Studi Daya Adsorpsi Bentonit Alam Tapanuli Terinterkalasi Monosodium Glutamat terhadap Ion Logam Berat Kadmium dan Timbal pada Berbagai Variasi ph

Transkripsi

1 Studi Daya Adsorpsi Bentonit Alam Tapanuli Terinterkalasi Monosodium Glutamat terhadap Ion Logam Berat Kadmium dan Timbal pada Berbagai Variasi ph Lutfi Adhayuda Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, Kampus UI Depok E- mail: Abstrak Organobentonit berhasil dibuat dari proses interkalasi bentonit alam Tapanuli dengan senyawa Monosodium Glutamat (MSG). Sebelum digunakan untuk preparasi organobentonit, dilakukan proses sedimentasi terhadap bentonit Tapanuli untuk memurnikan kandungan montmorillonit (MMT) yang ada pada bentonit. Kemudian dilakukan penyeragaman kation pada interlayer bentonit dengan Na + menjadi Na-Bentonit. Selanjutnya dilakukan penentuan nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) dengan menggunakan larutan [Cu(en) 2 ] 2+, sehingga diperoleh nilai KTK sebesar 45,29 mek/100 gram bentonit. Preparasi organobentonit menggunakan Na-Bentonit yang terinterkalasi senyawa MSG, dimana jumlah MSG yang ditambahkan sesuai dengan nilai 1 KTK dan 2 KTK dengan variasi ph (ph=pi MSG=3,22, ph<pi MSG, dan ph>pi MSG). Hasil karakterisasi organobentonit menunjukkan senyawa MSG telah berhasil terinterkalasi ke dalam bentonit dan terjadi perubahan pada d-spacing. Produk organobentonit tersebut selanjutnya diuji kemampuan adsorpsinya terhadap ion logam berat Pb 2+ dan Cd 2+ dengan variasi konsentrasi (1-10 mm) dan membandingkannya dengan kemampuan adsoprsi dari bentonit alam dengan konsentrasi ion logam berat Pb 2+ dan Cd 2+ yang sama. Dari data yang diperoleh menunjukkan bahwa organobentonit lebih efektif daripada bentonit alam dalam menyerap ion logam berat Pb 2+ dan Cd 2+. Kata kunci: organobentonit, d-spacing, adsorpsi, monosodium glutamat, variasi ph

2 Study of Adsorption Capacity of Natural Tapanuli Bentonite Intercalated by Monosodium Glutamate against Heavy Metal Ions Cadmium and Lead on Various ph Abstract Organobentonite successfully made from the process of intercalation bentonite tapanuli with the compounds of Monosodium Glutamate (MSG). Before being used for the preparation, sedimentation process of bentonite content was made to purify montmorillonite (MMT) on bentonite Tapanuli. The uniformity of cations with Na + on bentonite interlayer was made to make Na-Bentonite. Furthermore, Cation Exchange Capacity (CEC) values was calculated by using a [Cu(en) 2 ] 2+, and CEC values obtained is meq/100 grams of bentonite. Organobentonite was prepared using the Na-Bentonite intercalated by MSG compound, and the MSG was added according to the value of 1 CEC and 2 CEC with variety of ph (ph=pi MSG=3,22, ph<pi MSG, and ph>pi MSG). Characterization results showed that organobentonite preparation has been successfully intercalated MSG into bentonite and its d-spacing has changed. Organobentonite product adsorption ability was tedted against heavy metal ions Pb 2+ and Cd 2+ adsorption by varying the concentration (1-10 mm) and compare it with the adsorption ability of natural bentonite. From the data obtained shows that organobentonite is more effective than the natural bentonite to absorb heavy metal ions Pb 2+ and Cd 2+. Keywords: organobentonite, d-spacing, adsorption, monosodium glutamate, various ph

