalam lapisan silikat montmorillonit.

Tabel 4. Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit

Oksida (%) Mt Ch 1 Mt Ch 2 Mt Ch 3 Mt Kb 1 Mt Pg SiO2 53.21 47.62 52.92 71.43 52.05 Al2O3 31.34 22.33 23.76 14.13 25.65 Fe2O3 3.86 2.79 5.98 2.30 1.62 MgO 1.23 3.81 3.45 3.30 2.62 ZnO 0.31 0.19 0.10 0.02 0.02 MnO 0.02 0.02 0.04 0.01 0.11 CuO 0 0.05 0.04 0.003 0.01 CaO 0.11 0.20 0.18 0.18 0.98 Na2O 1.91 2.91 2.29 1.35 2.56 K2O 0.24 0.66 0.74 0.17 5.28 KA 13.73 9.06 11.67 7.99 6.73

Jumlah 105.96 89.64 101.17 100.88 97.63

Dari susunan unsur-unsur tersebut dapat ditentukan rumus mineral liat

montmorillonit melalui langkah seperti disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 1

Mt Ch1 % W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 53.21 0.8855 3.5420 27.481 6.87 Al2O3 31.34 0.3074 1.8443 14.309 4.77 Fe2O3 3.86 0.0242 0.1450 1.125 0.38 MgO 1.23 0.0305 0.0610 0.473 0.24 ZnO 0.31 0.0038 0.0076 0.059 0.03 MnO 0.02 0.0003 0.0006 0.004 0.002 CuO 0 - - - - CaO 0.11 0.0020 0.0039 0.030 0.02 Na2O 1.91 0.0308 0.0616 0.478 0.48 K2O 0.24 0.0026 0.0051 0.040 0.04 Jumlah 92.23 5.6711

Keterangan : % W = Hasil analisis oksida-oksida Meq = Menghitung mol ekivalen (% W / M) Ceq = Menghitung muatan ekivalen (Meq x ? kation x valensi)

C44 = Menghitung sebaran muatan kation/44 muatan (? Ceq dijadikan 44) K/ss = Menghitung jumlah kation/satuan sel (C44/muatan)

Dari kolom K/ss pada Tabel 5 selanjutnya unsur-unsur disebar ke dalam

lembar tetrahedral, oktahedral dan kation antar lapisan sebagai berikut :

Tetrahedral

Oktahedral

Kation antar lapisan

Si 6,87 Al 3,64 Ca 0,02 Al 1,13 + Fe 0,38 Na 0,48 8,00 Mg 0,24 K 0,04 + Zn 0,03 0,56 Mn 0,002 Cu - + 4,29 Muatan -1.13 +0.57 +0.56

Dengan demikian rumus montmorillonit Ch 1 adalah Ca0.02Na0.48K0.04

(Si6.87Al1.13)(Al3.64Fe0.38Mg0.24Zn0.03Mn0.002)O20(OH)4. Perhitungan rumus

montmorillonit untuk contoh Mt Ch 2 sampai dengan Mt Pg dapat dilihat dalam

Lampiran 17-20.

Dari hasil perhitungan rumus mineral liat bentonit, dapat dilihat bahwa

pada Ch 1 terdapat muatan negatif di dalam lembar tetrahedral sebesar 1.13 yang

didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+. Pada lembar oktahedral

terdapat muatan positif 0.57, sehingga dalam lapisan terdapat muatan netto -0.56

yang dinetralkan oleh kation-kation dalam ruang antar lapisan sebesar +0.56.

Pada liat bentonit Ch 2 ditemukan karakteristik yang berbeda dengan liat

bentonit Ch 1. Dari hasil perhitungan terdapat muatan negatif di dalam lapisan

tetrahedral sebesar 0.88 yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh

Al3+. Pada lembar oktahedral terdapat muatan negatif 0.15, sehingga dalam

lapisan terdapat muatan negatif netto -1.03 yang dinetralkan oleh kation-kation

dalam ruang antar lapisan sebesar +1.03. Rumus mineral liat untuk Ch 2 adalah

Ca0.03Na0.84K0.13(Si7.12Al0.88) (Al3.05Fe0.31Mg0.85Zn0.02Mn0.003Cu0.01)O20(OH)4.

