PENYERAPAN LOGAM BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) PADA AIR TANAH MENGGUNAKAN ZEOLIT

ALAM SECARA FILTRASI DENGAN METODE SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM (AAS)

Di Susun Oleh :

Kiki Agnesia Putri .S. ( 4101210002 )

KIMIA NK’ 10FMIPA UNIMED

2013

Potensi mineral yang besar di Indonesia salah satunya ialah mineral zeolitSalah satu tempat sumber mineral

zeolit di Sumatera Utara salah satunya di Kabupaten Tapanuli Utara, menghasilkan zeolit yang belum termanfaatkan secara maksimal. Sejauh ini zeolit hanya dimanfaatkan sebagai adsorben (Vera, 2005).

LatarBelakang

Pemanfaatan zeolit alam sebagai penurunan kadar Logam Fe dan Mn pada air tanah secara filtrasi

Rumusan Masalah

Berapakah ukuran zeolit alam yang tepat sehingga dapat digunakan untuk menurunkan kadar logam Fe dan Mn pada air tanah?Berapakah waktu kontak yang tepat bagi zeolit alam sehingga dapat menurunkan kadar Fe dan Mn pada air tanah?Berapakah laju filtrasi yang tepat untuk zeolit alam sehingga dapat digunakan untuk menurunkan kadar Fe dan Mn pada air tanah?

Batasan Masalah

Memberikan informasi tentang manfaat zeolit alam yang dapat digunakan sebagai bahan untuk menurunkan kadar ion Fe dan Mn pada air tanah.Memberikan informasi tentang waktu kontak, laju filtrasi, dan ukuran zeolit yang tepat guna menurukan kadar Fe dan Mn pada air tanah.Sebagai bahan masukandan pengembangan bagi peneliti khususnya mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang berminat untuk melanjutkan penelitian ini.

Manfaat Penelitian

Tinjauan PustakaZeolit Alam

Nama zeolit berasal dari kata " zein " yang berarti mendidih dan " lithos " yang artinya batuan. Rumus Kimia dari zeolit adalah

Mx/n {(AlO2)x(SiO2)y} z H2O.

Zeolit alam terbentuk karena adanya proses kimia dan fisika yang kompleks dari batu batuan yang mengalami berbagai macam perubahan di alam.

Untuk memperoleh zeolit dengan kemampuan yang tinggi diperlukan beberapa perlakuan, antara lain yaitu : preparasi, aktivasi dan modifikasi (Sutarti ,1994).

Logam Besi (Fe) Dalam AirBesi (Fe) adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Fe di dalam susunan unsur berkala termasuk logam golongan VIII, dengan berat atom 55,85g.mol-1, nomor atom 26, berat jenis 7.86 g.cm-3 dan umumnya mempunyai valensi 2 dan 3 (selain 1, 4, 6). Besi (Fe) adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan bebas.

Sumber KeberadaanKandungan Fe di bumi sekitar 6.22 %.Pada tanah sekitar 0.5 – 4.3%.Pada sungai sekitar 0.7 mg/L.Pada tanah sekitar 0.1 – 10 mg/L.Pada air laut sekitar 1 – 3 ppb.Pada air minum tidak lebih dari 200 ppb.

Konsentrasi Besi dalam air minum dibatasi maksimum 0.3 mg/L (sesuai Kepmenkes RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002)

Logam Mangan (Mn) Dalam Air

Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu – abu keperakan yang merupakan unsur pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54.94 g.mol-1, nomor atom 25, berat jenis 7.43 g.cm-3, dan mempunyai valensi 2, 4, dan 7 (selain 1, 3, 5, dan 6).

Sumber Keberadaan

Kandungan Mn di bumi sekitar 1060 ppm, di tanah sekitar 61 – 1010 ppm, di sungai sekitar 7 mg/L, di laut sekitar 10 ppm, di air tanah sekitar <0.1 mg/L.

Berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan No. 907 tahun 2002. Konsentrasi Mn di dalam sistem air alami umumnya kurang dari 0.1 mg/L

Potensi Zeolit Di Sumatera Utara

Lokasi : Desa Ambar Kecamatan

Simangumban Kabupaten

Tapanuli UtaraKoordinat : U 1o45'07,9" – T 99o08'35,8"Status : Eksplorasi Pendahuluan Cadangan : 6.000.000 tonHasil Analisa : SiO2 = 55,15 %,

Fe2O3= 2,80 %,

Al2O3 = 24,84 %,

Na2O3 = 0,39 %,

K2O = 1,26 %

Lokasi : Desa Sukamaju Kecamatan

Pahaejae Kabupaten Tapanuli Utara Status : Eksplorasi Pendahuluan Cadangan : 1.800.000 ton

Penelitian Sejenis1. “ Komposit Tawas Arang Aktif Zeolit Untuk

Memperbaiki Kualitas Air ”Oleh : Saryati, Sutisna, Sumarjo,WildanZL,Wahyudianingsih dan Siti Suprapti, Puslitbang Iptek Bahan (P3IB) – BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang 15314.

