MODIFIKASI ZEOLIT MELALUI INTERAKSI DENGAN Fe(OH) 3 UNTUK MENINGKATKAN KAPASITAS TUKAR ANION FIRDAUS SYAFII

Transkripsi

1 MODIFIKASI ZEOLIT MELALUI INTERAKSI DENGAN Fe(OH) 3 UNTUK MENINGKATKAN KAPASITAS TUKAR ANION FIRDAUS SYAFII DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

2 ABSTRAK FIRDAUS SYAFII. Modifikasi Zeolit melalui Interaksi dengan Fe(OH) 3 untuk Meningkatkan Kapasitas Tukar Anion. Dibimbing oleh CHARLENA dan SRI SUGIARTI. Struktur zeolit yang bermuatan negatif yang diakibatkan penggantian atom Si oleh atom Al pada proses pembentukannya, membuat zeolit berfungsi sebagai penukar kation dan sedikit sebagai penukar anion. Peningkatan kemampuan zeolit sebagai penukar anion dapat ditingkatkan melalui modifikasi zeolit. Salah satu caranya adalah dengan penambahan Fe(OH) 3. Prinsipnya adalah ion Fe masuk dalam rongga zeolit dan membentuk kompleks dengan senyawa anion (ligan). Berdasarkan hasil penelitian, modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 dapat dilakukan pada zeolit alam dan zeolit alam teraktivasi sehingga kapasitas tukar anion zeolit semakin meningkat. Kapasitas tukar anion zeolit termodifikasi lebih tinggi dibandingkan zeolit sebelum modifikasi, berturut turut sebesar dan mek/100 g. Modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 menghambat proses adsorpsi terhadap biru metilena, hal ini karena perubahan struktur sifat zeolit setelah dimodifikasi. Kapasitas adsorpsi zeolit terhadap biru metilena terbesar terdapat pada zeolit aktif yang tidak dimodifikasi sebesar mg/g ABSTRACT FIRDAUS SYAFI I. Zeolite Modification by Interaction with Fe(OH) 3 to Increase Anion Exchange Capacity. Supervised by CHARLENA and SRI SUGIARTI Zeolite structure, that bears negative charge caused by replacement of Si with Al in the process of its formation, makes the zeolite has a function as cation exchanger and some anion exchange. To improve its anion exchange properties, zeolite can be modified by addition of Fe(OH) 3. Fe 3+ ions will enter empty cavities of the zeolite and bind the anions (ligands) to form complexes. Based on the esperiment, the modified zeolite with Fe(OH) 3 can be made from both natural and active zeolites, increasing the anion exchange capacity of the zeolite. The anion exchange capacity of the modified zeolite was higher that of the zeolite before modification,i.e and meq/100 g, respectively. Modification of zeolite with Fe(OH) 3 inhibited adsorption of methylene blue, due to structural changes in the nature of the zeolite after modification. Zeolite adsorption capacity from methylene blue were the largest on the unmodified active zeolite, which was mg/g.

3 MODIFIKASI ZEOLIT MELALUI INTERAKSI DENGAN Fe(OH) 3 UNTUK MENINGKATKAN KAPASITAS TUKAR ANION FIRDAUS SYAFII Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

4 Judul Skripsi : Modifikasi Zeolit melalui Interaksi dengan Fe(OH) 3 untuk Meningkatkan Kapasitas Tukar Anion Nama : Firdaus Syafii NIM : G Menyetujui Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Charlena, M.Si Dr. Sri Sugiarti NIP NIP Mengetahui Ketua Departemen Kimia, Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS NIP Tanggal lulus:

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala kasih sayang, nikmat, rahmat, dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah yang berjudul Modifikasi Zeolit Melalui Interaksi dengan Fe(OH) 3 Untuk Meningkatkan Kapasitas Tukar Anion ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains pada Departemen Kimia FMIPA IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Charlena, M.Si dan Dr. Sri Sugiarti sebagai pembimbing yang telah memberikan arahan, saran, dan dorongan selama pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih penulis berikan kepada keluarga tercinta, Bapak, Ibu, yang selalu memberikan semangat, doa, dan kasih sayang dalam berbagai bentuk yang tak pernah putus. Terima kasih juga kepada Pak syawal, Pak Mul, Nurul, dan seluruh staf Laboratorium Kimia Anorganik atas fasilitas dan bantuan yang diberikan selama penelitian. Ucapan terima kasih tak lupa penulis berikan kepada Ughie, Mamade, Dinda, dan teman-teman seperjuangan Kimia 43, dan temanteman, memberikan semangat, dan dukungannya dalam penyusunan karya ilmiah. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Bogor, Januari 2011 Firdaus Syafi i

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Subang pada tanggal 05 November 1987 sebagai putra pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Muhammad Ocin Firdaus dan Maryami. Tahun 2006 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Palimanan Cirebon dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar pada tahun ajaran dan Kimia Anorganik pada tahun Penulis juga aktif dalam kegiatan pendidikan sebagai tentor bimbingan belajar dibimbingan belajar Avogadro pada tahun dan bimbingan belajar katalis pada tahun 2009-sekarang. Penulis juga aktif dalam kegiatan Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) periode , penulis melaksanakan praktik lapangan di Balai besar Tanaman Padi Sukamandi Subang Jawa Barat.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR LAMPIRAN... viii PENDAHULUAN... 1 TINJAUAN PUSTAKA Zeolit... 1 Struktur Zeolit... 2 Aktivasi Zeolit... 3 Modifikasi Zeolit dengan Fe(OH) Spektroskopi Difraksi Sinar-X... 4 METODE Alat dan Bahan... 4 Metode Penelitian... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Aktivasi Zeolit... 6 Modifikasi Zeolit Alam Dengan Fe(OH) Penentuan Kapasitas Tukar Kation... 7 Penentuan Kapasitas Tukar Anion... 8 Penentuan Uji Adsorpsi Zeolit... 8 Pencirian Zeolit... 8 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan... 9 Saran... 9 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 13

8 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur dasar zeolit Tetrahedral alumina dan silikon (TO) pada struktur zeolit Unit bangun sekunder struktur zeolit: Single-4-Ring (S4R), Double-4-Ring (D4R), dan Complex 4-1 (T 5 O 10 ) Unit bangun polihedral struktur zeolit Reaksi zeolit dengan asam (dealuminasi) Reaksi aktivasi zeolit Spektrum difraksi sinar-x zeolit sebagai standar Spektrum difraksi sinar-x zeolit alam Spektrum difraksi sinar-x zeolit alam termodifikasi Fe(OH) DAFTAR TABEL Halaman 1 Jenis mineral zeolit yang terdapat dalam batuan zeolit Jenis-jenis zeolit sintetis Hasil modifikasi zeolit. 8 4 Data kapasitas tukar kation zeolit sebelum modifikasi Data kapasitas tukar kation zeolit sesudah modifikasi Data kapasitas tukar kation zeolit sebelum modifikasi Data kapasitas tukar kation zeolit sesudah modifikasi Kondisi optimum adsorpsi zeolit DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir penelitian Proses pembuatan Fe(OH) Hasil modifikasi zeolit alam dengan Fe(OH) Data hasil kapasitas tukar kation zeolit Penentuan kapasitas tukar anion zeolit termodifikasi Fe(OH) Penentuan kapasitas tukar anion zeolit aktivasi termodifikasi Fe(OH) Kurva standar metilena biru untuk zeolit awal termodifikasi Kapasitas adsorpsi zeolit awal modifikasi Kurva standar metilena biru untuk zeolit aktif termodifikasi Kapasitas adsorpsi zeolit aktif modifikasi Spektrum difraksi sinar-x zeolit... 24

