STUDI ADSORPSI FOSFAT PADA AIR OLEH MINERAL GIBSIT …

STUDI ADSORPSI FOSFAT PADA AIR OLEH MINERAL GIBSIT ALAM

DAN GIBSIT TERINTERKALASI OLEH LITIUM

Rahma Widya Rinukti, Riwandi Sihombing, Ph.D, Dr. Yuni K. Krisnandi

Departemen Kimia, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

E-mail : [email protected]

ABSTRAK

Pada penelitian ini, mineral gibsit (Al2(OH)6) digunakan sebagai adsorben untuk adsorpsi fosfat pada media air.

Dilakukan empat perlakuan pada mineral gibsit untuk mengetahui perbedaan daya adsorpsinya. Gibsit di purifikasi

dengan metode Tributh Lagaly dan diinterkalasi dengan LiCl selama 24 jam untuk meningkatkan daya adsorpsi nya.

LiCl yang terinterkalasi ke dalam gibsit akan membentuk struktur [LiAl2(OH)6]+ dan akan terjadi pertukaran anion

Cl-

pada saat proses adsorpsi pada lapisan interlayer gibsit. Gibsit hasil purifikasi terinterkalasi litium (LiG

purifikasi) memiliki kapasitas adsorpsi paling besar dan pH 4,5 merupakan kondisi dimana gibsit memiliki

kapasitas adsorpsi optimum sebesar 5,173 mg P/g gibsit dan berdasarkan data hasil EDX terdapat unsur fosfor

sebesar 1,04% (%Wt). Daya adsorpsi menurun seiring menurunnya jumlah spesi ion H2PO4-/HPO4

2- dalam larutan.

Hasil ini menunjukkan LiG purifikasi dapat digunakan sebagai adsorben alternatif untuk adsorpsi fosfat pada air.

Study Adsorption of Phosphate on water by Mineral Gibbsite and Gibbsite

Intercalated with Lithium

ABSTRACT

In this study, gibbsite mineral (Al2(OH)6) was used as an adsorbent for the adsorption of phosphate in water. There

are 4 treatments for gibbsite mineral to know the differences in adsorption capacity. In this study, Tributh Lagaly

method was applied for purification of gibbsite. Gibbsite was intercalated with LiCl for 24 hours to increase the

adsorption. LiCl intercalatig into gibbsite giving a structure of [LiAl2(OH)6]+ and anion exchange process of Cl

- will

occur during the adsorption process on the gibbsite interlayer. Purified and lithium-intercalated Gibbsite (purified

LiG) in the aquos solution at pH 4,5 has given the highest adsorption capacity of 5.173 mg P/g gibbsite when 0,3 g

of gibbsite was applied and based on the results of EDX measurement, it contained 1.04% (%Wt) of elemental

phosphorus. The adsorption decreased with decreasing amount of H2PO4-/HPO4

2- species. These results showed

purified LiG can be used as an adsorbent for phosphate removal from water.

Keyword : Lithium-Intercalated, Gibbsite, Adsorption, Phophate, Anion Exchange

Pendahuluan

Berkembangnya industri yang ada di Indonesia dan meningkatnya aktifitas masyarakat

memberikan dampak positif dan negatif terhadap lingkungan sekitar. Salah satu dampak negatif

yang terjadi adalah timbulnya pencemaran lingkungan, terutama pencemaran lingkungan

perairan. Salah satu elemen yang berkontribusi dalam pencemaran perairan adalah fosfor,

Studi adsorpsi..., Rahma Widya Rinukti, FMIPA UI, 2014

mailto:[email protected]

sumber fosfor di perairan adalah aktifitas industri, limbah domestik, aktifitas pertanian dan

pertambangan batuan fosfat serta penggundulan hutan (Ruttenberg, 2004). Fosfor merupakan

elemen yang reaktif dan tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam, tetapi didapatkan dalam

bentuk senyawa fosfat yang terdiri atas fosfat terlarut dan fosfat partikulat. Fosfat terlarut terbagi

atas fosfat organik dan fosfat anorganik yang terdiri atas ortofosfat dan polifosfat (McKelvie,

1999).