Liat bentonit Ch 3 tidak berbeda dengan bentonit Ch 1. Hasil perhitungan

menunjukkan adanya muatan negatif di dalam lapisan tetrahedral sebesar 0.85

yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+. Pada lembar

oktahedral terdapat muatan positif 0.06, sehingga dalam lapisan terdapat muatan

netto -0.79 yang dinetralkan oleh kation-kation dalam ruang antar lapisan sebesar

+0.79. Rumus mineral liat Ch 3 adalah Ca0.03Na0.60K0.13(Si7.15Al0.85)

(Al2.94Fe0.61Mg0.69Zn0.01Mn0.005Cu0.0004)O20(OH)4.

Bentonit Kb 1 memiliki karakteristik yang berbeda dari bentonit lainnya.

Pada liat bentonit ini tidak ditemukan adanya substitusi isomorfik Al3+ terhadap

Si4+, sehingga muatan negatif hanya ditemukan pada lapisan oktahedral sebesar

0.40, yaitu untuk dapat mengimbangi muatan positif yang ada pada kation antar

lapisan. Ca0.02Na0.33K0.03(Si8.00) (Al2.07Fe0.22Mg0.61Zn0.002Mn0.001Cu0.0003)O20(OH)4

adalah rumus mineral liat Kb 1.

Hasil perhitungan liat contoh Pg menunjukkan adanya muatan negatif di

dalam lapisan tetrahedral sebesar 0.94 yang didapat dari substitusi isomorfik

terhadap Si4+ oleh Al3+, dan pada lembar oktahedral terdapat muatan negatif 0.93,

sehingga dalam lapisan terdapat muatan netto -1.87 yang dinetralkan oleh kation-

kation dalam ruang antar lapisan sebesar +1.87. Liat bentonit ini memiliki

karakteristik montmorillonit dengan adanya muatan negatif di kedua lapisan

tetrahedral dan oktahedral dan muatan positif yang tinggi pada kation antar

lapisan. Rumus mineral untuk liat contoh Pg adalah Ca0.14Na0.67K0.92 (Si7.06Al0.94)

(Al3.16Fe0.17Mg0.53Zn0.002Mn0.01Cu0.001)O20(OH)4.

Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth

Bentonit sebelum aktivasi memiliki pH berkisar antara 5.34-8.05,

sedangkan setelah aktivasi pH berubah menjadi sekitar 2.66-3.14. Terlihat bahwa

terjadi penurunan pH setelah dilakukan aktivasi menggunakan HCl (Tabel 6).

Sifat basa dari bentonit alami berubah menjadi asam, disebabkan oleh reaksi yang

terjadi pada saat proses pengasaman. Kation-kation K+, Na+, Ca2+, Mg2+ dalam

ruang antarlapisan bentonit bertukar dengan ion H+ dari HCl yang bersifat asam.

KTK bentonit juga mengalami penurunan setelah aktivasi.. Hal ini terjadi karena

sebagian ion-ion Al3+, Fe3+, dan Mg2+ dari kisi kristal dalam struktur

montmorillonit larut ketika dipanaskan dengan asam kuat (HCl 6 N) selama 3 jam

(Tabel 7).

Tabel 6. pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal,

Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)

Contoh pH KTK (me/100 g)

Sebelum aktivasi

Setelah aktivasi

Sebelum aktivasi

Setelah aktivasi

Ch 1 8.05 2.66 37.24 22.08 Ch 2 7.39 2.88 62.35 22.95 Ch 3 7.59 2.70 53.26 22.08 Kb 1 5.34 3.14 51.09 16.89 Pg 5.41 2.87 13.86 11.69

Hasil analisis terhadap filtrat dari proses aktivasi bentonit (Tabel 7)

menunjukkan bahwa bentonit mengalami kehilangan kation Al, Fe dan Ca lebih

banyak dari kation-kation yang lain. Aluminium, Mg dan Fe tersebut berasal dari

lembar- lembar oktahedral, sedangkan Ca, Na dan K berasal dari ruang

antarlapisan.