9 1 PENDAHULUAN Kegiatan industri menghasilkan limbah yang mencemari lingkungan. Bahan pencemar yang dihasilkan berwujud cairan yang sebagian besar mengandung polutan organik. Salah satu cara menurunkan kandungan pencemar dalam air limbah adalah perlakuan sorpsi melalui pertukaran ion. Metode sorpsi melibatkan interaksi antara analit dan permukaan zat padat (adsorben) (Diantariani et al. 2008). Adsorben yang sekarang ini banyak digunakan adalah zeolit alam. Zeolit merupakan senyawa alam yang banyak terdapat di wilayah Indonesia. Zeolit ini memiliki berbagai macam kegunaan. Salah satunya adalah untuk penjerap senyawa organik, misalnya fenol (Bouffard dan Duff, 2000). Zeolit mempunyai struktur tiga dimensi unik yang berperan penting terhadap penyaringan molekul. Zeolit terdiri atas gugusan alumina dan gugusan silika-oksida yang masing-masing berbentuk tetrahedral dan saling dihubungkan oleh atom oksigen sehingga membentuk kerangka tiga dimensi. Zeolit digunakan sebagai adsorben karena struktur kristalnya berpori dan memiliki luas permukaan yang besar, tersusun oleh kerangka silika alumina, mengandung ion Na, K, Mg, Ca yang dapat dipertukarkan dan molekul air, memiliki stabilitas termal yang tinggi, harganya murah, serta keberadaannya cukup melimpah. Zeolit alam pada umumnya memiliki kristalinitas yang tidak terlalu tinggi, ukuran porinya sangat tidak seragam, aktivitas katalitiknya rendah, dan mengandung banyak pengotor. Kandungan zeolit alam di Indonesia pada umumnya terdiri atas jenis mordenit dan klinoptilolit yang kadarnya bervariasi. Salah satu cara untuk meningkatkan daya guna zeolit alam adalah dengan aktivasi dan modifikasi (Setyawan dan Handoko 2003). Aktivasi zeolit pada umumnya dilakukan dengan kalsinasi, penambahan asam, atau penambahan basa. Asam yang digunakan adalah H 2 SO 4, HF, dan HCl, sedangkan basa yang digunakan adalah NaOH. Perendaman zeolit alam dengan larutan HCl 4 M dapat menghilangkan oksida-oksida pengotor, tetapi tidak merusak struktur kristal mordenit sehingga kristalinitas zeolit secara keseluruhan meningkat (Setyawan dan Handoko 2003). Salah satu cara untuk melihat kualitas dari zeolit adalah dari kemampuan pertukaran ion, yang dinyatakan sebagai nilai KTK (kapasitas tukar kation). KTK adalah jumlah miligram ekuivalen (mek) ion logam yang dapat dipertukarkan maksimum oleh 100 g bahan penukar ion (zeolit) dalam kondisi kesetimbangan. Nilai KTK zeolit bergantung pada derajat substitusi jumlah ion Al 3+ terhadap Si 4+ yang menghasilkan muatan negatif pada kerangka zeolit. Semakin besar derajat substitusi, semakin banyak kation alkali atau alkali tanah yang diperlukan untuk menetralkan muatan negatif pada kerangka sehingga nilai KTK makin besar (Ming dan Mumpton 1989). Semakin tinggi nilai KTK, semakin bagus kualitas dari zeolit. Oleh karena itu, besarnya nilai KTK zeolit dapat digunakan untuk menduga kandungan mineral zeolit (Suwardi 1998). Penggantian atom Si oleh atom Al mengakibatkan struktur zeolit bermuatan negatif menyebabkan zeolit berfungsi sebagai penukar kation dan sedikit sebagai penukar anion. Untuk meningkatkan sebagai penukar anion, zeolit dimodifikasi. Salah satunya adalah dengan penambahan senyawa kation hidroksida. Prinsipnya adalah kation yang digunakan dalam modifikasi ini akan masuk ke dalam rongga kosong zeolit dan juga bisa menggantikan susunan atom Al pada kerangka utama zeolit. Senyawa kation hidroksida yang digunakan adalah Fe(OH) 3. Ion Fe 3+ memiliki bilangan koordinasi 6 dan dapat mengikat senyawa anion (ligan) membentuk kompleks. Senyawa kompleks dengan bilangan koordinasi 6 paling stabil, sebab pada pembentukan kompleks itu dilepas sejumlah besar energi ikatan membentuk ikatan dengan ligan (Cotton dan Wilkinson 1989). Pada proses ini diharapkan interaksi zeolit dengan senyawa Fe(OH) 3 meningkatkan KTA zeolit. Penelitian ini bertujuan meningkatkan KTA zeolit dengan memodifikasi zeolit melalui penambahan Fe(OH) 3 TINJAUAN PUSTAKA Zeolit Zeolit memiliki kerangka struktur berongga yang ditempati oleh molekulmolekul air dan kation. Kation pada rongga zeolit dapat bergerak bebas sehingga memungkinkan pertukaran ion tanpa merusak struktur zeolit (Ming dan Mumpton 1989). Oleh karena itu zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekular, senyawa penukar ion, sebagai filter, dan katalis. Selama proses pembentukannya, unsur Si yang bervalensi empat digantikan oleh unsur Al yang bervalensi tiga sehingga terjadi