3 Pendahuluan Berkembangnya penelitian di bidang teknologi merupakan pemicu bagi para peneliti untuk terus melakukan dan mengembangkan penelitian. Perkembangan teknologi yang pesat pada era modern ini seringkali dihadapkan dengan masalah pencemaran lingkungan. Hal tersebut merupakan dampak negatif dari berkembangnya teknologi yang memang tidak dapat dihindari. Salah satu contoh pencemaran lingkungan adalah pencemaran oleh limbah buangan industri. Limbah buangan industri dapat membahayakan masyarakat dan lingkungan sekitar dikarenakan mengandung ion logm berat, khususnya ion Cd 2+ (kadmium) dan ion Pb 2+ (timbal), dimana kedua logam tersebut sulit terdegradasi. Terdapat beberapa metode yang dikembangkan untuk menangani limbah yang mengandung ion Cd 2+ dan Pb 2+. Beberapa di antaranya adalah chemical conditioning, solidification/ Stabilization, incineration, dan metode adsorpsi. Adsorpsi adalah salah satu metode yang potensial karena prosesnya yang sederhana, dapat bekerja pada konsentrasi rendah, dapat didaur ulang, dan biaya yang dibutuhkan relatif murah. Salah satu kelompok senyawa yang terdapat di alam dan memiliki potensi besar untuk dikembangkan sebagai adsorben ion logam berat adalah bentonit. Bentonit adalah mineral yang berasal dari sisa abu vulkanis. Keberadaan bentonit yang cukup berlimpah di Indonesia dapat menjadikan bentonit sebagai aset potensial yang dapat dimanfaatkan secara optimal. Bentonit dapat digunakan sebagai adsorben senyawa anorganik dan logam berat karena bentonit memiliki kapasitas tukar kation (KTK) dan memiliki sifat hidrofilik pada permukaannya. Karena sifatnya tersebut, maka di dalam air bentonit dapat menyerap polutan, baik polutan organik maupun anorganik. Namun karena sifat hidrofilik bentonit tidak efektif dalam menyerap senyawa organik, maka kapasitas adsorpsi dapat ditingkatkan dengan cara modifikasi permukaan (Bergaya et al., 2006).

4 Tinjauan Pustaka Bentonit adalah salah satu jenis mineral lempung aluminosilikat memiliki kandungan utama berupa montmorillonit. Kandungan lainnya dapat berupa mineral pengotor sepert kuarsa, kalsit, illite, gypsum, feldspar, plagioclas, kristobalit, dan kaolinit. Montmorillonit tersusun dari satu lapisan alumina oktahedral (O) yang diapit oleh dua lapisan silika tetrahedral (T). Adanya subsitusi isomorf lapisan Si dalam kerangka tetrahedral oleh Al mengakibatkan bentonit montmorillonit bermuatan negatif sehingga bentonit dapat menyerap kation sebagai penyeimbang muatan pada bagian antar lapis yang bermuatan negarif. Sifat lapisan bentonit ini mengakibatkan bentonit dapat berfungsi sebagai penukar kation. Bentonit yang memiliki kapasitas tukar kation yang besar dan kemampuan swelling yang baik, mampu menjadikannya sebagai host bagi senyawa yang diinterkalasi pada ruang interlayer bentonit (Zhou, 2011). Kehadiran senyawa yang diinterkalasi ini dapat memperbesar d-spacing bentonit. Senyawa yang dapat digunakan untuk interkalasi ini berupa surfaktan kationik atau senyawa amfoter yang memiliki gugus aktif berupa muatan positif. Bentonit yang telah diinterkalasi dengan senyawa organik disebut organobentonit. Dari hasil penelitian sebelumnya (Edwina, 2013 & Citra, 2014) telah dibuktikan bahwa bentonit hasil interkalasi memiliki kemampuan adsorpsi kation logam yang lebih baik daripada bentonit alam yang belum diinterkalasi. Organobentonit adalah bentonit yang telah dimodifikasi dengan senyawa organik. Kestabilan termal yang dimiliki oleh surfaktan kationik atau senyawa amfoter yang akan diinterkalasi ke dalam bentonit merupakan salah satu sifat penting dalam pembentukan organobentonit. Dengan kestabilan termal yang dimiliki surfaktan kationik atau senyawa amfoter, bentonit yang telah dimodifikasi diharapkan juga memiliki sifat kestabilan termal yang tinggi. Secara luas, organobentonit dapat digunakan sebagai adsorben, khususnya adsorben ion logam berat. Dalam adsorpsi ion logam, daya adsorpsi organobentonit berbeda berdasarkan jenis ion logam dan ph larutan. Tiller (1996), yang telah mempelajari adsorpsi mineral bentonit terhadap ion-ion logam, menyimpulkan bahwa organobentonit lebih cenderung mengadsorpsi ion logam berat dibandingkan dengan ion logam alkali atau alkali tanah.

