4 Hasil dan Pembahasan

Transkripsi

1 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Penyiapan Zeolit Zeolit yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Tasikmalaya. Warna zeolit awal adalah putih kehijauan. Ukuran partikel yang digunakan adalah mesh, yaitu partikel lolos pada saringan 48 mesh dan tertahan pada saringan 65 mesh. Maksudnya mesh disini adalah lubang/inchi 2. Ukuran partikel mempengaruhi proses penyerapan. Makin kecil ukuran partikel, makin besar daya serapnya. Hal ini terjadi karena untuk berat yang sama, meningkatnya kehalusan zeolit akan meningkatkan luas permukaan zeolit tersebut. Dengan demikian ion-ion logam Mn 2+ yang terserap akan semakin banyak. Selain itu, ukuran zeolit yang digunakan untuk penyerapan juga harus homogen. Hal ini bertujuan supaya proses penyerapan berada pada kondisi yang sama. 4.2 Penentuan Berat Jenis Zeolit Penentuan berat jenis zeolit dilakukan untuk memastikan apakah batuan yang digunakan merupakan zeolit atau bukan. Larutan yang digunakan tergantung pada batuan yang akan ditentukan berat jenisnya. Untuk batuan yang tidak menimbulkan suspensi dalam air, cairan yang digunakan adalah pelarut polar, seperti air. Sedangkan untuk batuan yang dapat tersuspensi dalam air, pelarut yang digunakan adalah pelarut nonpolar seperti benzena (C 6 H 6 ). Zeolit yang digunakan pada penelitian ini mudah tersuspensi dalam air, oleh karena itu, pelarut yang digunakan adalah benzena. Hal ini dilakukan supaya tidak ada kehilangan berat zeolit ketika piknometer ditutup. Dari percobaan diperoleh berat jenis zeolit yang digunakan adalah 2,17 g/ml. Harga berat jenis ini berada diantara 2,0 2,3 g/ml yang merupakan berat jenis untuk zeolit. Sehingga dapat dipastikan bahwa batuan yang digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran A.

2 4.3 Penentuan Konsentrasi ptimum Asam Pengaktif Zeolit Pengaktifan zeolit dilakukan dengan cara perendaman dalam larutan asam. Jenis asam yang digunakan adalah H 2 S 4. Pemilihan asam ini didasarkan pada pertimbangan dari segi ekonomis. Dibandingkan dengan asam mineral lainnya, asam H 2 S 4 memiliki molaritas yang lebih tinggi, sehingga larutan yang diperlukan menjadi lebih sedikit. Dengan perendaman dalam asam, diharapkan daya adsorpsi zeolit dapat meningkat. Dalam hal ini diharapkan terjadi pertukaran antara kation alkali dan alkali tanah (M) yang terdapat dalam zeolit dengan kation H + dari larutan H 2 S 4. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan dengan persamaan 4.1. Z 2 M + H 2 S 4 2ZH + MS 4... (4.1) Setelah direndam dalam asam, zeolit kemudian dicuci hingga netral menggunakan aquadest dan dikeringkan. Hal yang harus diperhatikan dalam tahap pencucian adalah proses perubahan air cucian. Pada pencucian mula-mula, air cucian tersebut mulai dikotori oleh suspensi-suspensi berwarna putih sehingga pada ph tertentu air cucian menjadi sangat keruh. Setelah tahap ini terlampaui, suspensi berwarna putih tersebut kemudian semakin berkurang dan berangsur-angsur mejadi jernih kembali. Setelah air cucian menjadi jernih, maka pencucian lebih lanjut tidak akan meningkatkan ph air cucian. Dengan demikian, keadaan tersebut dapat dijadikan parameter untuk menentukan akhir dari pencucian, sehingga tahap pencucian tidak mutlak memerlukan alat bantu pengukur ph. Hal yang perlu diperlukan dalam proses pengaktifan zeolit oleh asam adalah penentuan konsentrasi asam. Larutan asam dapat mengaktifkan zeolit, akan tetapi jika konsentrasi asam terlalu tinggi justru dapat merusak dasar zeolit melalui proses dealuminisasi (putusnya ikatan Al dan ). Proses dealuminasasi yang dapat terjadi ditunjukkan pada reaksi di bawah ini: (-) Al + 4H + H H H H + Al 3+ Gambar 4.1 Proses dealuminasi Dari hasil percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 4.1, diketahui bahwa konsentrasi asam yang optimum untuk proses pengaktifan zeolit adalah H 2 S 4 1,0 M. Data selengkapnya dpat dilihat di Lampiran B.2 21