Meningkatnya konsentrasi fosfat di perairan dapat menimbulkan eutrofikasi yang lebih

cepat dari waktu normalnya yang dapat menyebabkan menurunnya konsentrasi oksigen terlarut

di perairan sehingga menyebabkan kematian biota air. Pertumbuhan alga yang tidak terkendali

pun menyebabkan menurunnya kualitas dan kuantitas air. Oleh karena itu, diperlukan suatu

material yang dapat mengurangi kadar fosfat. Salah satunya adalah dengan membuat material

yang mampu menyerap fosfat untuk mengurangi pencemaran terhadap lingkungan perairan.

Pada penelitian ini digunakan mineral gibsit alam dan gibsit terinterkalasi litium (LiG)

yang terlihat pada Gambar 1.1 sebagai media untuk menyerap fosfat, dimana mineral gibsit

diketahui memiliki rongga oktahedral tanpa kation yang akan dimanfaatkan untuk penyisipan ion

Li+ yang akan membantu mineral gibsit dalam menyerap fosfat dengan mekanisme anion clay.

Pada mineral gibsit, ion fosfat akan teradsorpsi pada permukaan eksternal dengan

adsorpsi bergantung pada variabel pH. Pada penilitian ini akan dilakukan metode purifikasi pada

gibsit untuk meningkatkan daya adsorpsinya terhadap fosfat dan akan dilakukan karakterisasi

menggunakan XRD, EDX, FTIR dan Uv-Vis.

Tinjauan Pustaka

Gibsit

Gibsit merupakan mineral hidroksida aluminum dengan rumus kimia Al2(OH)6 dan

merupakan mineral paling umum yang ada dalam lingkungan tanah (M.Wedde,1974). Gibsit

juga merupakan mineral utama pada tanah-tanah Ultisol dan Oksisol dengan pelapukan lanjut

dikawasan tropik dan subtropik, iklim tropis dan sub-tropis kondusif untuk pembentukan gibsit.

Pelapukan awal mika menghasilkan vermikulit kemudian menghasilkan smektit dan melalui

proses pedogenik menghasilkan klorit lalu membentuk kaolinit. Pembentukan kaolinit


kemungkinan menghasilkan gibsit. Pembentukan gibsit dapat terjadi dengan cepat pada saat

proses pemisahan Si dan Al (Tan, 1991).

Gibsit termasuk ke dalam mineral lempung kaolinite yang memiliki struktur susunan

lapisan kristal T-O (tetrahedral silika – octahedral alumina). Lapisan oktahedral yang dimiliki

gibsit bermuatan netral, oleh karena itu ikatan antar layer nya merupakan ikatan van der waals

yang lemah.

Struktur dasar dari gibsit adalah lembaran oktahedron terikat alumunium hidroksida

yang bermuatan netral. Al3+

pada mineral gibsit membagi +0,5 muatannya pada setiap ion O2-

sehingga ion O2- memiliki kelebihan muatan -1,5 oleh karena itu kelebihan muatan yang ada

harus diseimbangkan dengan cara setiap O2- yang ada harus berikatan dengan 2 ion Al

3+. O2

-

yang telah berikatan dengan 2 ion Al3+

akan memiliki kelebihan muatan -1 yang akan distabilkan

oleh masing-masing ion H+ sehingga muatan keseluruhan menjadi netral.

Struktur gibsit disebut dioktahedral karena hanya 2/3 bagian yang terisi. Karena

hidroksida nya berikatan dengan dua ion aluminium sehingga 1/3 dari aluminum pusat adalah

kosong. Lubang oktahedral yang ada akan dimanfaatkan untuk menyisipkan kation-kation

berukuran kecil seperti litium (Li+) yang memiliki jari-jari ion 0,6Å dengan proses interkalasi

untuk meningkatkan daya adsorpsi nya.