Tabel 7. Jumlah Unsur-unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit

Contoh Al Fe Mg Ca K Na ......................................ppm.........................................

Ch 1 5.177 2.985 813 899 70 11 Ch 2 6.287 1.971 1.853 1.365 193 10 Ch 3 4.652 4.052 1.400 976 289 12 Kb 1 4.566 1.288 1.609 627 65 27 Pg 1.119 1.327 78 24 242 6

Hasil analisis kimia total yang terlihat pada Tabel 8 menjelaskan bahwa

akibat pelarutan unsur-unsur K, Na, Ca, Mg, Fe dan Al selama proses aktivasi

bentonit, maka terlihat kadar SiO 2 dalam bleaching earth umumnya meningkat

sebagai efek pemekatan.

Tabel 8. Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth

Oksida (%)

Cihamirung 1 Cihamirung 2 Cihamirung 3 Kebon 1 Panyosogan Bent BE Bent BE Bent BE Bent BE Bent BE

SiO2 55.23 79.46 73.81 39.88 58.13 72.87 71.13 90.48 60.15 73.74 Al2O3 2.64 2.15 2.12 1.10 1.34 1.68 1.40 0.17 2.08 1.91 Fe2O3 4.10 0.64 8.95 0.13 1.56 0.81 1.67 0.26 1.66 0.37 MgO 1.38 0.48 3.60 0.78 3.75 1.01 3.83 0.38 1.81 1.67 ZnO 0.44 0.12 0.28 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 MnO 0.05 0.01 0.09 0.01 0.02 0.02 0.02 0.003 0.02 0.02 CuO 0.004 0.008 0.05 0.008 0.004 0.01 0.004 0.01 0.01 0.005 CaO 1.51 0.31 2.65 0.27 1.67 0.27 1.82 0.31 0.42 0.31 Na2O 0.57 1.01 1.20 1.55 1.15 0.98 1.60 0.73 1.47 1.55 K2O 0.19 0.14 2.66 3.45 0.18 2.66 0.18 0.04 4.23 4.04 KA 25.96 20.10 21.98 18.62 20.65 19.90 24.11 18.13 9.22 9.75 Jumlah 92.07 104.43 117.39 65.84 88.49 100.24 105.79 110.53 81.09 93.38

Keterangan: Bent=bentonit, BE=bleaching earth, KA=kadar air

Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit

Nilai bleach power suatu bleaching earth menentukan kemampuannya

dalam menjernihkan CPO (Gambar Lampiran 21). Semakin tinggi nilai bleach

power-nya, maka kemampuan bleaching earth dalam menjernihkan CPO pun

semakin tinggi, sehingga dosis bleaching earth yang perlu digunakan dalam

proses penjernihan CPO menjadi semakin rendah. Tabel 9 menunjukkan bahwa

nilai bleach power meningkat dari sekitar 28-39% sebelum aktivasi menjadi

sebesar 79-82% setelah aktivasi, kecuali pada contoh Pg yang hanya 50%.

Bentonit Ch 2 dan Kb 1 sudah menunjukkan angka bleach power yang tinggi

sebelum diaktivasi yaitu berturut-turut 36.6% dan 39.0%, dibandingkan Ch 1, Ch

3 dan Pg yang berkisar antara 28.0-31.7%. Setelah aktivasi, Ch 2 dan Kb 1 juga

menunjukkan angka bleach power yang lebih tinggi dibandingkan ketiga contoh

lainnya, yaitu 81.7%, dibandingkan 79.3-80.5% pada Ch 1 dan Ch , serta Pg yang

hanya 50%.