Kesimpulan : Komposit tawas, arang aktif dan zeolit mempunyai kemampuan menurunkan kekeruhan air, Komposit ini menurunkan kekeruhan, bilangan permanganat, dan jumlah bakteri coli dalam air. Komposisi komposit optimum adalah 1000mg arang aktif, 1000mg zeolit, 60mg tawas, 40mg natrium bikarbonat dan 50mg kanji dengan ukuran butiran lebih kecil dari 80 mesh.

2. “Kajian Modifikasi Dan Karakterisasi Zeolit Alam Dari Berbagai Negara”Oleh : Dewi Yuanita Lestari, Jurusan Pendidikan Kimia UNY.

Kesimpulan : Beberapa penelitian menunjukkan bahwa zeolit alam dari Turki dan Slovenia mayoritas kandungannya klinoptilolit sedangkan zeolit alam Indonesia (Malang dan Wonosari) banyak mengandung mordenit dan klinoptilolit. Aktivasi dan modifikasi yang dilakukan terhadap berbagai zeolit alam seperti perlakuan asam dan substitusi isomorfis ternyata mampu memperbaiki karakter zeolit alam antara lain dalam peningkatan keasaman, kristalinitas, luas permukaan spesifik dan rasio Si/Al serta hilangnya pengotor-pengotor. 

3. “Studi Pengaruh Aktifasi Termal Terhadap Struktur Mikro dan Porositas Zeolit Alam"Oleh : I Putu Putra Widia Semara1, Tjokorda Gde Tirta Nindhia2, Mahasiswa S2 Teknik Mesin Universitas Udayana Bali, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana Bali.

Kesimpulan : Dalam penelitian ini variasi suhu adalah : 100 , 200, 300, 400, dan 500 oC , dengan waktu yang sama yaitu 15 menit. Kemudian dilakukan pengamatan struktur mikro dan porositas dari masing- masing zeolit yang telah diaktifasi, dibandingkan dengan belum diaktifasi. Keaktifan optimum dari zeolit alam yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dengan pemanasan pada suhu aktifasi 200oC. Hal ini disebabkan karena dengan pemanasan pada suhu 200oC porositas yang diperoleh mencapai nilai optimum yang disebabkan karena adanya rongga-rongga porositas berbentuk persegi.

4. “Pengaruh Kombinasi Resin (Mangan Zeolit) Dengan Pasir Dalam Menurunkan Kadar Fe (Besi) Pada Air”Oleh : Zaenal Abidin, Ferizal Masra, dan Imam Santosa, Universitas Malahayati Bandar Lampung, Politeknik Kesehatan Tanjungkarang.

Kesimpulan : Berdasar hasil dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa media resin merupakan media paling efektif dalam menurunkan kadar Fe, Mn, Kesadahan, TDS dan Kekeruhan.

5. “Penyaringan Air Tanah Dengan Zeolit Alami Untuk Menurunkan Kadar Besi Dan Mangan”Oleh : Abdur Rahman, Budi Hartono, Departemen Kesehatan Lingkungan, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia.

Kesimpulan : Eksperimen ini mempelajari pengaruh waktu kontak dan laju filtrasi penyaringan air tanah dengan zeolit untuk menurunkan konsentrasi Fe dan Mn. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa Zeolit Bayah tanpa perlakuan cukup efektif dapat menurunkan konsentrasi Fe dan Mn dalam air tanah. Efektivitas zeolit dalam menurunkan konsentrasi Mn lebih baik dari Fe. Kondisi optimum penyaringan untuk waktu kontak adalah 30 menit dan untuk laju filtrasi 2 mL/menit. Debit penyaringan dengan kolom gelas berdiameter 4 cm dan tinggi 50 cm, dengan waktu kontak 30 menit dan laju filtrasi 2 mL/menit masih sangat kecil yang hanya cukup untuk kebutuhan minum satu orang per hari.

Metode PenelitianAlat : Peralatan Gelas Kolom Gelas 4 x 50 cm Neraca Analitik Furnance Cawan Porselen Ayakan 40, 60, 80, 100, 120 mesh Spektrofotometer

Bahan :• Zeolit Alam• Air Tanah• Aquadest

PROSEDUR

KERJA

• Preparasi

Zeolit Alam

Zeolit Bahan Baku

Dihaluskan, dan diayak sesuai variabel : 40, 60, 80, 100, 120 mesh

Dicuci dengan akuades dan dikeringkan

• Aktivasi Zeolit

Zeolit yang telah dihaluskan

Zeolit Teraktifasi

• Penyaringan Air TanahZeolit

Teraktifasi

Konsentrasi

• Masukan ke dalam furnace dan panaskan hingga suhu 200°C selama 4 jam.

• Menimbang berat zeolit setelah pemanasan, lalu simpan di tempat kedap udara.

Memasukkan ke dalam kolom gelas sehingga kolom terisi separuhnya (25 cm)

Kolom zeolit diisi dengan sampel air tanah sampai kira-kira 2/3-nya dengan stopcock tertutup..

Stopcock kemudian dibuka dan bukaannya diatur-atur untuk mendapatkan Vf 18, 15, 12, 9, 3 mL/menit.

Sampel dibiarkan mengalir dan filtrat ditampung untuk di ukur konsentrasi Fe dan Mn-nya pada menit ke – 120, 140, 160, 180 dan 200.

Ukur Absorbansi filtrat pada

λ = 248,3 – 252,3nm (Fe) dan

λ= 279,5nm (Mn)