Clay aluminium hidroksida yang umumnya berada di tanah yang sangat lapuk. Clay ini

terdiri dari lembar dioktahedral yang atom hidrogen nya terikat bersama. Permukaan hidroksil

pada gibsit terikat secara kovalen yang memiliki kapasitas untuk menyerap kuat anion tertentu.

Gibsit memiliki specific surface area antara rentang 26 sampai 50,5 m2/g. Adsopsi pada gibsit

hanya terjadi pada permukaannya, oleh karena itu persentase spesific surface

area direpresentasikan oleh permukaan tepi (Alexander, 1998).

Interkalasi

Interkalasi adalah peristiwa masuknya suatu molekul ke dalam molekul lain yang

memiliki rongga atau lapisan (layer). Molekul yang masuk disebut interkalator (guest) dan

molekul yang disisipi disebut interkalat (host). Cara interkalasi ini dilakukan untuk memodifikasi

sifat dari material tersebut. Sebagai contoh adalah mineral gibsit yang dapat mengadsorpsi fosfat,

tetapi dengan dilakukannya interkalasi ke dalam layer gibsit, maka daya adsorpsi gibsit akan

meningkat secara signifikan (Shan-Li Wang et al., 2007).


Berikut ini adalah persamaan pembentukan senyawa interkalasi antara garam litium

dengan gibsit :

LinX + 2nAl(OH)3 + pH2O [LiAl2(OH)6]nX⋅pH2O (LADH-X)

Dimana X = Cl-,Br

-,I

-, SO4

2-, NO3

-.

Ion Li+ yang disisipkan ke dalam rongga oktahedral pada gibsit yang akan berkontribusi

meningkatkan muatan positif pada Al2(OH)6 sehingga dapat meningkatkan kapasitas pertukaran

anion dalam gibsit.

Mekanisme teradsorpsinya fosfat ke dalam permukaan gibsit disebut dengan anion clay,

dimana yang bertukar adalah ion Cl- yang berasal dari LiCl dengan spesi ion fosfat.

Adsorpsi anion oleh gibsit terjadi pada permukaan gibsit melalui reaksi di bawah ini:

Al≡OH + H3X Al≡H2X + H2O

Al≡OH + H3X Al≡HX- + H2O + H

+

Al≡OH + H3X Al≡HX2-

+ H2O + 2H+

Dimana X adalah anion trivalen atau anion singlevalen (Goldberg et al, 1996).

Fosfor

Berbagai unsur – unsur yang dibutuhkan bagi makhluk hidup sangat banyak, dan

diantaranya adalah fosfor. Dalam tabel periodik, fosfor merupakan unsur dengan nomor atom 15

dengan konfigurasi elektron [Ne] 3s2 2p

3. Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk

bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan

polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor membentuk kompleks

ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak larut, dan mengendap pada sedimen

sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh algae akuatik (Effendi., 2003). Senyawa anorganik fosfat

dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10%

sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-

. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam

pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme (Hutagalung et al.,

1997). Fosfat merupakan zat hara penting bagi tumbuh kembangnya fitoplankton, sedangkan

fitoplankton merupakan parameter biologi yang dapat dijadikan indikator untuk mengevaluasi


kualitas dan tingkat kesuburan suatu perairan (Fachrul et al., 2005), sehingga secara tidak

langsung indikator kesuburan perairan dapat dianalisis dari kondisi trofik perairan berupa

kelimpahan senyawa fosfat.

Sumber fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai.

Karena sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga

sumber fosfat di muara sungai lebih besar dari sekitarnya. Tiga bentuk asam fosfat yang dikenal

adalah asam ortofosfat (H3PO4), asam pirofosfat (H4P2O7), dan asam metafosfat (HPO3).

Ortofosfat adalah bentuk yang paling stabil dan sering disebut dengan fosfat saja. Asam

ortofosfat membentuk tiga deret garamnya, yaitu ortofosfat primer (NaH2PO4), ortofosfat

sekunder (Na2HPO4), dan ortofosfat tersier (Na3PO4), (Vogel, 1979). Fosfat akan diabsorpsi oleh

fitoplankton dan seterusnya masuk ke dalam rantai makanan.