5 Monosodium Glutamat (Gambar 1), merupakan garam sodium dari asam glutamat, biasanya digunakan sebagai penyedap masakan yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Monosodium glutamat ini memiliki rumus molekul C 5 H 8 NNaO 4, dengan massa molar 169,111 gram/mol, berbentuk kristal putih yang cepat larut di dalam air, kelarutan dalam air 74 gram/100 ml, dan dalam larutan terdisosiasi menjadi ion natrium dan ion glutamat. Garam ini tidak bersifat higroskopis dan larut dalam air. Gambar 1 Struktur Monosodium Glutamat Glutamat adalah asam amino non-essential yang ditemukan di hampir semua protein. Ini terlihat dari titik isoelektriknya yang rendah (pada ph = 3,22), yang menandakan bersifat asam Lewis. Glutamat adalah salah satu dari 20 asam amino penyusun protein. Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (- NH 2 ). Sebagai asam amino, glutamat termasuk dalam kelompok non-essential, yang artinya tubuh mampu memproduksi sendiri. Glutamat yang masih terikat dengan asam amino lain sebagai protein tidak memiliki rasa, namun glutamat dalam bentuk bebas memiliki rasa gurih. Dengan demikian semakin tinggi kandungan glutamat di dalam masakan maka semakin gurih. Kandungan glutamat dalam makanan tergantung dari macam makanan, kondisi makanan (mentah atau matang) dan proses pengolahannya (Citra, 2014). Di dalam tubuh, glutamat dari makanan sebagian besar dimetabolisme dan digunakan sebagai sumber energi usus halus. Glutamat juga berfungsi untuk pembentukan asam amino lain seperti gluthation, arginin dan proline (Reeds et al., 2000).

6 Metode Penelitian 1. Sedimentasi Bentonit Sebanyak 200 gram bentonit dimasukkan ke dalam gelas beaker dan ditambahkan 2 liter akuades. Campuran diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer selama 6 jam. Selanjutnya campuran didiamkan selama 5 menit dan koloid yang terbentuk diambil. Koloid yang diperoleh didiamkan hingga terbentuk endapan dan air yang jernih. Setelah itu dilakukan dekantasi dan endapan disentrifugasi. Endapan yang didapatkan lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C dan selanjutnya dikarakterisasi dengan XRD dan FTIR. 2. Preparasi Na-Bentonit Endapan bentonit yang didapat pada proses sedimentasi disuspensikan ke dalam larutan NaCl 0,25 M sebanyak 500 ml. Suspensi diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer selama 6 jam dan kemudian suspensi tersebut didekantasi. Endapan yang didapat kemudian didispersikan dengan larutan NaCl 0,25 M sebanyak 500 ml dan kemudian dilakukan pengadukan kembali selama 6 jam. Endapan lalu didekantasi kemudian dicuci dengan akuades hingga bebas dari kandungan ion Cl -. Setelah itu endapan dikeringkan dalam oven pada suhu o C. Endapan digerus dan diayak hingga didapatkan serbuk Na-Bentonit berukuran μm. Na-Bentonit yang diperoleh dikarakterisasi dengan XRD, EDS dan FTIR. 3. Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK) Sebanyak 25 ml larutan CuSO 4 0,1 M ditambahkan dengan 50 ml larutan etilendiamin 0,1 M dan diencerkan ke dalam labu ukur untuk pembuatan 0.05 M kompleks [Cu(en) 2 ] 2+. Untuk penentuan nilai KTK, 0,3 gram Na-Bentonit disuspensikan ke dalam masing-masing 2 ml, 3 ml dan 4 ml larutan [Cu(en) 2 ] 2+ lalu dilarutkan dengan akuades hingga 25 ml. Suspensi tersebut kemudian diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 30 menit dengan kecepatan pengadukan yang sama. Larutan sebelum dan sesudah dicampur diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrometer UV-Visible pada λ max = 549 nm. Konsentrasi larutan standar dibuat dengan mendekati konsentrasi filtrat larutan kompleks setelah dilakukan pengadukan dengan magnetic stirrer.