Tabel 9. Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)

Contoh Bleach Power (%)

Sebelum aktivasi Sesudah aktivasi Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

31.7 36.6 31.7 39.0 28.0

79.3 81.7 80.5 81.7 50.0

Kemampuan bentonit menjernihkan CPO juga bisa dilihat dari nilai

absorban atau % Transmitan (% T). Semakin tinggi nilai % T, semakin tinggi pula

kemampuan penjernihannya. Sebaliknya dengan absorban, semakin tinggi

kemampuan penjernihannya, maka nilai absorban semakin kecil. Yulianto (2004)

menemukan bahwa CPO yang dijernihkan dengan bleaching earth dari bentonit

asal Rahong dan Dengok memiliki kejernihan yang sangat tinggi dilihat dari nilai

absorbannya pada panjang gelombang 595 nm, yaitu sebesar 0.040 dan 0.045

(Tabel 10).

Tabel 10. Nilai absorben dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)

Contoh Absorban % T

Sebelum Aktivasi

Sesudah Aktivasi

Sebelum Aktivasi

Sesudah Aktivasi

Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

0.539 0.467 0.539 0.440 0.579

0.110 0.100 0.106 0.103 0.319

29.0 34.1 29.0 36.4 26.3

77.6 79.1 78.4 79.0 48.0

Bila dikaitkan dengan sifat-sifat bentonit lainnya, seperti angka

pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, mineral pengotor, posisi

muatan negatif, kadar SiO 2 dan besarnya kapasitas tukar kation, terlihat bahwa

nilai bleach power bentonit di atas lebih terkait dengan kadar SiO 2 dan kadar

montmorillonit. Bentonit Ch 1 da Ch 3 yang memiliki nilai bleach power 31.7%

sebelum aktivasi dan 79.3-80.5% setelah aktivasi (Tabel 9) memiliki kadar

motmorillonit 68.2-76.0% (Tabel 2) dan kadar SiO 2 dalam bentonit 55.2-58.1%

(Tabel 8). Sementara itu bentonit Ch 2 dan Kb 1 yang memiliki nilai bleach

power tinggi, yaitu 36.6-39.0% sebelum aktivasi dan 81.7% setelah aktivasi

(Tabel 9), juga memiliki kadar motmorillonit yang tinggi antara 97.5-98.8%

(Tabel 2) dan kadar SiO 2 dalam bentonit yang juga tinggi antara 71.1-73.8%

(Tabel 8). Darmutjie (1996) menyatakan bahwa nilai bleach power hanya terkait

dengan jumlah montmorillonit yang dikandungnya.

KESIMPULAN

1. Bentonit Ch 1, 2, 3 dan Kb 1 memiliki kadar montmorillonit antara 68.2-

98.8%, angka pengembangan antara 1.3-1.6 kali, KTK sebelum aktivasi

37.24-62.35 me/100g dan 16.89-22.95 me/100g setelah aktivasi, pH antara

5.34-8.05 sebelum aktivasi dan 2.66-3.14 setelah aktivasi, serta berat jenis

antara 2.17-2.59 g/cm3.

2. Contoh Pg dengan kadar montmorillonit hanya 9.1% tidak memenuhi

syarat disebut sebagai bentonit

3. Montmorillonit pada bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan negatif

pada lapisan tetrahedral, dan pada Kb 1 memiliki muatan negatif pada

lapisan oktahedral, sedangkan montmorillonit pada bentonit Ch 2 dan pada

contoh Pg memiliki muatan negatif di kedua lapisan tetrahedral dan

oktahedral.

4. Berdasarkan analisis XRD, TG/DTA dan FTIR-Spektrofotometer, bentonit

Ch 1 dan Ch 3 selain mengandung mineral montmorillonit juga

mengandung mineral kaolinit.

5. Pada proses aktivasi dengan HCl terjadi pelepasan unsur-unsur K sebesar

65-289 ppm, Na sebesar 6-27 ppm, Ca sebesar 24-1.365 ppm, Mg sebesar

78-1.853 ppm, Fe sebesar 1.288-4.052 ppm dan Al sebesar 1.119-6.287

ppm.