Konstanta disosiasi dari fosfat dapat dilihat dari persamaan berikut :

H₃PO₄+ H₂O ↔ H₃O⁺+ H₂PO₄⁻ Ka = 7,11x10⁻³

H₂PO₄⁻+ H₂O ↔ H₃O⁺+ HPO₄2⁻ Ka = 6,32x10⁻⁸

HPO₄⁻+ H₂O ↔ H₃O⁺+ PO₄³⁻ Ka = 1,7x10⁻¹2

Metode Penelitian

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Gibsit Alam, Natrium dihidropospat

(NaH2PO4.2H2O) (Merck), Dinatrium hidropospat ( Na2HPO4) (Merck), Ammonium Molibdat

(Merck), H2O2 30% (Merck), Akuades, LiCl (Merck), Asam klorida (HCl) (Merck, 1M), Tri-

Natrium Sitrat Dihidrat, C6H5Na3O7.2H2O (Merck), Asam Sulfat, H2SO4 (Merck, 18M),

Antimon-Kalium Tartrat, K2Sb2(C4H2O6)2 (Merck), Asam askorbat (Merck)

Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mortar, gelas beker, gelas ukur, pengaduk

kaca, spatula, pH meter, labu ukur, pipet tetes, pipet volumetric, kuvet, corong, botol semprot,

magnetic stirer, hot plate, stirrer bar, pengayak 100 µm, centrifuge, oven, bulb.


Skema Kerja

Hasil dan Pembahasan

Preparasi dan Purifikasi

Pada awal preparasi, gibsit yang diperoleh berupa bongkahan batu, sehingga diperlukan

mortar untuk menggerus bongkahan gibsit yang diperoleh yang selanjutnya dilakukan

pengayakan bertahap dari 700 mikron hingga 100 mikron yang bertujuan untuk memperluas

permukaan gibsit. Pada mineral gibsit alam masih banyak terkandung senyawa-senyawa

pengotor lain, hal tersebut dapat dilihat dari warna bongkahan mineral gibsit yang berwarna

oranye yang dapat diindikasikan bahwa mineral gibsit tersebut mengandung besi dan

berdasarkan data hasil EDX.

Pada mineral gibsit alam yang digunakan mengandung 6nsure besi sebesar 12,34%. Oleh

karena kandungan besi yang cukup tinggi, maka pada penelitian ini dilakukan purifikasi dengan

menggunakan metode Tributh Lagaly, yang meliputi purifikasi untuk menghilangkan karbonat,

oksida besi dan material organik.

Langkah pertama purifikasi adalah menghilangkan karbonat, dengan tujuan untuk

menghilangkan ion kalsium dan magnesium dari senyawa karbonat yang dapat mengurangi daya

adsorpsi pada mineral gibsit. Purifikasi karbonat dilakukan dalam suasan asam menggunakan

buffer asetat pH 4.9. Proses purifikasi karbonat dianggap selesai apabila sudah tidak terbentuk


gelembung lagi, yang menandakan lepasnya gas CO2. Mineral Gibsit yang telah bebas karbonat,

selanjutnya dilakukan purifikasi menghilangkan oksida besi.

Purifikasi menghilangkan oksida besi dilakukan dengan cara mereduksi besi pengotor

Fe3+

menjadi Fe2+

dengan menggunakan buffer sitrat sebagai pengomplek besi hasil reduksi, dan

digunakan natrium ditionat sebagai reduktor. Pada mineral gibsit alam, 7nsure besi sebagian

besar berasal dari senyawa Fe2O3 yang kelarutannya dalam air sangat kecil sehingga perlu

ditambahkan natrium ditionat untuk mereduksi Fe2O3 menjadi FeO yang mempunyai kelarutan

lebih besar. Dari hasil purifikasi menghilangkan oksida besi warna filtrate yang berwarna kuning

kecoklatan yang mengindikasikan terbentuknya kompleks besi sitrat.