10 2 kelebihan muatan negatif. Kelebihan muatan negatif dapat dinetralkan oleh adanya kation- Na, K, Mg, Ca kation yang didominasi oleh untuk membentuk senyawa yang stabil (Ming dan Pumpton 1989). Kation-kation ini dalam struktur rongga zeolit tidak terikat pada posisi yang tetap, tetapi dapat bergerak bebas dalam rongga zeolit dan bertindak sebagai penukar ion yang dapat dipertukarkan dengan kation lainnya. Sifat tersebut memungkinkan zeolit berfungsi sebagai penukar ion (Thamzil 2005). Gambar 1 Struktur dasar zeolit (Thamzil 2005) Berbagai jenis zeolit alam telah ditemukan dan dianalisis rumus kimia unit selnya. Pada saat ini dikenal sekitar 40 jenis zeolit alam, meskipun yang mempunyai nilai komersial ada sekitar 12 jenis, diantaranya klinoptilolit, mordernit, filipsit, kabasit dan erionit (Tabel 1). Zeolit sintetik dihasilkan dari beberapa perusahaan seperti Union Carbide, ICI dan Mobil Oil dan lebih dari 100 jenis telah dikenal strukturnya antaraa lain zeolit A, X, Y, dan L seperti tertera pada Tabel 2 (Thamzil 2005). Tabel 1 Jenis mineral zeolit alam yang terdapat dalam batuan zeolit Nama Rumus Kima Unit Sel Faujasit Na 58 (Al 58 Si 134 O 384 ).18H 2 O Ferrierit (Na 2 Mg 2 )(A l6 Si 30 O 72 ).18H 2 O Hulandit Ca 4 (Al 8 Si 28O 72 ).24H 2 O Klinoptilolit (Na 4 K 4 )(Al 8 Si 40 O 96 ).24H 2 O Mordenit Na 8 (Al 8 Si 40O 96 ).24H 2 O Natrolit Na 4 (Al 4 Si 6 6O 20 ).4H 2 O Scolecit Ca 2 (Al 4 Si 6 6O 20 ).6H 2 O Thomsonit (Na 4 K 4 )(Al 8 Si 40 O 96 ).24H 2 O Wairakit Ca(Al 2 Si 4 O 12 ).2H 2 O Yugawaralit Ca(Al 4 Si 6 O 20 ).6H 2 O Kabasit Ca 2 [Al 4 Si 8 8O 24 ].13H 2 O Sumber: Hay (1966) Tabel 2 Jenis-jenis zeolit sintetik Nama Rumus Molekul A Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ].27H 2 O X Na 86 [(AlO 2 ) 86 (SiO 2 ) 106 ].264H 2 O Y Na 56 [(AlO 2 )56(SiO 2 ) 136 ].250H 2 O L K 9 [(AlO 2 ) 9 (SiO 2 ) 2 27].22H 2 O Sumber: Hay (1966) Stuktur Zeolit Zeolit merupakan kristalin dari aluminosilikat terhidrat yang terdiri atas satuan-satuan tetrahedral SiO 4 dan AlO 4 yang saling berhubungan satu sama lain melalui penggunaan bersama atom oksigen sebagai penghubung antara atom Si dan atom Al membentuk rongga-rongga dan saluran- umum rumus saluran yang teratur. Secara kimia untuk zeolit adalah [M x D y ] [Al x+2y Si n-(x+2y) O 2n ]. m H 2 O, dengan M : K +, Na +, atau kation monovalen lainnya; D : Mg 2+, Ca 2+, atau kation bivalen lainnya; x, y, z : bilangan tertentu; m : jumlah mol air. Kation-kation yang terdapat dalam tanda kurung pertama adalah kation yang dapat ditukar (exchangeable cations) sedangkan yang kedua adalah kation struktural, disebut struktural (penyusun dasar) karena bersamamenyusun kerangka sama dengan atom O zeolit (Gottardi 1976). Beberapa spesimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, dan coklat. Hal ini disebabkan oleh hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen, yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi kation logam, dan molekul air (Flanigen, 1981 dalam Harben & Kuzvart 1996). Kerangka aluminasilikat zeolit terdiri atas unit bangun primer, sekunder, dan polihedral sebagaimana terlihat pada Gambar 2-4. Struktur kristal zeolit dimana semua atom Si dan Al dalam bentuk tetrahedral (TO 4 ) disebut Unit Bangun Primer. Unit bangun sekunder terdiri dari unit tetrahedral SiO 4 dan AlO 4 yang saling berhubungan dengan pemakain bersama atom oksigen membentuk cincin, seperti cincin tunggal jenis lingkar 4, 6, 8, bentuk kubus, cincin gandaa lingkar 4, prisma heksagonal dan dua cincinn lingkar 6. Zeolit hanya dapat diidentifikasii berdasarkan Unit Bangun Sekunder (UBS). Unit bangun polihedral terdiri dari unit bangun sekunder (Thamzil 2005). Gambar 2 Tetrahedral alumina dan silika (TO 4 ) pada struktur zeolit (Thamzil 2005).

11 3 Gambar 3 Unit bangun sekunder struktur zeolit: Single-4-Ring (S4R), Double-4-Ring (D4R), dan Complex 4-1 (T 5 O 10 ) (Thamzil 2005). menyebabkan zeolit mengalami dealuminasi dan dekationisasi, yaitu keluarnya Al dan kation-kation dalam kerangka zeolit. Aktivasi asam menyebabkan bertambahnya luas permukaan zeolit karena berkurangnya pengotor yang menutupi pori-pori zeolit. Luas permukaan yang bertambah diharapkan meningkatkan kemampuan zeolit dalam proses penjerapan (Weitkamp 1999). Tingginya kandungan Al dalam kerangka zeolit menyebabkan kerangka zeolit sangat hidrofilik. Sifat hidrofilik dan polar dari zeolit ini merupakan hambatan dalam kemampuan penjerapannya. Proses aktivasi dengan asam dapat meningkatkan kristalinitas, keasaman dan luas permukaan. Proses pelepasan Al dalam kerangka menjadi Al diluar kerangka ditunjukan pada persamaan berikut Gambar 4 Unit bangun polihedral struktur Zeolit (Thamzil 2005). Aktivasi Zeolit Aktivasi zeolit adalah proses persiapan sebelum zeolit digunakan. Aktivasi bertujuan untuk menghilangkan pengotor (mineral penggangu) yang berupa oksida logam dari alam yang menutupi rongga, sehingga kapasitas tukar ion dan kapasitas adsorpsi menjadi optimal. Proses aktivasi zeolit alam dapat dilakukan dengan 2 cara, yang pertama yaitu secara fisika melalui kalsinasi dengan tujuan untuk menguapkan air yang terperangkap di dalam pori-pori kristal zeolit, sehingga luas permukaannya bertambah (Khairinal, 2000). Proses kalsinasi zeolit dikontrol, karena pemanasan yang berlebihan kemungkinan akan menyebabkan zeolit tersebut rusak. Proses pemanasan (kalsinasi) dilakukan pada suhu 300 C-375 C selama 3-4 jam (Suwardi 2000). Cara yang kedua adalah aktivasi zeolit secara kimia dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Aktivasi secara kimia dapat dilakukan dengan penambahan asam dan penambahan basa. Penambahan asam yaitu menggunakan larutan asam klorida atau asam sulfat dan Penambahan basa yaitu menggunakan larutan natrium hidroksida (Suyartono dan Husaini 1991). Proses aktivasi zeolit dengan perlakuan asam HCl pada konsentrasi 0.1N-11N Gambar 5 Reaksi zeolit dengan asam (Weitkamp 1999). Modifikasi Zeolit dengan Fe(OH) 3 Zeolit memiliki muatan negatif dalam struktur jaringan yang merupakan hasil dari isomorfik kation dalam jaringan kisi-kisi kristal, karena adanya muatan negatif ini maka zeolit memiliki kemampuan yang kecil atau bahkan tidak memiliki daya jerap terhadap anion, sehingga memiliki kapasitas tukar anion yang rendah. Untuk meningkatkan fungsi zeolit sebagai penukar anion maka zeolit perlu dimodifikasi. Modifikasi zeolit merupakan sebuah perlakuan terhadap zeolit alam sehingga diperoleh zeolit yang memiliki kemampuan yang lebih baik (Sutarti Rahmawati, 1994). Salah satu cara modifikasi zeolit untuk meningkatkan kemampuan zeolit adalah melalui interaksi dengan Fe(OH) 3. Ion Fe 3+ memiliki bilangan koordinasi 6 dapat mengikat senyawa anion (ligan) yang membentuk kompleks. Senyawa kompleks dengan bilangan koordinasi 6 merupakan kompleks yang paling stabil, sebab pada pembentukan kompleks itu dilepas sejumlah besar energi ikatan membentuk ikatan dengan ligan.