7 4. Preparasi Organobentonit Sebanyak 0,2542 gram MSG (Natrium L-2-Aminopentanadioat) dilarutkan ke dalam 25 ml buffer asetat ph 3,2 (pi) untuk pembuatan 1 KTK organobentonit dengan massa Na- Bentonit sebesar 3 gram. Na-Bentonit kemudian didispersikan ke dalam 50 ml akuades dan dilakukan pengadukan menggunakan magnetic stirrer selama 30 menit. Larutan Na-Bentonit kemudian ditambahkan dengan 25 ml larutan MSG 1 KTK secara perlahan dan diaduk selama 3 jam. Campuran kemudian diultrasonik selama 3 menit. Campuran kemudian disentrifugasi dan diambil endapannya lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 60 o C. Padatan yang didapatkan selanjutnya dikarakterisasi dengan XRD, EDS dan FTIR. Pembuatan 1 KTK organobentonit ph 4,6 digunakan 25 ml buffer asetat ph 4,6 dan dengan massa Na-Bentonit dan MSG yang sama dengan organobentonit ph 3,2. Untuk pembuatan organobentonit ph 2,4 digunakan 25 ml buffer fosfat dengan massa Na-Bentonit dan MSG yang sama dengan organobentonit ph 3,2 dan 4,6. Pembuatan 2 KTK organobentonit digunakan massa Na-Bentonit yang sama tetapi dengan massa MSG 2 kali dari masa 1 KTK.. 5. Penentuan Waktu Optimum Adsorpsi Kadmium Sebanyak 25 ml larutan kadmium dengan konsentrasi setara 1 KTK ditambahkan ke dalam 0,05 gram bentonit alam, organobentonit 1 KTK ph 3,2 dan organobentonit 2 KTK ph 3,2 diaduk menggunakan magnetic stirrer dengan variasi waktu selama 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit pada kecepatan pengadukan yang sama. Kemudian campuran tersebut disentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan putar yang sama. Filtrat yang diperoleh kemudian dipisahkan dari endapan dan diukur kadar kadmium yang terkandung dalam filtrat dengan AAS. 6. Penentuan Waktu Optimum Adsorpsi Timbal Sebanyak 25 ml larutan timbal dengan konsentrasi setara 1 KTK ditambahkan ke dalam 0,05 gram bentonit alam, organobentonit 1 KTK ph 3,2 dan organobentonit 2 KTK ph 3,2 diaduk menggunakan magnetic stirrer dengan variasi waktu selama 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit pada kecepatan pengadukan yang sama. Kemudian campuran tersebut disentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan putar yang sama. Filtrat yang diperoleh