Selanjutnya dilakukan purifikasi menghilangkan material organik menggunakan

oksidator kuat H2O2. Secara teoritis produk akhir yang terbentuk apabila H2O2 berhasil

mengoksidasi senyawa organik adalah CO2 dan H2O. Purifikasi menghilangkan senyawa unsur

ini dilakukan karena material organik dapat mengganggu analisis dengan sinar – X. Purifikasi ini

dilakukan dengan suhu 90˚C karena penguraian material organik sangat dipengaruhi oleh unsur -

unsur dan juga suhu 90˚C merupakan kondisi optimum agar H2O2 mampu mengoksidasi material

unsur. Karena reaksi yang terjadi dengan menggunakan H2O2 merupakan reaksi radikal, jadi

apabila suhu yang digunakan terlalu tinggi maka semua H2O2 dikhawatirkan akan

terdekomposisi secara termal sehingga tidak sempat menghasilkan radikal.

Diagram EDX Gibsit Alam dan Gibsit Purifikasi

O Al Si Ba Fe Co

gibsit alam 48,39 32,13 5,61 1,23 12,34 0,28

gibsit purifikasi 49,20 37,00 5,62 1,56 4,22 0,26

0

10

20

30

40

50

60

%B

era

t gibsit alam

gibsitpurifikasi


Senyawaan besi pada mineral gibsit hasil purifikasi masih terdapat 4,22% (% Wt), namun

dengan menggunakan metode Tributh Lagaly ini senyawaan besi berhasil berkurang sebesar

76,98% dimana yang pada awalnya mineral gibsit alam mengandung unsur besi sebesar 12,34%

(%Wt) setelah dilakukannya purifikasi oksida besi, kandungan unsur besi menjadi 2,84%.

Interkalasi Li+

Interkalasi Li+ ke dalam mineral gibsit diharapkan dapat meningkatkan daya adsorsi dari

mineral gibsit tersebut. Interkalasi dilakukan dengan mendispersikan gibsit ke dalam larutan LiCl

yang akan membentuk [LiAl2(OH)6]Cl.xH2O, dimana nantinya Cl- akan bertukar dengan spesi

ion fosfat di masing-masing pH, yaitu H3PO4 pada pH 2,5 ; H2PO4- pada pH 4,5 dan HPO4

2- pada

pH 9,5. Karena pada interlayer gibsit yang di pertukarkan adalah anion, maka disebut juga

dengan anion clay.

Difraktogram XRD LiG Alam

Menurut laporan Wang (2007) peak difraktogram pada 2Ɵ 11,56o dan 23,2

o merupakan

puncak khas dari Li+. Jadi dapat dinyatakan bahwa interkalasi Li

+ berhasil dilakukan dalam

penelitian ini.

Adsorpsi Fosfat oleh Gibsit Alam, Gibsit Purifikasi, LiG Alam dan LiG Purifikasi

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 20 40 60 80 100

Inte

nsi

tas

2Ɵ


Adsorpsi fosfat pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mineral gibsit dengan

berbagai treatment, yaitu gibsit alam, gibsit purifikasi, LiG alam dan LiG purifikasi, selain itu

dilakukan dalam kondisi pH yang berbeda, yaitu pH 2,5; pH 4,5; dan pH 9,5. Pemilihan pH

tersebut dilakukan untuk mengetahui perbandingan daya adsorpsi pada mineral gibsit.

Variasi pemilihan pH dilakukan berdasarkan distribusi spesi ion fosfat pada air. Variasi

pH di lakukan pada pH 4,5 dan 9,5 karena mewakili rentang pH air di alam, sedangkan pH 2,5

dilakukan untuk mengatahui bagaimana kestabilan struktur gibsit apabila berada di pH yang

sangat asam. Menurut Shan-Li Wang et al., 2007 mineral gibsit tidak stabil apabila berada di

bawah pH 4 dan di atas pH 10. Pada penelitian ini digunakan larutan yang mengandung fosfat

dengan konsentrasi P awal adalah 100 ppm.