12 4 Zeolit memiliki rongga-rongga yang berisi air dan kation-kation logam yang dapat dipertukarkan. Penambahan senyawa Fe(OH) 3 terhadap zeolit menjadikan ion Fe 3+ dapat memasuki rongga-rongga zeolit yang masih kosong dan menggantikan kation-kation dalam rongga yang didapat dipertukarkan. Ion Fe 3+ yang memasuki rongga zeolit dapat membentuk kompleks dengan senyawa anion. Oleh karena ukuran rongga zeolit yang tidak terlalu besar, maka anion-anion yang dapat dipertukarkan hanya dalam ukuran kecil seperti ion klor, nitrat, pospat dan lain-lain. Agar dapat mengikat anion yang ukurannya lebih besar seperti senyawa fenol, maka atom Fe juga dapat menggantikan susunan atom Al pada kerangka utama zeolit yang menjadikan ukuran pori besar sehingga Fe dapat mengikat anion-anion yang ukuranya lebih besar. Pada proses ini interaksi zeolit dengan senyawa Fe(OH) 3 juga dapat membentuk hidroksida bilayer yang mengakibatkan zeolit lebih bermuatan positif. Jadi, dengan adanya interaksi zeolit dengan senyawa Fe(OH) 3 menjadikan KTA pada zeolit semakin meningkat. Spektroskopi Difraksi Sinar-X Spektroskopi difraksi sinar-x merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin padatan dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel (Chorkendroff JW, Niemantsverdiet, 2003). Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-x di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-x yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-x untuk hampir semua jenis material. Keuntungan utama penggunaan sinar-x dalam karakterisasi material adalah kemampuan penetrasinya, sebab sinar-x memiliki energi sangat tinggi akibat panjang gelombangnya yang pendek ( Å). Sinar ini dihasilkan dari penembakan logam dengan elektron berenergi tinggi. Elektron itu mengalami perlambatan saat masuk ke dalam logam dan menyebabkan elektron pada kulit atom logam tersebut terpental membentuk kekosongan. Elektron dengan energi yang lebih tinggi masuk ke tempat kosong dengan memancarkan kelebihan energinya sebagai foton sinar-x (Chorkendroff JW, Niemantsverdiet, 2003). BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan adalah zeolit klinoptilolit asal Gunung Kidul Yogyakarta, FeCl 3 2M, H 3 BO 3, AgNO 3, CH 3 COONH 4 ph 7, etanol 96%, dan biru metilena. Analisis penelitian ini dilakukan dengan menggunakan spektroksokpi Difraksi sinar-x (XRD). Metode Penelitian Penelitian ini terdiri atas lima tahap (lampiran 1). Tahap pertama ialah preparasi zeolit pengukuran KTK, KTA dan uji adsoprsi, Tahap kedua adalah modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 serta pengukuran KTK, KTA, dan uji adsoprsi. Tahap ketiga mencakup aktivasi zeolit alam dengan pengasaman, pengukuran KTK, KTA dan uji adsorpsi. Tahap keempat adalah modifikasi dengan Fe(OH) 3, penentuan KTK dan KTA, dan uji adsorpsi. Tahap kelima adalah pencirian zeolit tahap satu sampai empat dengan menggunakan XRD untuk mengetahui komposisi mineral zeolit. Preparasi zeolit meliputi proses pencucian, penggerusan, pengayakan dengan ayakan 100 mesh, dan pemanasan dalam oven 300 C selama 3 jam. Aktivasi zeolit dengan pengasaman menggunakan HCl 4.0 M diikuti pencucian dengan akuades dan pemanasan dalam oven 300 C selama 1 jam. Selanjutnya, zeolit siap pakai disimpan dalam wadah tertutup terhadap zeolit yang telah dipreparasi, sebelum dan sesudah aktivasi dilakukan pencirian KTK dan uji adsorpsi dengan biru metilena. Zeolit sebelum dan sesudah diaktivasi dimodifikasi dengan Fe(OH) 3. Modifikasi dilakukan dengan mencampurkan zeolit dalam larutan Fe(OH) 3 dengan konsentrasi yang beragam. Campuran diaduk selama 2 jam,