6. Nilai bleach power nampaknya lebih terkait dengan kadar montmorillonit

dan kadar SiO2 yang terkandung dalam bentonit.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1987. Bahan Galian Industri : Bentonit. Departemen Pengembangan dan Energi. Pusat Pengembangan Teknologi Mineral. Jakarta.

Arifin, M. dan A. Sudradjat. 1997. Bahan Galian Industri. Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Mineral. Bandung. Darmutjie, S.T. 1996. Perubahan Struktur Bentonit pada Proses Aktivasi dengan

Asam Sulfat. Prosiding Seminar Nasional II Spektroskopi. Jaringan Kerjasama Kimia Analitik Indonesia. Yogyakarta.

Diaz, Francisco R. Valenzuela and Persie de Souza Santos. 2001. Studies on The

Acid Activation of Brazilian Smectitic Clays. Departemento de Engenharia Metalurgica e de Materials, Escola Politecnica, Universidade de Sao Paulo. Sao Paulo.

Grim, R.E. 1968. Clay Mineralogy. Mc Graw-Hill Book & Co. Hováth, I., L. Stevula and J. Krajcovic. 1991. Al-Pillared montmorillonit:

Sorption of some probe molecules. Proc. 7th Euroclay Conf., Dresden '91, Greifswald : 517-522

Iskandar und H. Graf von Reichenbach. 1993. Zur Einlagerung von

Aluminiumhydroxo-Komplexen in Vermiculit. Berichte der Deutschen Ton- und Tonmineralgruppe e. V., Beitrage zur Jahrestagung Hannover 9 - 11 September 1992.

Iskandar. 1994. Zur Einlagerung von Aluminiumhydroxo-Polymeren in die

Zwischen-schichten aufweitbarer Schichtsilikate. Dissertation. Universität Hannover.

Jaynes, W.F. and S.A. Boyd. 1991. Clay Mineral Type and Organic Compound

Sorption by HDTMA-Exchanged Clays. Soil Sci. Soc. Am. J. 55: 43-48 Kompas. 2006. India Turunkan Bea Masuk Minyak Sawit, Eksportir

Diuntungkan. Jakarta: http://www.kompas.com/kompas-cetak/0608/16/ekonomi/2888194.htm. Diakses September 2006.

Lagaly, G. 1993. Praktische Verwendung und Einsatzmöglichkeiten von Tonen.

In Tonminerale und Tone: Struktur, Eigenschaften, Anwendung und Einsatz in Industrie und Umwelt, K. Jasmund/G. Lagaly (Hrsg). Steinkopff Verlag, Darmstadt: 358-427

Siagian, Naomi. 2003. Pertumbuhan CPO Mendongkrak Dunia. Jakarta: www.sinarharapan.co.id/ekonomi/industri/2003/1203/ind.1html. Diakses Agustus 2006.

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah. Faperta. IPB. Bogor. Stockmeyer, M. 1990. Adsorption organischer Substanzen an organophilen

Bentoniten. Z. dt. geol. Ges. 141: 445-451 Suharto, Rosediana. 2006. Industri Kelapa Sawit Tumbuh Signifikan. Jakarta:

http://www.dpin.go.id/ind/publikasi/berita_psb/2006/2006228.HTM. Diakses Agustus 2006.

Sutiani, Dini. 2006. Karakteristik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

sebagai Bahan Baku Bleaching Earth. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor.

Tan, K.H. 1993. Principles of Soil Chemistry, 2nd edition. Marcel Dekker, Inc.

New York. Yulianto, Toni. 2004. Karakteristik Bentonit sebagai Bleaching Earth dan

Pengaruhnya Terhadap Pemucatan Minyak Sawit Mentah. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor.