8 kemudian dipisahkan dari endapan dan diukur kadar timbal yang terkandung dalam filtrat dengan AAS. 7. Penentuan Daya Adsorpsi Kadmium Sebanyak 0,05 gram bentonit alam, organobentonit 1 KTK ph 3,2, organobentonit 1 KTK ph 2,4, organobentonit 1 KTK ph 4,6, organobentonit 2 KTK ph 3,2, organobentonit 2 KTK ph 2,4 dan organobentonit 2 KTK ph 4,6 ditambahkan ke dalam larutan kadmium dengan konsentrasi 1 mm, 3 mm, 5 mm dan 10 mm. Kemudian larutan tersebut diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 2 jam dengan kecepatan pengadukan yang sama dan disentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan putar yang sama. Filtrat yang diperoleh kemudian dipisahkan dari endapan dan diukur kadar kadmium yang terkandung dalam filtrat dengan AAS. 8. Penentuan Daya Adsorpsi Timbal Sebanyak 0,05 gram bentonit alam, organobentonit 1 KTK ph 3,2, organobentonit 1 KTK ph 2,4, organobentonit 1 KTK ph 4,6, organobentonit 2 KTK ph 3,2, organobentonit 2 KTK ph 2,4 dan organobentonit 2 KTK ph 4,6 ditambahkan ke dalam larutan timbal dengan konsentrasi 1 mm, 3 mm, 5 mm dan 10 mm. Kemudian larutan tersebut diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 2 jam dengan kecepatan pengadukan yang sama dan disentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan putar yang sama. Filtrat yang diperoleh kemudian dipisahkan dari endapan dan diukur kadar timbal yang terkandung dalam filtrat dengan AAS.

9 Hasil dan Pembahasan 1. Sedimentasi Bentonit Prinsip dari sedimentasi adalah perbedaan massa jenis, dimana massa jenis yang lebih besar akan terlebih dahulu mengendap dibandingkan dengan massa jenis yang lebih kecil. Tujuan dilakukannya sedimentasi bentonit adalah untuk mendapatkan kandungan Montmorillonit yang lebih murni. Montmorillonit memiliki massa jenis yang lebih kecil dibandingkan dengan pengotornya, sehingga pengotor dan mineral-mineral lainnya akan lebih dahulu mengendap. Setelah proses sedimentasi selesai, pada endapan terbentuk dua fasa. Pada endapan yang dihasilkan berwarna hitam pada bagian bawah dan coklat pada bagian atas. Endapan berwarna hitam yang berada dibawah adalah pengotor dan mineral-mineral lain yang terkandung dalam bentonit. Endapan berwarna coklat diharapkan banyak mengandung montmorillonit, karena montmorillonit membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mengendap. 2. Pembuatan Na-Bentonit Na-Bentonit dibuat dengan mencampurkan bentonit hasil sedimentasi dengan NaCl yang bertujuan untuk penyeragaman kation dalam ruang interlayer bentonit. Ruang interlayer pada bentonit banyak terdapat kation-kation lain yang dapat mempengaruhi kemampuan bentonit untuk mengembang (swelling) di dalam air, ion-ion tersebut seperti Ca 2+, Mg 2+, dan kation lainnya sehingga perlu diseragamkan. Ion Na + digunakan untuk proses penyeragaman karena Na + memiliki muatan positif yang kecil dan akan berinteraksi hanya pada satu layer bentonit. Keberadaan ion Na + dalam larutan mengakibatkan jarak antara interlayer akan terpisah cukup jauh dan memungkinkan interaksi dengan air lebih banyak dan dapat meningkatkan kestabilan (Irwansyah, 2007; Andi, 2007). Dalam penelitian ini, masuknya molekul MSG kedalam interlayer diharapkan ion Na + + yang ada pada Na-Benotnit akan digantikan oleh gugus -NH 3 yang ada pada MSG yang diinterkalasikan ke dalam ruang interlayer bentonit.