13 5 hasilnya diukur nilai KTK, KTA, dan diuji adsorpsi. Untuk penentuan komposisi mineralnya dilakukan analisis dengan difraksi sinar-x. Preparasi Zeolit (SNI ) Zeolit dicuci dengan akuades, digiling dengan mortar, lalu diayak sehingga diperoleh zeolit dengan ukuran butir lolos ayakan 100 mesh. Setelah itu dilakukan pemanasan dalam oven bersuhu 300 C selama 3 jam (Suwardi 2000). Aktivasi zeolit (SNI ) Aktivasi zeolit dilakukan secara kimia, yaitu dengan cara pengasaman. Sampel zeolit siap pakai ditimbang sebanyak 100 gram, dan ditambah larutan HCl 4.0 M sebanyak 250 ml. Campuran diaduk dengan pengaduk magnet selama 60 menit dan kemudian disaring dan dibilas dengan akuades sampai ph netral dan dikeringkan dalam oven pada suhu 300 C selama 3 jam. Pencucian dihentikan apabila sudah tidak terdapat endapan pada filtrat ketika ditambah dengan AgNO 3 (Setyawan dan Husaini 1991). Pembuatan Zeolit Modifikasi Fe(OH) 3 Sebanyak 1 g zeolit dan dimasukan dalam tabung reaksi, lalu ditambahkan 5 ml larutan Fe(OH) M Kemudian larutan di kocok selama 2 jam dan di diamkan selam 1 hari. Hasilnya lalu disaring dan dikering udarakan dalam oven pada suhu C selama 1 jam. Dibuat perlakuan yang sama dengan perbandingan 1 g zeolit dengan Fe(OH) M, 1.5 g zeolit dengan Fe(OH) M, 1.5 g zeolit dengan Fe(OH) M, 2 g zeolit dengan Fe(OH) M, dan 2 g zeolit dengan Fe(OH) M. perlakuan dilakukan terhadap zeolit sebelum dan sesudah aktivasi. Penentuan Kapasitas Tukar Kation (SNI ) Sebanyak 2,5 g contoh butiran zeolit, lalu dimasukkan ke dalam tabung perkolasi yang telah dilapisi berturut-turut dengan filter pulp dan pasir terlebih dahulu dengan susunan bagian bawah adalah filter pulp untuk menutup lubang pada dasar tabung dan diatasnya 2.5 g pasir kuarsa, bagian tengah diisi 2.5 g zeolit, lalu bagian atas ditutup dengan penambahan 2.5 g pasir. Ketebalan setiap lapisan pada sekeliling tabung diupayakan supaya sama. Selanjutnya diperkolasi dengan amonium asetat ph 7 sebanyak 2 x 25 ml dengan selang waktu 30 menit. Setelah itu tabung perkolasi yang masih berisi contoh diperkolasi dengan 100 ml etanol 96% untuk menghilangkan kelebihan amonium dan perkolat ini dibuang. Sisa etanol dalam tabung perkolasi dibuang dengan pompa isap dari bawah tabung perkolasi atau pompa tekan dari atas tabung perkolasi. Selanjutnya zeolit diperkolasi dengan NaCl 10 % sebanyak 50 ml, filtrat ditampung dalam labu takar 50 ml dan diimpitkan dengan larutan NaCl 10 %. Setelah itu dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu didih. Digunakan akuades untuk membilas labu takar. Selanjutnya ditambahkan sedikit batu didih dan akuades sampai setengah volume labu didih. Disiapkan pula penampung untuk NH 3 yang dibebaskan, yaitu erlenmeyer yang berisi 10 ml H 3 BO 3 1 % yang ditambahkan 3 tetes indikator Conway (berwarna merah) dan dihubungkan dengan alat destilasi. Dengan gelas ukur, ditambahkan NaOH 40% sebanyak 10 ml ke dalam labu didih yang berisi contoh dan secepatnya ditutup. Destilasi dilanjutkan sampai volume penampung mencapai 75 ml (berwarna hijau). Destilat dititrasi dengan HCl 0.05 N hingga warna merah muda. Disiapkan pula blanko dengan pengerjaan seperti contoh tetapi tanpa contoh butiran zeolit. Volume hasil titrasi contoh dan blanko dicatat (Peraturan Menteri Pertanian No.02/Pert/HK.060/2/2006, diacu dalam Al- Jabri 2008). KTK zeolit dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: (Vc Vb) N HCl KTK (mek/100 g) = 100 gram zeolit Keterangan: Vb = volume HCl yang dibutuhkan pada titrasi blanko (ml) Vc = volume HCl yang dibutuhkan pada titrasi contoh (ml) N HCl = normalitas HCl Penentuan Kapasitas Tukar Anion (SNI ) Ditimbang 5 g contoh zeolit, tambahkan 500 ml Larutan asam hidroklorik 0.2 M

14 6 diaduk dan shaker selama 12 jam. Hasilnya disaring/disentrifusa dan diambil filtratnya. Tempatkan 10 ml filtrat pada erlenmeyer, dan dititrasi dengan NaOH 0.1 M menggunakan indikator phenolfthelein dan dibuat pula blanko. (Peraturan Menteri Pertanian No.02/Pert/HK.060/2/2006, diacu dalam Al- Jabri 2008). Kapasitas tukar anion zeolit dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: (Vc Vb) N NaOH KTA (mek/100 g) = 100 gram zeolit Keterangan : Vb = volume NaOH yang dibutuhkan pada titrasi blanko (ml) Vc = volume NaOH yang dibutuhkan pada titrasi contoh (ml) N NaOH = normalitas NaOH HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Aktivasi Zeolit Proses aktivasi zeolit alam dilakukan menggunakan HCl 4 M selama 1 jam yang merupakan konsentrasi dan waktu optimum untuk proses aktivasi. Pada proses ini nisbah Si/Al mencapai optimum sehingga zeolit alam mengalami peningkatan luas permukaan dan tidak mengalami kerusakan struktural yang besar. Pelarut yang digunakan dalam proses adalah adalah air. Hal ini bertujuan untuk mengoptimalkan Si (dalam bentuk Si(OH) 4 ) yang akan dimasukkan untuk menggantikan atom-atom Si pada kerangka struktur zeolit. (Weitkamp, J and Puppe, L 1999). Mekanisme reaksinya dapat dilihat pada Gambar 6. Uji Adsorpsi Zeolit Dengan Larutan Biru Metilena Uji adsorpsi biru metilena dibuat dengan beragam konsentrasi masing-masing 10 ppm, 20 ppm, dan 30 ppm. Sebanyak 25 ml larutan metilen biru yang diketahui konsentarsinya dicampurkan dengan 1 g zeolit dan ditempatkan pada shaker batch selama 3 jam. Setelah itu campuran disaring, dan filtratnya dianalisis dan ditentukan konsentrasinya dengan spektrofotometer UV-Vis pada rentang panjang gelombang nm. Dibuat kurva standar larutan metilen biru dengan konsentrasi 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, dan 2 ppm untuk mengetahui konsentrasi metilena biru yang telah diadsorpsi (Clesceri et al. 2005). Kapasitas adsorpsi dihitung tiap perlakuan, dengan cara : Q = V ( C o C) m Keterangan: Q = kapasitas adsorpsi (mg/g) V = volume larutan (L) C o = konsentrasi metilena biru awal (ppm) C = konsentrasi metilena biru sisa (ppm) m = massa zeolit (g) Pencirian Zeolit Kandungan mineral Zeolit dari kondisi awal sampai akhir perlakuan dikarakterisasi XRD untuk mengetahui komposisi mineral zeolit. Gambar 6 Reaksi Aktivasi Zeolit (Flanigen, 1971) Pada proses aktivasi, ion H + yang dihasilkan dari reaksi penguraian HCl dalam medium air akan mengurai ikatan atom Al yang ada pada struktur zeolit. Ion H + ini akan diserang oleh atom oksigen yang terikat pada Si dan Al. Harga energi dissosiasi ikatan Al-O (116 kkal/mol) jauh lebih rendah dibandingkan dengan energi disosiasi ikatan Si-O (190 kkal/mol), maka ikatan Al-O jauh lebih mudah terurai daripada Si-O. Karena itu ion H + akan cenderung memutus ikatan Al-O, dan akan terbentuk gugus silanol. Ion Cl - hasil penguraian ion HCl juga akan mempengaruhi kekuatan ikatan Al-O dan Si-O. Ion Cl - memiliki elektronegativitas yang tinggi (3.16) dan berukuran kecil (r = 0.97 Å), sehingga mudah berikatan dengan kation bervalensi besar seperti Si 4+ dan Al 3+. Namun, ion Cl - akan cenderung berikatan dengan atom Al karena elektronegativitas atom Al lebih kecil (1.61) dibandingkan dengan atom Si (1.90) (Weitkamp J, dan Puppe L 1999).