3 mg Mn(II)/gr zeolit M Asam sulfat Gambar 4.1 Kurva penentuan konsentrasi optimum dari asam pengaktif zeolit Konsentrasi awal Mn 2+ sebesar 10 ppm, dengan volume 25 ml 4.4 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif dan Non-aktif Terdapat perbedaan daya serap antara zeolit aktif dan non-aktif. Hal yang membedakan adalah dilihat dari rasio /Al. Pada zeolit aktif terjadi peningkatan rasio /Al sehingga ion yang terikat menjadi lebih banyak. Selain itu pori pada kerangka zeolit aktif lebih mudah diisi oleh ion lain, sedangkan pori pada kerangka zeolit non-aktif masih terisi ion logam alkali atau alkali tanah, sehingga ion logam yang lain sulit untuk terikat. Dari hasil percobaan yang ditunjukkan pada tabel 4.2, diperoleh perbedaan daya serap antara zeolit aktif dan zeolit non-aktif. Daya serap zeolit aktif adalah 0,4303 mg Mn 2+ /gram zeolit, sedangkan daya serap zeolit non-aktif adalah 0,1450 mg Mn 2+ /gram zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran B Penentuan Waktu Penyerapan ptimum Ion Logam Mn 2+ Untuk memperoleh hasil penyerapan hasil optimum dengan efisiensi tinggi diperlukan waktu penyerapan yang optimum pula. Hal ini berhubungan dengan kapasitas penyerapan. Pada saat tertentu pori-pori telah terisi penuh dengan ion logam Mn 2+. Setelah saat tersebut, daya serapnya akan cenderung tetap. Kemungkinan yang lain adalah partikel-partikel zeolit telah mencapai titik jenuh. Pada saat tersebut, ion logam Mn 2+ yang terserap akan terlepas kembali, atau disebut pula dengan proses desorpsi. Dari hasil percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 4.2, diperoleh waktu penyerapan yang paling optimum adalah 3 jam,dengan daya serap 0,3245 mg Mn 2+ /gram zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran B.4. 22

4 mg Mn(II)/gram zeolit t (jam) Gambar 4.2 Kurva penentuan waktu penyerapan optimum ion logam Mn Penyerapan Ion Logam Mn 2+ dalam Kondisi Netral dan Asam Kondisi keasaman larutan juga berpengaruh terhadap daya adsorpsi zeolit. Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa ion Mn 2+ yang stabil pada kondisi asam. Dengan perubahan keasaman, ion Mn 2+ teroksidasi menjadi valensi yang lain, yaitu 3, 4, 6, dan 7. Dari hasil percobaan yang ditunjukkan pada Tabel 4.4, diperoleh daya serap zeolit terhadap Mn 2+ dalam kondisi asam lebih besar dibandingkan dalam kondisi netral. Daya serap zeolit dalam kondisi asam adalah 0,2718 mg Mn 2+ /gram zeolit, sedangkan dalam kondisi netral adalah 0,2131 mg Mn 2+ /gram zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran B Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn 2+ Besarnya keasaman juga berpengaruh terhadap proses penyerapan. Jika konsentrasi asam yang ditambahkan terlalu banyak, maka yang terjadi adalah ion H + dari asam akan ikut terserap oleh zeolit sehingga mengganggu terserapnya ion Mn 2+ pada zeolit. Dari hasil percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 diperoleh konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam Mn 2+ yang paling optimum adalah HCl 0,1 M, dengan daya serap 0,3091 mg Mn 2+ /gram zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran B.6. 23

5 mg Mn(II)/gram zeolit M HCl Gambar 4.3 Kurva penentuan konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit aktif. 4.8 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn 2+ pada Kondisi-Kondisi ptimum Setelah dilakukan penentuan kondisi-kondisi optimum untuk penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit, akhirnya dilakukan penentuan kapasitas penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit pada kondisi optimum tersebut. Dari percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 4.4, dapat diketahui seberapa besar daya serap zeolit terhadap ion logam Mn 2+. Zeolit memiliki kapasitas penyerapan yang terbatas, sesuai dengan luas permukaannya. Pada saat tertentu zeolit tidak mampu lagi menyerap kation logam, sehingga daya serapnya akan cenderung tetap. Dari percobaan diperoleh konsentrasi optimum pada 30 ppm dengan daya serapnya 0,4544 mg Mn 2+ /gram zeolit. Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran C. mg Mn(II)/gram zeolit ppm Mn(II) Gambar 4.4 Kurva penentuan kapasitas penyerapan ion Mn 2+ pada kondisi-kondisi optimum 24