Pertama yang dilakukan adalah membandingkan kapasitas adsorpsi gibsit alam pada pH

2,5; pH 4,5 dan pH 9.5. Kapasitas adsorpsi diperoleh dengan memasukkan absorbansi filtrat

yang di peroleh ke dalam kurva standar untuk mengetahui konsentrasi fosfat yang masih ada di

dalam larutan.

Data yang diperoleh menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsinya lebih besar jika

dibandingkan dengan gibsit alam dan gibsit purifikasi. Dan dapat disimpulkan bahwa

dilakukannya interkalasi Li+ ke dalam mineral gibsit dapat meningkatkan kapasitas adsorpsinya.

Dari kecenderungan kurva yang diperoleh, daya adsorpsi pada pH 4,5 selalu lebih besar apabila

dibandingkan dengan pH 9,5 dan pH 2,5 dan ini dapat dijelaskan dengan distribusi hubungan

spesi ion fosfat dan pH pada air. Dalam suasana basa, spesi ion fosfat yang terbentuk adalah

HPO42-

yang akan bertukar dengan 2 ion Cl-, tetapi dengan adanya spesi ion lain, yaitu ion OH

-

pada pH basa akan menyebabkan terjadinya persaingan antara fosfat dengan OH-

saat proses

adsorpsi berlangsung, sehingga mengurangi daya adsorpsi nya. Dalam pH 4,5 spesi fosfat yang

terbentuk adalah H2PO4- yang akan bertukar dengan 1 ion Cl

-, selain itu pada suasana asam,

hanya terdapat sedikit ion OH- sehingga mengurangi persaingan pada saat terjadinya pertukaran

anion antara Cl- dengan fosfat. Pada pH 2,5, terdapat 2 spesi yang harus dipertukarkan yaitu

H3PO4 dan H2PO4-, dimana pada spesi H3PO4 tidak dapat dipertukarkan, sehingga hanya terjadi

pertukaran ion H2PO4- (yang jumlahnya kecil) dengan Cl

-, dan ini menyebabkan menurunnya

kapasitas adsorpsi mineral gibsit dalam kondisi yang sangat asam.


Berdasarkan semua data kapasitas adsorpsi dari gibsit dengan berbagai treatment yang

diperoleh, LiG purifikasi memiliki kapasitas adsorpsi yang paling besar dibandingkan gibsit

alam, gibsit purifikasi dan LiG alam. Dilihat dari kecepatan dan besarnya kapasitas adsorpsi

menunjukkan bahwa metode purifikasi dan interkalasi yang dilakukan sangat berpengaruh

terhadap daya adsorpsi gibsit karena pada LiG purifikasi pengotor – pengotor seperti oksida besi

sudah banyak hilang sehingga memberi cukup ruang untuk ion Li+.

Kurva Perbandingan Waktu Kontak dengan Kapasitas Adsorpsi pH 4,5

Perbandingan Kapasitas Adsorpsi Gibsit pada pH Asam dan pH Basa

Dari kecenderungan kurva yang diperoleh, secara umum dapat dikatakan bahwa

kapasitas adsorpsi pada gibsit alam dengan LiG purifikasi memiliki perbedaan yang cukup

signifikan. Pada LiG purifikasi, sebagian senyawa pengotor yang sudah dihilangkan dan adanya

Li+ dapat meningkatkan basal spacing pada layer gibsit sangat membantu dalam proses adsorpsi

fosfat pada mineral gibsit.

LiG purifikasi selalu memliki kapasitas adsorpsi terbesar dibandingkan gibsit lainnya.

Besarnya kapasitas ini disebabkan Li+ yang masuk ke dalam rongga gibsit lebih maksimal karena

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 200 400 600 800 1000

Q m

g P

/g g

ibsi

t

waktu (menit)

gibsit purifikasi

Gibsit alam

LiG alam

LiG purifikasi


sudah berkurangnya senyawa oksida besi, dan senyawa pengotor lain. Berkurangnya senyawa

besi dan pengotor tersebut di dukung oleh hasil analisis EDX.