15 7 Modifikasi Zeolit Alam Dengan Fe(OH) 3 Zeolit alam dimodifikasi dengan Fe(OH) 3 untuk meningkatkan KTA zeolit. Prinsipnya adalah melalui pembentukan kompleks antara ion Fe 3+ yang mengisi rongga-rongga kosong zeolit dan senyawa anion (ligan). Kompleks dengan ligan ini meningkatkan kebolehjadian tukar anion zeolit. Ion Fe 3+ yang memasuki rongga-rongga kosong zeolit harus dikondisikan atau diperhitungkan jumlahnya supaya struktur zeolit tidak rusak dan ion Fe 3+ bisa masuk dalam rongga-rongga zeolit. Pada penelitian ini digunakan beberapa nisbah antara jumlah zeolit dan larutan Fe(OH) 3 untuk memperoleh kondisi modifikasiyang baik dan optimum. Zeolit yang termodifikasi dengan Fe(OH) 3 dilakukan berbagai kondisi sampel. Keberhasilan modifikasi ini ditentukan oleh masuk atau tidaknya ion Fe dari larutan Fe(OH) 3 ke dalam rongga zeolit. Masuknya ion Fe 3+ dapat dilihat dari warna larutan Fe(OH) 3 dan endapan Fe yang terbentuk (Tabel 3). Jika larutan menjadi tidak berwarna dan tidak timbul endapan, maka ion Fe 3+ kemungkinan masuk dalam rongga zeolit. Struktur zeolit yang dimodifikasi dengan Fe(OH) 3 harus dijaga supaya tidak rusak. Zeolit mudah rusak jika memliki ph yang rendah (Flanigen, 1971). Tabel 3 Hasil modifikasi zeolit Sampel Warna Zeolit Fe(OH) 3 Larutan awal 1 g awal 1.5 g awal 2 g aktif 1g aktif 1.5 g aktif 2 g Endapan M kuning seulas sedikit M kuning seulas sedikit M kuning seulas sedikit M kuning seulas sedikit M kuning seulas sedikit M kuning seulas sedikit M tidak berwarna tidak ada M tidak berwarna tidak ada M kuning seulas tidak ada M tidak berwarna tidak ada M kuning seulas tidak ada 3 ph M tidak berwarna tidak ada 3 Ion Fe 3+ yang masuk dalam rongga zeolit akan mengasamkan zeolit sehingga jumlahnya harus diperhitungkan supaya tidak merusak zeolit. Pada penelitian ini modifikasi zeolit yang paling baik adalah pada sampel 1 g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M, dan1 g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M, serta 1.5 g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) Pada sampel ini warna larutan Fe(OH) 3 tidak berwarna, tidak terbentuk endapan, dan ph yang tidak terlalu rendah yaitu 4 Penentuan Kapasitas Tukar Kation Nilai KTK lazim digunakan sebagai parameter kualitas zeolit sebagai penukar ion. Kation-kation yang dapat dipertukarkan dari zeolit adalah yang tidak terikat kuat di dalam kerangka tetrahedral zeolit sehingga mudah dipertukarkan melalui penggantian oleh H + pada pencucian asam. Pertukaran kation pada zeolit ditunjukkan dari kemampuan tingkat substitusi Al terhadap Si yang menghasilkan muatan negatif. Semakin banyak Si yang digantikan oleh Al, muatan negatif zeolit yang semakin banyak, sehingga semakin banyak pula jumlah kation NH 4 + yang diperlukan untuk menetralkannya. Oleh karena itu, nilai KTK akan meningkat. Hal ini dilihat bahwa nilai KTK zeolit teraktivasi lebih besar dibandingkan dengan zeolit awal sebelum diaktivasi (Tabel 4). Hasil ini mendukung simpulan Haryati (2007) bahwa aktivasi oleh asam, dapat meningkatkan KTK. Modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 akan memengaruhi nilai KTK zeolit. Ion besi yang masuk dalam rongga zeolit akan mengurangi muatan negatif dan karena itu nilai KTK menurun (tabel 5). Tabel 4 Data kapasitas tukar kation zeolit sebelum modifikasi Sampel KTK (mek/100 g) zeolit awal zeolit aktif Tabel 5 Data kapasitas tukar kation zeolit setelah modifikasi Sampel KTK ( mek/100 g) Zeolit Fe(OH) M Fe(OH) M awal 1 g awal 1.5 g awal 2 g aktif 1 g aktif 1.5 g aktif 2 g

16 8 Hasil pengujian nilai KTK zeolit tertinggi yaitu pada zeolit aktivasi sebelum modifikasi sebesar mek/100g. Modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 secara umum dapat menurunkan nilai KTK Penentuan Kapasitas Tukar Anion Kapasitas tukar anion (KTA) merupakan jumlah miligram ekuivalen (mek) anion yang dapat dipertukarkan maksimum oleh 100 g zeolit. Nilai KTA zeolit dilihat dari tingkat kemampuan ion Fe 3+ yang masuk dalam rongga zeolit pada proses modifikasi dengan Fe(OH) 3. Ion Fe 3+ tersebut akan terikat kuat dan membentuk kompleks koordinasi dengan mengikat ligan (anion). Kompleks koordinasi ini akan meningkatkan nilai tukar zeolit terhadap anion. Semakin banyak ion Fe 3+ yang masuk dalam rongga zeolit (pada kondisi optimum), semakin banyak kemungkinan anion yang dapat terkompleks oleh Fe sehingga KTA zeolit semakin meningkat ( Tabel 7). Tabel 6 Data kapasitas tukar Anion zeolit sebelum modifikasi sampel KTA (mek/100 g) zeolit awal zeolit aktif Tabel 7 Data kapasitas tukar Anion zeolit setelah modifikasi Sampel KTA (mek/100 g) Zeolit Fe(OH) M Fe(OH) M awal 1 g awal 1.5 g awal 2 g aktif 1 g aktif 1.5 g aktif 2 g Proses aktivasi juga dapat meningkatkan nilai KTA zeolit, karena dapat menghilangkan oksida-oksida pengotor yang menutupi rongga. Luas permukaan rongga zeolit yang akan memperbesar kemungkinan ion Fe 3+ masuk dalamnya sehingga nilai KTA zeolit meningkat. Hal ini terliahat bahwa nilai KTA zeolit awal nilainya lebih rendah sebesar mek/100g dibandingkan zeolit yang sudah diaktivasi sebesar mek/100 g Modifikasi dengan Fe(OH) 3 secara umum juga dapat meningkatkan nilai KTA zeolit. Nilai KTA tertinggi yaitu pada 1.5 gram zeolit teraktivasi termodifikasi Fe(OH) M, yaitu sebesar mek/100 g Penentuan Uji Adsorpsi Zeolit Salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan zat pencemar dari limbah cair adalah adsorpsi (Diantariani et al. 2008). Adsorpsi merupakan terjerapnya suatu zat (molekul atau ion) pada permukaan adsorben. Zat yang diadsorpsi disebut fase teradsorpsi (adsorbat) dan zat yang mengadsorpsi disebut adsorben. Adsorben pada umumnya adalah zat padat yang berongga, yaitu zeolit. Adsorbat yang digunakan pada penelitian ini adalah zat warna metilena biru. Zat warna yang memiliki struktur bermuatan positif, sehingga cocok digunakan sebagai adsorbat pada zeolit yang memiliki struktur negatif. Pada penelitian ini digunakan metode tumpak. Larutan contoh dicampur dan dikocok bersama-sama dengan adsorben sampai tercapainya kesetimbangan. Zat yang tidak teradsorpsi dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan. Kemudian dilakukan pengukuran konsentrasi sisa larutan. Kondisi adsorpsi zeolit terhadap biru metilena dilakukan pada konsentrasi metilena biru 10, 20, dan 30 ppm. Kondisi optimum pada Tabel 6 adalah pada konsentrasi 30 ppm. Modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 akan menghambat proses adsorpsi terhadap metilena biru. Hal ini dikarenakan adanya perubahan struktur sifat zeolit setelah dimodifikasi. Kapasitas adsorpsi zeolit terhadap metilena biru terbesar terdapat pada zeolit aktif yang tidak dimodifikasi sebesar mg/g (Tabel 8). Tabel 8 Kondisi optimum adsorpsi zeolit Sampel Biru metilena teradsorpsi (ppm) Q mg/g Zeolit awal Zeolit aktif Zeolit awal modifikasi Zeolit aktif modifikasi Pencirian Zeolit Pencirian zeolit dilakukan menggunakan XRD untuk mengetahui komposisi utama