LAMPIRAN

Gambar Lampiran 1. Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

Cihamirung 1 (Ch 1) Cihamirung 2 (Ch 2)

Cihamirung 3 (Ch 3)

Kebon 1 (Kb 1) Panyosogan (Pg)

Gambar Lampiran 2. Difraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1)

Gambar Lampiran 3. Difraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2)

Gambar Lampiran 4. Difraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3)

Gambar Lampiran 5. Difraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1)

Gambar Lampiran 6. Difraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg)

Gambar Lampiran 7. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00Time [min]

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

mgTGA

-20.00

0.00

20.00

uVDTA

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00C

Temp

92.44 C

-30.59 uV

963.96 C19.15 uV

-3.997 mg

-25.955 %

Weight Loss

Cihamirung 1

CH 1.tadCH 1.tadCH 1.tadclay 1.tadclay 1.tadclay 1.tad

TempDTATGATempDTATGA

Gambar Lampiran 8. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00Time [min]

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

mgTGA

-40.00

-20.00

0.00

20.00

uVDTA

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00C

Temp

106.61 C

-38.21 uV

-3.363 mg-21.980 %

Weight Loss

Cihamirung 2

CH2.tadCH2.tadCH2.tadClay 2.tadClay 2.tadClay 2.tad

TempDTATGATempDTATGA

Gambar Lampiran 9. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00Time [min]

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

mgTGA

-30.00

-20.00

-10.00

0.00

10.00

20.00

uVDTA

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00C

Temp

103.71 C

-31.90 uV

-3.097 mg

-20.647 %

Weight Loss

Cihamirung 3

CH 3.tadCH 3.tadCH 3.tadclay 3..tadclay 3..tadclay 3..tad

TempDTATGATempDTATGA

Gambar Lampiran 10. Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00Time [min]

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

mgTGA

-40.00

-20.00

0.00

20.00

uVDTA

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00C

Temp

97.48 C

-39.64 uV

-3.665 mg-24.112 %

Weight Loss

Kebon 1

KB 1.tadKB 1.tadKB 1.tadclay 4.tadclay 4.tadclay 4.tad

TempDTATGATempDTATGA

Gambar Lampiran 11. Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00Time [min]

-4.00

-2.00

0.00

2.00

mgTGA

-40.00

-20.00

0.00

20.00

40.00

uVDTA

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00C

Temp

70.16 C-10.59 uV

-1.410 mg-9.216 %

Weight Loss

Panyosogan

Psgn .tadPsgn .tadPsgn .tadclay 5.tadclay 5.tadclay 5.tad

TempDTATGATempDTATGA

Gambar Lampiran 12. Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1

Gambar Lampiran 13. Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2

Gambar Lampiran 14. Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3

Gambar Lampiran 15. Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1

Gambar Lampiran 16. Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg

Tabel Lampiran 17. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2

Mt Ch 2 % W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 47.62 0.7925 3.1699 28.469 7.12 Al2O3 22.33 0.2190 1.3140 11.801 3.93 Fe2O3 2.79 0.0175 0.1048 0.941 0.31 MgO 3.81 0.0945 0.1890 1.697 0.85 ZnO 0.19 0.0023 0.0047 0.042 0.02 MnO 0.02 0.0003 0.0006 0.005 0.003 CuO 0.05 0.0006 0.0013 0.011 0.01 CaO 0.2 0.0036 0.0071 0.064 0.03 Na2O 2.91 0.0469 0.0939 0.843 0.84 K2O 0.66 0.0070 0.0140 0.126 0.13 Jumlah 80.58 4.8993

Tetrahedral

Oktahedral

Kation antar lapisan

Si 7.12 Al 3.05 Ca 0.03

Al 0.88 + Fe 0.31 Na 0.84

8.00 Mg 0.85 K 0.13 +

Zn 0.02 1.03

Mn 0.003

Cu 0.01 +

4.24

Muatan -0.88 -0.15 +1.03 Rumus Montmorillonit Ch 2 : Ca0.03Na0.84K0.13(Si7.12Al0.88) (Al3.05Fe0.31Mg0.85Zn0.02Mn0.003Cu0.01)O20(OH)4