Isoterm Adsorpsi

Pada penelitian ini, isoterm adsorpsi hanya diamati pada gibsit yang memiliki kapasitas

adsorpsi paling besar, yaitu LiG purifikasi.

Kurva perbandingan antara waktu dengan kapasitas adsorpsi (Q) pada LiG purifikasi

Isoterm adsorpsi dilakukan untuk mengetahui kapasitas adsorpsi maksimum. Reaksi

pertukaran anion adalah reaksi yang relatif cepat, dan proses ini dilakukan dengan pengadukan

selama 15 menit terhadap masing-masing pH dan masing-masing konsentrasi larutan fosfat.

Rentang konsentrasi yang dilakukan adalah 5 ppm hingga 120 ppm (5, 20, 30, 60, 80, 100, 120).

Waktu 15 menit diambil karena gibsit mulai jenuh dalam mengadsorpsi larutan fosfat. Dari kurva

tersebut dapat dilihat bahwa pada pH 4,5 memiliki kapasitas Adsorpsi paling optimal di

bandingkan dengan pH 2,5 dan pH 9,5. Pada Tabel 4.9 dan Gambar 4.20 mulai terlihat puncak

optimum kapasitas adsorpsi gibsit pada rentang 80 hingga 120 ppm.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 200 400 600 800 1000

Q m

g P

/g g

ibsi

t

waktu (menit)

pH 2.5

pH 4.5

pH 9.5


Kurva Kapasitas Adsorpsi vs Konsentrasi

Dengan diperoleh nya data pengaruh pH terhadap kapasitas adsorpsi pada berbagai

variasi konsentrasi, dapat disimpulkan gibsit yang telah di interkalasi dan telah di purifikasi

memiliki kapasitas adsorpsi rata-rata sebesar 5,173 mg P/g gibsit pada pH 4,5 dimana pada

kondisi tersebut gibsit memiliki daya adsorpsi optimum.

Diagram Hasil EDX Isoterm Adsorpsi

0

2

4

6

8

0 50 100 150

mg

P/g

gib

sit

konsentrasi (ppm)

pH 9.5

pH 2.5

pH 4.5

O Al Si Ba Fe Co P Cl

LiG Purifikasi 49,20 37,00 5,62 1,56 4,22 0,26 0,40

pH 4,5 68,64 27,07 2,61 0,12 0,84 0,06 0,66

0

10

20

30

40

50

60

70

80

% B

era

t

LiG Purifikasi

pH 4,5


Bukti adanya fosfor yang teradsorpsi ditunjukkan oleh data dan diagram hasil analisis

EDX dimana setelah dilakukan pengadukan 0,3 gram gibsit (LiG Purifikasi) dalam 25 mL

larutan fosfat pH 4,5 selama 15 menit, terdapat kandungan fosfor sebesar 0,66% di dalam

mineral gibsit.

Kesimpulan

Pada penelitian ini purifikasi dengan metode Tributh Lagaly berhasil menghilangkan

sebagian senyawa pengotor pada mineral gibsit alam yang berasal dari Bintan, Riau dan lebih

baik dari pada metode yang digunakan pada penelitian sebelum nya yang hanya menggunakan

purifikasi oksida besi dan material organik. Purifikasi dengan metode Tributh Lagaly ini mampu

menghilangkan unsur besi sebesar 76,98% berdasarkan analisis data hasil EDX yang diperoleh.

Pada proses adsorpsi terhadap fosfat dengan menggunakan LiG Purifikasi pada pH 4,5 memiliki

kapasitas adsorpsi terhadap fosfat terbesar, yaitu 5,173 mg P/g gibsit, sedangkan gibsit alam

tanpa interkalasi memiliki kapasitas adsorpsi terhadap fosfat sebesar 1,763 mg P/g gibsit.