17 9 mineral zeolit. Prinsipnya adalah Jika seberkas sinar-x di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal akan membiaskan sinar-x dan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar. Hasil analisis pencirian zeolit alam, dan zeolit sebagai standar. Gambar 7 dan 8 menunjukkan spektrum XRD zeolit alam. Secara jelas dapat diketahui berbagai posisi puncak-puncaknya berada pada rentang sudut difraksi (2θ) antara (Pertiwi, A 2007) Penentuan stuktur zeolit alam dilakukan dengan membandingkan posisi puncak zeolit yang dianalisis dengan puncak zeolit standar. Spektrum standar menunjukan Intensitas tertinggi muncul pada sudut ( 2θ) dengan puncak sebesar , sedangkan spektrum pada zeolit alam menunjukan intensitas tertinggi muncul pada sudut ( 2θ) dengan puncak sebesar hal ini menunjukan bahwa kristalinitas yang terbentuk pada zeolit alam adalah klinoptilolit dan tercampur dengan beberapa senyawa pengotor. Gambar 7 Spektrum difraksi sinar-x zeolit sebagai standar Gambar 8 Spektrum difraksi sinar-x zeolit alam Zeolit hasil modifikasi dengan Fe(OH) 3 menunjukan spektrum difraksi sinar-x yang ditunjukan pada Gambar 9. Berdasarkan gambar tersebut, spektrum difraksi sinar-x memiliki puncak yang berbeda dengan zeolit awal sebelum modifikasi. Hal ini dikarenakan dari jumlah logam Fe yang terkandung dalam zeolit. Zeolit sebelum modifikasi memiliki puncak intensitas yang rendah terhadap Fe, sedangkan zeolit modifikasi memiliki puncak intensitas yang tinggi terhadap Fe (terlihat pada sudut 36.3 (2θ) ). Hal ini menunjukan keberhasilan modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 yang menunjukan jumlah Fe modifikasi lebih banyak dibandingkan sebelum modifikasi. Gambar 9 Spektrum difraksi sinar-x zeolit alam termodifikasi Fe(OH) 3 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian diambil kesimpulan bahwa modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 dapat dilakukan terhadap zeolit alam dan zeolit alam teraktivasi sehingga kapasitas tukar anion zeolit semakin meningkat. Kapasitas tukar kation zeolit sebelum modifikasi lebih tinggi lebih tinggi dibandingkan zeolit modifikasi berturut-turut sebesar dan mek/100 g. Kapasitas tukar anion zeolit modifikasi lebih tinggi dibandingkan zeolit sebelum modifikasi berturut turut sebesar dan mek/100 g. Proses aktivasi dapat meningkatkan nilai KTK dan KTA zeolit. Nilai KTK sebelum dan sesudah aktivasi berturut-turut sebesar dan mek/100 g,dan nilai KTA zeolit modifikasi sebelum dan sesudah aktivasi berturut-turut sebesar dan mek/100 g. Modifikasi zeolit dengan Fe(OH) 3 akan menghambat proses adsorpsi terhadap metilena biru, hal ini dikarenakan adanya perubahan struktur sifat zeolit setelah dimodifikasi. Kapasitas adsorpsi zeolit terhadap metilena biru terbesar terdapat pada zeolit aktif yang tidak dimodifikasi sebesar mg/g Saran Tahapan selanjutnya perlu dilakukan banyak variasi perbandingan zeolit dengan larutan Fe(OH) 3 sehingga diperoleh lebih baik