10 intensitas intensitas (a) Ɵ Na-Bentonit Bentonit Sedimentasi Bentonit Alam (b) Ɵ Na-Bentonit Bentonit Sedimentasi Bentonit Alam Gambar 2 Difraktogram XRD Bentonit Alam, Bentonit Sedimentasi dan Na-Bentonit pada (a) nilai 2θ 3-10 dan (b) nilai 2θ Penentuan Kapasitas Tukar Kation Tujuan dilakukannya penentuan kapasitas tukar adalah untuk mengetahui jumlah maksimum kation yang dapat ditukarkan dalam ruang interlayer bentonit yang didapatkan melalui reaksi pertukaran kation. Nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) pada bentonit dinyatakan dalam satuan mek/100 gram (Bergaya, 1997). Penentuan kapasitas tukar kation ini dilakukan dengan mencampurkan kompleks Cu-etilendiamin ([Cu(en) 2 ] 2+ ) yang berwarna biru-keunguan ke dalam suspensi Na-Bentonit, sesuai dengan metode yang sebelumya dilakukan oleh Bergaya dan Vayer (1997). Penentuan nilai KTK untuk menentukan jumlah [Cu(en) 2 ] 2+ dilakukan dengan instrumen spektofotometer UV/Vis. Nilai (KTK) yang didapat adalah 45,29 mek/100 gram bentonit.

11 4. Sintesis Organoclay Jumlah MSG yang diinterkalasi ke dalam Na-Bentonit dapat ditentukan berdasarkan nilai KTK yang diperoleh dengan menggunakan metode kompleks [Cu(en) 2 ] 2+. Organobentonit yang disintesis pada penelitian ini adalah bentonit alam Tapanuli yang diinterkalasi dengan MSG pada titik isoelektriknya yaitu pada ph = 3,22 = pi, dimana muatan positif dari gugus - NH + 3 pada MSG akan menempel/berinteraksi dengan muatan negatif dari interlayer bentonit dan muatan negatif dari dua gugus COO - akan menyerap kation-kation logam. MSG memiliki 2 gugus karboksilat dan gugus amina yang pada salah satu gugus karboksilatnya berikatatan dengan Na +. Berdasarkan strukturnya, organobentonit yang diinterkalasi dengan MSG diharapkan dapat menyerap lebih banyak kation logam dibandingkan organobentonit yang diinterkalasi dengan asam amino yang mengandung satu gugus karboksilat dari senyawa amfoter seperti alanin yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya (Saputra, 2013). Selain pembuatan organobentonit pada ph 3,2, juga disintessa organobentonit pada ph = 2,4 (ph < pi) dan pada ph 4,6 (ph > pi). 2 KTK pi 1 KTK pi Na-Bentonit Gambar 3 Spektra FTIR Na-Bentonit, Organobentonit 1 KTK dan 2 KTK pi Berdasarkan pada spektra FTIR organobentonit 1 KTK pi dan 2 KTK pi (Gambar 3) terdapat pita serapan baru pada bilangan gelombang sekitar 1430 cm -1 dan 1580 cm -1 yang sebelumnya tidak terlihat pada spektra Na-MMT (Na-Bentonit). Bilangan gelombang sekitar

12 1430 cm -1 merupakan vibrasi tekuk dari gugus amina, dan bilangan gelombang 1580 cm -1 adalah vibrasi ulur dari gugus COO -. Spektra organobentonit 1 KTK pi dan 2 KTK pi juga terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 3400 cm -1 yang merupakan pita vibrasi ulur gugus amina. Berdasarkan spektra FTIR (Gambar 3) dapat disimpulkan bahwa proses interkalasi MSG pada interlayer bentonit juga telah berhasil. 2 KTK ph 2,4 1 KTK ph 2,4 Na-Bentonit Gambar 4 Spektra FTIR Na-Bentonit, Organobentonit 1 KTK dan 2 KTK ph 2,4 2 KTK ph 4,6 1 KTK ph 4,6 Na-Bentonit Gambar 5 Spektra FTIR Na-Bentonit, Organobentonit 1 KTK dan 2 KTK ph 4,6