Berdasarkan data yang diperoleh, proses purifikasi dan interkalasi yang dilakukan pada

penelitian ini sangat berpengaruh terhadap daya adsorpsi dari mineral gibsit tersebut.

Daftar Referensi

[1] Alexander, F. J. (1998). Adsorption of Arsenate and Phosphate on Gibbsite from Artificial

Seawater. Montreal: Department of Earth and Planetary Sciences.

[2] Coelho, A. C., Santos, H. d., Kiyohara, P. K., Marcos, K. N., & Santos, P. d. (2007). Surface

Area, Crystal Morphology and Characterization of Transition. Materials Research , 183-189.

[3] Effendi, H. (2003). Telaah Kualitas Air, Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan

Perairan. Jakarta: Kanisius.

[4] Elderfield, H., & Hem, J. D. (1973). The development of crystalline structure in aluminium

hydroxide polymorphs on ageing. Mineralogical Magazine , 89-96.

[5] Harpasis, S. (2006). Kimia Laut Proses Fisik Kimia dan Interaksinya dengan Lingkungan.

Bogor: Institut Pertanian Bogor Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan.


[6] Hutagalung, P., H., Setiapermana, D., & Riyono, H. (1997). Metode Analisis Air Laut,

Sedimen, dan Biota. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

[7] Islam, M. R., Stuart, R., Risto, A., & Vesa, P. (2002). Mineralogical changes during intense

chemical weathering of sedimentary rocks in Bangladesh. Journal of Asian Earth Science ,

889-901.

[8] Lukmana, H. (2013). Studi Adsorpsi Fosfat oleh Mineral Gibsit dan Gibsit Diinterkalasi

Litium (LIG). Depok: FMIPA Universitas Indonesia.

[9] McKelvie, I. D. (1999). Characterisation of water-extractable soil organic phosphorus by

phosphatase hydrolysis.

[10] Mehra, O. P., & Jackson, M. L. Iron Oxide Removal from Soils and Clays by a

Dithionite-Citrate System Buffered with Sodium Bicarbonat. Wisconsin: Department of Soils

University of Wisconsin.

[11] Muljadi, D., Posner, A. M., & Quirk, J. P. (1966). The mechanism of phosphate

adsorption by kaolinite, gibbsite, and pseudoboehmite.

[12] Prasanna, S. V., & Kamath, P. V. (2009). Anion-Exchange Reactions of Layered Double

Hydroxides: Interplay between. Ind. Eng. Chem. Res. , 6315–6320.

[13] Prayitno, H. B. (2011). Kondisi Trofik Perairan Teluk Jakarta dan Potensi Terjadinya

Ledakan Populasi Alga Berbahaya. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia , 247-262.

[14] Ruttenberg, C. K. (2004). Presence and regulation of alkaline phosphatase activity in

eukaryotic phytoplankton from the coastal ocean: Implications for dissolved organic

phosphorus remineralization. Honolulu: Department of Oceanography and Department .

[15] Saleiro, G. (2012). Processing of Red Ceramic Using a Fast-Firing cycle.

[16] Schoen, R., & Roberson, C. E. (1970). Structures of aluminium hydroxide and

geochemical implications. The American Mineralogist , 55.

[17] Tan. (1991). Thermal analysis of soils. Madison, Wisconsin, USA.: Minerals in Soil

Environments.

[18] Tusseau-Vuilleman, M. H. (2001). Do food processing industries contribute to the

eutrophication of aquatic systems?

[19] Vogel. (1979). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro, Edisi ke

lima, Bagian II. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.


[20] Wang, S.-L., Cheng, C.-Y., Tzou, Y.-M., Liaw, R.-B., Chang, T.-W., & Chen, J.-H.

(2007). Phosphate removal from water using lithium intercalated gibbsite. Journal of

Hazardous Materials , 205–212.


STUDI ADSORPSI FOSFAT PADA AIR OLEH MINERAL GIBSIT …

Documents

Transcript of STUDI ADSORPSI FOSFAT PADA AIR OLEH MINERAL GIBSIT …