Tabel Lampiran 18. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3

Mt Ch 3 % W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 52.92 0.8807 3.5227 28.612 7.15 Al2O3 23.76 0.2330 1.3982 11.356 3.79 Fe2O3 5.98 0.0374 0.2247 1.825 0.61 MgO 3.45 0.0856 0.1711 1.390 0.69 ZnO 0.10 0.0012 0.0025 0.020 0.01 MnO 0.04 0.0006 0.0011 0.009 0.005 CuO 0.04 0.0005 0.0010 0.0082 0.004 CaO 0.18 0.0032 0.0064 0.052 0.03 Na2O 2.29 0.0369 0.0739 0.600 0.60 K2O 0.74 0.0079 0.0157 0.128 0.13 Jumlah 89.50 5.4173

Tetrahedral

Oktahedral

Kation antar lapisan

Si 7.15 Al 2.94 Ca 0.03

Al 0.85 + Fe 0.61 Na 0.60

8.00 Mg 0.69 K 0.13 +

Zn 0.01 0.79

Mn 0.005 Cu 0.004 +

4.26

Muatan -0.85 +0.06 +0.79

Rumus Montmorillonit Ch 3 : Ca0.03Na0.60K0.13(Si7.15Al0.85) (Al2.94Fe0.61Mg0.69Zn0.01Mn0.005Cu0.0004)O20(OH)4

Tabel Lampiran 19. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1

Mt Kb 1 % W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 71.43 1.1887 4.7549 35.515 8.88 Al2O3 14.13 0.1386 0.8315 6.211 2.07 Fe2O3 2.30 0.0144 0.0864 0.645 0.22 MgO 3.30 0.0818 0.1637 1.223 0.61 ZnO 0.02 0.0002 0.0005 0.004 0.002 MnO 0.01 0.0001 0.0003 0.002 0.001 CuO 0.003 0.0000 0.0001 0.001 0.0003 CaO 0.18 0.0032 0.0064 0.048 0.02 Na2O 1.35 0.0218 0.0435 0.325 0.33 K2O 0.17 0.0018 0.0036 0.027 0.03 Jumlah 92.89 5.8909

Tetrahedral

Oktahedral

Kation antar lapisan

Si 8.00 + Al 2.07 Ca 0.02

8.00 Fe 0.22 Na 0.33 Mg 0.61 K 0.03 + Zn 0.002 0.40 Mn 0.001 Cu 0.0003 +

2.90 Muatan 0 -0.40 +0.40

Rumus Montmorillonit Kb 1 : Ca0.02Na0.33K0.03(Si8.00) (Al2.07Fe0.22Mg0.61Zn0.002Mn0.001Cu0.0003)O20(OH)4

Tabel Lampiran 20. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg

Mt Pg % W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 52.05 0.8662 3.4648 28.238 7.06 Al2O3 25.65 0.2516 1.5094 12.302 4.10 Fe2O3 1.62 0.0101 0.0609 0.496 0.17 MgO 2.62 0.0650 0.1300 1.059 0.53 ZnO 0.02 0.0002 0.0005 0.004 0.002 MnO 0.11 0.0016 0.0031 0.025 0.01 CuO 0.01 0.0001 0.0003 0.002 0.001 CaO 0.98 0.0175 0.0350 0.285 0.14 Na2O 2.56 0.0413 0.0826 0.673 0.67 K2O 5.28 0.0562 0.1123 0.916 0.92 Jumlah 90.90 5.3988

Tetrahedral

Oktahedral

Kation antar lapisan

Si 7.06 Al 3.16 Ca 0.14 Al 0.94 + Fe 0.17 Na 0.67 8.00 Mg 0.53 K 0.92 + Zn 0.002 1.87 Mn 0.01 Cu 0.001 + 3.87 Muatan -0.94 -0.93 +1.87

Rumus Montmorillonit Pg : Ca0.14Na0.67K0.92(Si7.06Al0.94) (Al3.16Fe0.17Mg0.53Zn0.002Mn0.01Cu0.001)O20(OH)4

Gambar Lampiran 21. Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi

CPO + Ch 1 CPO + Ch 2

CPO + Ch 3

CPO + Kb 1 CPO + Pg Keterangan : Tabung kiri CPO + bentonit alami, tabung tengah CPO, tabung

kanan CPO + bentonit hasil aktivasi