13 Berdasarkan pada spektra FTIR organobentonit 1 KTK ph 2,4 dan 2 KTK ph 2,4 (Gambar 4) terdapat pita serapan yang tidak jauh berbeda dari spektra FTIR pada Gambar 3. Perbedaan yang cukup jelas adalah pada bilangan gelombang sekitar 1430 cm -1 yang merupakan vibrasi tekuk dari gugus amina, dimana pada spektra FTIR orgnobentonit 1 KTK ph 2,4 (Gambar 4) tidak terlihat jelas. Ada kemungkinan MSG tidak berhasil diinterkalasi ke dalam bentonit karena rusaknya MSG disebabkan oleh kondisi ph di bawah pi. Berdasarkan pada spektra FTIR organobentonit 1 KTK ph 4,6 dan 2 KTK ph 4,6 (Gambar 5) terdapat pita serapan yang tidak jauh berbeda dari spektra FTIR pada Gambar 3 dan Gambar 4. Bilangan gelombang sekitar 1430 cm -1 yang merupakan vibrasi tekuk dari gugus amina ada pada spektra FTIR organobentonit 1 KTK ph 4,6 dan 2 KTK ph 4,6 sehingga bisa disimpulkan proses interkalasi berhasil.. 5. Waktu Optimum Adsorpsi Ion Logam (Pb 2+ dan Cd 2+ ) Waktu optimum adsorpsi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ adalah waktu yang diperlukan agar adsorpsi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ oleh bentonit sudah tidak mengalami peningkatan lagi (konstan), dimana pada waktu optimum tercapai kesetimbangan pada proses adsorpsi. Gambar 6 Kurva Variasi Waktu Ion Logam Pb 2+ terhadap Daya Adsorpsi Bentonit Alam dan Organobentonit pi

14 Gambar 7 Kurva Variasi Waktu Ion Logam Cd 2+ terhadap Daya Adsorpsi Bentonit Alam dan Organobentonit pi Waktu optimum adsorpsi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ adalah 120 menit, dimana pada waktu 120 menit telah terjadi kesetimbangan, yaitu bentonit alam sebagai adsorben sudah mengadsorpsi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ sebagai adsorbat secara maksimal. Pada menit ke 120 dapat dilihat juga bahwa nilai Q dalam mek/100 gram mengalami peningkatan dari bentonit alam, organobentonit 1 KTK pi, dan organobentonit 2 KTK pi. Dapat disimpulkan bahwa daya adsorpsi semakin meningkat seiring dengan penambahan jumlah MSG dalam bentonit. Berdasarkan nilai Q (mek/100 gram) yang didapatkan pada masing-masing logam, ion logam Cd 2+ dapat terserap lebih banyak dibanding Pb 2+, baik pada bentonit alam ataupun organobentonit. 6. Daya Adsorpsi Terhadap Ion Logam (Pb 2+ dan Cd 2+ ) Penentuan daya adsorpsi organobentonit terhadap ion-ion logam dilakukan dengan membuat variasi konsentrasi yang sama pada masing-masing ion logam dengan konsentrasi 1 mm, 3 mm, 5 mm, dan 10 mm. Masing-masing ion logam dicampurkan dengan 0,05 gram bentonit.

15 Q (mek/100 g bentonit) ,5 3 3,5 4 4,5 5 ph Organobentonit Adsorpsi Ion Logam Pb2+ Adsorpsi Ion Logam Cd2+ Gambar 8 Grafik Perbandingan Daya Adsorpsi pada Setiap Variasi ph Organobentonit Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa kapasitas adsorpsi yang lebih besar dimiliki oleh organoclay yang disintesis pada ph interkalasi= pi dibandingkan dengan organoclay yang disintesis pada ph di atas maupun dibawah ph isoelektrik (pi). Berdasarkan grafik ini dapat disimpulkan bahwa interkalasi terbaik berlangsung pada ph isoelektrik diakibatkan karena interaksi muatan positif pada ion logam dengan muatan negatif pada gugus karboksilat (- COO - ) yang dimiliki oleh MSG. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang dilakukan telah dibuktikan bahwa bentonit alam Tapanuli berhasil diinterkalasi dengan senyawa MSG yang meningkatkan kapasitas adsorpsi secara cukup signifikan. Jumlah MSG yang dibutuhkan untuk proses interkalasi dapat diketahui dari nilai KTK yang didapatkan pada penelitian. Nilai KTK dari betonit alam Tapanuli yaitu sebesar 45,29 mek/ 100 gram bentonit.