18 10 kondisi optimum modifikasi. Perlu dilakukan uji adsorpsi menggunakan larutan yang bermuatan negatif seperti fenol untuk lebih membuktikan peningkatan kapasitas anion pada zeolit. Peningkatan nilai KTA zeolit setelah dimodifikasi membuka peluang bagi penerapan zeolit termodifikasi Fe(OH) 3 sebagai penjerap bahan pencemar berbahaya yang memiliki muatan formal negatif. Salah satu contoh senyawa berbahaya yang dapat dijerap dengan zeolit termodifikasi ini adalah fenol. Meski demikian modifikasi ini dapat dikembangkan sedemikian rupa baik dengan mengubah komposisi zeolit maupun dengan mengubah sumber mineral bahan pemodifikasi. DAFTAR PUSTAKA Al-Jabri M Kajian Metode Penetapan Kapasitas Tukar Kation Zeolit Sebagai Pembenah Tanah untuk Lahan Pertanian Terdegradasi. Jurnal Standardisasi 10 : Anwar S, Sudadi S Kimia Tanah. Bogor: Departemen Manajemen Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Atkins PW Kimia Fisik. Irma IK, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry. Augustine RL Heterogeneous Catalysis for Chemist, Marcel Dekker Inc, New York. Bouffard SC, Duff SJB Uptake of Dehydroabietic Acid Using Organically- Zeolit. New York: Elsevier Science Publishers B.V. Barrer, R.M Zeolites and Clay Minerals as Sorbents and Molecular Sieves. London : Academic Press Clesceri LS, Greenberg AE, Eaton AD Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. Ed ke-21. Washington DC: American Public Health Association. Chorkendroff JW, Niemantsverdiet Concepts of Modern Catalysis and Kinetic. New York : Wliey. Cotton FA and Wilkinson G Kimia Anorganik Dasar. Sahati Suharto, penerjemah. Jakarta: UI Press. Terjemahan dari : Basic Inorganic Chemistry Diantariani NP et al Proses biosorpsi dan desorpsi ion Cr (VI) pada biosorben rumput laut Eucheuma spinosum Jurnal Kimia 2: Ermawati, Y Pengaruh konsentrasi HCl dan NH 4 NO 3 Terhadap Dealuminasi Zeolit Alam Wonosari Wliey-VCH GmbH&Co [skripsi]. Semarang: UNDIP Flanigen EM Zeolite and Molecular Sieves An Historical Perspective. New York: Elsevier, Science Publishers B.V. Gottardi G Mineralogy and crystal chemistry of zeolites. p In Natural Zeolites: Occurrence, Properties, Use (Sand, L.B. and Mumpton, F.A., eds.). New York : Pergamon Press. Hamdan, H., 1992, Introduction to Zeolites: Synthesis, Characterization, and Modification. Kuala Lumpur: Universitas Teknologi Malaysia. Haryati A Perilaku krom heksavalen krom trivalen dan krom limbah penyamakan kulit dalam interaksinya dengan zeolit [skripsi]. Bogor: Fakultas Metematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor Hay RL Zeolites and zeolitic reactions in sedimentary rocks. California: Department Geology and Geophysics,University of Califonia, Berkeley. Khairinal, Trisunaryanti, W Dealuminasi Zeolit Alam Wonosari dengan Perlakuan asam dan Proses Hidrotermal. Yogyakarta: Prosiding Seminar Nasional Kimia VIII. Yogyakarta. Ming DW, Mumpton Zeolites in Soils. Di dalam: Dixon JB, Weed SB, editor. Mineral in Soil Environments. Ed ke-2. Madison: Solid Science Society of America. Pertiwi A, Setiadi Preparasi dan Karakterisasi zeolit alam untuk konversi senyawa ABE menjadi hidrokarbon. Jakarta: Prosiding kongres dan simposium nasional kedua MKICS. Setyawan D, Handoko P Aktivitas katalis Cr/zeolit dalam reaksi konversi katalitik fenol dan metil isobutil keton. Jurnal Ilmu Dasar 4: Suyartono dan Husaini Tinjauan terhadap kegiatan penelitian karakterisasi dan pemanfaatan zeolit Indonesia yang dilakukan PPTM Bandung Periode Bandung: Buletin PPTM. JPPSH. Suwardi Penetapan Kualitas Mineral Zeolit Dan Prospeknya Di Bidang Pertanian. Bogor: Departemen Manajemen Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB.

19 11 Suwardi Prospek Pengolahan Zeolit di Indonesia. Bogor: Departemen Manajemen Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Thamzil Potensi Zeolit untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif. Tanggerang: Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif Badan Tenaga Nuklir Nasional (P2PLR BATAN), Kawasan Puspiptek Serpong. Weitkamp J. Puppe L Catalysis and Zeolites: Fundamental and Applications. Berlin : Spinger-Verlag.

20 LAMPIRAN 12

21 13 Lampiran 1 Diagram alir penelitian Zeolit Preparasi Zeolit: pencucian, penggerusan, dan pengayakan Aktivasi Fisik (kalsinasi pada suhu 300 o C selama 3 jam) Zeolit lolos 100 mesh Penentuan : KTK.KTA dan uji adsorpsi ( biru metilena) Zeolit siap pakai Uji adsorpsi : biru metilena Zeolit Modifikasi : interaksi dengan Fe(OH) 3 Aktivasi Zeolit dengan HCl 4 M 1 jam KTK dan KTA Zeolit Aktif Penentuan : KTK, KTA dan uji adsorpsi : biru metilena Zeolit modifikasi : interaksi dengan Fe(OH) 3 KTK dan KTA Uji Adsoprsi : biru metilena KTA optimum Karakterisasi XRD

22 14 Lampiran 2 Proses pembuatan Fe(OH) 3 ( FeCl 3 dan NaOH) Fe(OH) 3 disaring Larutan Fe(OH) 3 Persamaan reaksi FeCl 3(aq) + 3NaOH (aq) Fe(OH) 3(s) + 3NaCl (aq) Mol mula-mula Mol reaksi x x0.100 Mol sisa Perhitungan Mol FeCl 3 = g FeCl 3 /BM FeCl 3 pembatas) = g/ g mol -1 = mol Sjr FeCl 3 = 0.100/1 = (reaksi Mol NaOH = g NaOH/BM NaOH Sjr NaOH = /3 = = g/ 40 g mol -1 = mol Bobot Fe(OH) 3 = mol Fe(OH) 3 x BM Fe(OH) 3 = mol x 107 g mol -1 = 10.7 gram Bobot Fe(OH)3 diperoleh pada penelitian gram % hasil = (10.5 gram/10.7 gram) x 100% = 95.33%

23 15 Lampiran 3 Hasil modifikasi zeolit alam dengan Fe(OH) 3 Sampel warna larutan endapan ph 1 g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis + ada sedikit 5 1 g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis + ada sedikit g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis ++ ada sedikit g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis ++ ada sedikit 5 2 g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis ++ ada sedikit 5 2 g zeolit modifikasi Fe(OH) M kuning tipis ++ ada sedikit 5 1 g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M tidak berwarna tidak ada 4 1 g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M tidak berwarna tidak ada g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M kuning tipis + tidak ada g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M tidak berwarna tidak ada 4 2 g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M kuning tipis + tidak ada 3 2 g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M tidak berwarna tidak ada 3 Lampiran 4 Data hasil kapasitas tukar kation zeolit Sampel KTK (meq/100g) Zeolit awal Zeolit teraktivasi g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit awal modifikasi Fe(OH) M g zeolit awal modifikasi Fe(OH) M g zeolit awal modifikasi Fe(OH) M g zeolit awal modifikasi Fe(OH) M g zeolit awal modifikasi Fe(OH) M g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M 2 g zeolit teraktivasi modifikasi Fe(OH) M

24 Lampiran 5 Penentuan kapasitas tukar anion zeolit termodifikasi Fe(OH)3 Sampel bobot zeolit Ulangan Volume NaOH 0.1 N (ml) KTA Rerata KTA (gram) Awal akhir terpakai (mek/100 gram) (mek/100 gram) Zeolit awal g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit modifikasi Fe(OH) M g zeolit modifikasi Fe(OH) M Volume NaOH blanko = ml 16

25 Lampiran 6 Penentuan kapasitas tukar anion zeolit aktivasi termodifikasi Fe(OH)3 Sampel bobot zeolit ulangan Volume NaOH 0.1 N(ml) KTA Rerata KTA (gram) awal akhir terpakai (mek/100 gram) (mek/100 gram) Zeolit aktivasi g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M g zeolit aktivasi modifikasi Fe(OH) M Volume NaOH blanko = m 17