16 Daftar Pustaka Al-Harisi. (2008). Penetapan Kadar Zn dan Fe di dalam Tahu yang Dibungkus Plastik dan Daun yang Dijual dipasar Kartasura dengan Menggunakan MetodePengaktifan Neutron. Diakses tanggal 25 September Al-Qunaibit, M.H, Mekhemer,W.K, Zaghloul, A.A. (2005). The adsorption of Cu(II) ions on bentonite a kinetic study. Journal of Colloid and Interface Science 283, Andy. (2007). Sintesis dan Karakterisasi Organobentonit Dari Lempung Alam dan Lempung Sintesis yang Dimodifikasi Surfaktan HDTMABr Melalui Metode Hidrotermal. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Arinda Pradisty, Novia. (2013). Preparasi dan Karakterisasi Bentonit Tapanuli Terpilar Fe (III) Oksida dan Aplikasinya sebagai Katalis Reaksi Fenton pada Fotodegradasi Fenol dan 4-Klorofenol. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Barleany, Dhena Ria., Hartono, Rudi., dan Santoso. (2011). Pengaruh Komposisi Montmorillonite pada Pembuatan Polipropilen-Nanokomposit terhadap Kekuatan Tarik dan Kekerasannya. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia. Bergaya, F and Vayer, M.s. (1997). CEC of clays: Measurement by adsorption of a copper ethylenediamine complex. Applied clay science 12, Perancis. Borden, D., & Giese, R. (2001). Journal of Clays and Clay Minerals, Carlson, L. (2004). Working Report : Bentonite Mineralogy. Olkiluoto, Finland. Posiva. Citra, Allifia Fitriani. (2014). Bentonit Tapanuli Diinterkalasi Monosodium Glutamat Bersumber dari Penyedap Masakan sebagai Adsorben Logam Berat Kadmium dan Timbal. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia.

17 Edwina, Livi. (2013), Interkalasi dan Karakterisasi Bentonit Tapanuli dengan Monosodium Glutamat Sebagai Adsorben Ion Logam Berat Cd 2+ dan Zn 2+. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Irwansyah. (2007). Modifikasi Bentonit Menjadi Organobentonit Dengan Surfaktan Heksadesiltrimetilamonium Bromida Melalui Interkalasi Metode Ultrasonik. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Mallakpour, S and Dinari M. (2011). Preparation and characterization of new organobentonits using natural amino acids and cloisite Na +. Applied Clay Science Volume 51, Issue 3, February 2011, Pages Rahman, Akbar Satriandi. (2013). Bentonit Alam Jambi Diinterkalasi Surfaktan Kationik Benzil Trimetil Amonium Klorida (BTMA-Cl) serta Aplikasinya Sebagai Adsorben Fenol dan p- Klorofenol. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Ratnasari, Bunga. (2013). Modifikasi Bentonit Tapanuli Terinterkalasi Alanin sebagai Adsorben Logam Berat Kadmium (Cd) dan Timbal (Pb). Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Saputra, Dimas Dwi. (2013). Modifikasi dan Karakterisasi Bentonit Alam Jambi yang Diinterkalasi Alanin, serta Aplikasinya sebagai Adsorpsi Logam Kadmium dan Timbal. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia. Yolani, Deagita. (2012). Modifikasi Bentonit Terpilar Al Menggunakan Polydiallyl Dimethyl Ammonium sebagai Adsorben Sodium Dodecyl Benzene-Sulfonate. Skripsi Departemen Kimia. FMIPA Universitas Indonesia.