Penentuan Kapasitas Penyerapan Mn 2+ oleh Zeolit Aktif

Penentuan Kapasitas Penyerapan Mn 2+ oleh Zeolit Aktif SKRIPSI Reny Eka Nurbaya 10502029 PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

Penentuan Kapasitas Penyerapan Mn 2+ oleh Zeolit Aktif (Determination of Adsorption Capacity of Mn 2+ by Active Zeolite) SKRIPSI Reny Eka Nurbaya 10502029 PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

Abstrak Zeolit adalah salah satu mineral yang banyak kegunaannya, diantaranya sebagai katalis, zat penukar ion, melunakkan air sadah, adsorben zat warna, dan lain-lain. Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki sumber daya alam zeolit yang cukup banyak, diantaranya terdapat di Bayah (Banten), Nanggung (Bogor), Tasikmalaya, Sulawesi, dan lain-lain. Dalam penelitian ini ditentukan kondisi-kondisi optimum penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit aktif. Besarnya penyerapan diukur dengan menggunakan alat FAAS (Flame Atomic Absorption Spectrophotometer). Dari hasil yang diperoleh, diketahui massa jenis zeolit yang digunakan adalah 2,17 g/ml. Asam yang paling optimum untuk mengaktifkan zeolit adalah H 2 SO 4 1,0 M. Penyerapan optimum ion Mn 2+ oleh zeolit aktif selama 3 jam dalam suasana asam dengan penambahan HCl 0,1 M mampu menyerap ion Mn 2+ sebesar 0,5423 mg Mn 2+ /gram zeolit. iii

Abstract The zeolite is one of mineral which have many functionality, there are as catalyst, ion exchange, water softener, adsorb ion and molecule, etc. Indonesia is the one of country which has natural resources of zeolite, there are present at Bayah (Banten), Nanggung (Bogor), Tasikmalaya, Sulawesi, etc. In this investigation were determined optimum conditions of ion Mn 2+ adsorption by active zeolite. The amount of adsorption was measured by FAAS (Flame Atomic Absorption Spectrophotometry). From the result known that the density of zeolite is 2.17 g/ml. The most optimum acid to active the zeolite is H 2 SO 4 1.0 M. Optimum adsorption of Mn 2+ by zeolite during 3 hours in acid condition with adding HCl 0.1 M able to absorb 0.5423 mg Mn 2+ /gram zeolite. ii

Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung Menerangkan bahwa skripsi yang disusun oleh: Nama : Reny Eka Nurbaya NIM : 10502029 telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Kimia Pada tanggal Drs. Saepudin Suwarsa, M.S NIP: 130235118 iv

Bukanlah sebaik-baik kamu yang bekerja untuk dunianya saja tanpa akhiratnya, dan tidak pula orangorang yang bekerja untuk akhiratnya saja dan meninggalkan dunianya. Dan sesungguhnya sebaikbaiknya kamu adalah orang yang bekerja untuk (akhirat) dan untuk untuk (dunia). (Hadist Rasulullah SAW) Untuk Allah Swt yang telah menciptakan ilmu. Muhammad SAW yang memberikan teladan bagi seluruh umat. Mamah dan Bapak tercinta. Adik-adikku penerus generasi harapan. v

Ucapan Terima Kasih Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena dengan cinta, rahmat, ridho dan kasih sayang-nya jualah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Salawat serta salam semoga selalu terlimpah kepada taudalan sepanjang masa, Nabi Muhammad saw. Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Drs. Saepudin Suwarsa, M.S. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, saran dan dukungan kepada penulis selama mengerjakan tugas akhir dan Skripsi. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sedalamdalamnya kepada: 1. Kedua orang tua yang telah memberikan kasih sayang yang melimpah, do a yang tak putus-putus, dan perhatian yang tak berhingga. 2. Para pegawai di laboratorium Penelitian Kimia Analitik, terima kasih atas keramahan, dan bantuannya. 3. Dosen-dosen Kimia ITB, atas ilmu pengetahuan berharga yang telah diberikan. 4. Dr. Aman S. P. M.S., atas dukungan dan bantuan saran yang telah diberikan. 5. Teman-teman satu bimbingan Tugas Akhir: Novita, Rizky, dan Faiz. Terima kasih atas dukungan dan kebersamaan yang selama ini telah diberikan. 6. Teman-teman Kimia, Ami (terima kasih atas persaudaraan yang tulus, maafkan jika penulis belum bisa membalasnya), Nila, Meta, Fenti, Fani, Dhian, Elviera, Nurin, Wiwin, dan lain-lain. Terima kasih atas nasihatnya yang pernah membuat penulis tetap berjalan di jalan-nya. 7. Adikku, Deni Nurcahya, terima kasih atas persaudaraan yang manis selama ini. Seorang adik di Jepang (terima kasih atas semangat yang menjadi sumber inspirasi penulis). 8. Teman-teman asrama: Teh Arni (terima kasih atas kebaikan selama ini sejak penulis memasuki gerbang ITB hingga sekarang), Humez (terima kasih atas masukan pandangan-pandangannya yang luas tentang kehidupan), Nadia (terima kasih atas bantuan di saat-saat krisis menyelesaikan skripsi ini), Dilla dan Diko (terima kasih atas vi

canda tawa dan kebaikan yang telah diberikan). Kebaikan kalian tak akan pernah penulis lupakan, semoga Allah membalas dengan kebaikan yang lebih melimpah. 9. Saudara-saudara di Purwakarta dan Subang, terima kasih atas do a dan dukungannya, maafkan jika selama ini penulis belum bisa menjadi saudara yang baik. 10. Teman-teman penelitian Laboratorium Kimia Analitik, terima kasih atas kebaikan dan dukungannya selama ini 11. Teman-teman pengurus Kamamuki 2002, terima kasih atas ilmu, persaudaraan, dan pengalaman yang telah diberikan. 12. Adik-adikku di bimbingan belajar PUST Risma Nahrul Hayat, PT Pupuk Kujang Cikampek, terima kasih atas kasih sayang dan dukungan yang selama ini menjadi sumber semangat penulis untuk tetap tersenyum. 13. TVXQ, Super Junior, NewS, Kat-tun, dan Arashi, terima kasih telah memberikan keceriaan di saat dunia penulis tak berwarna. Rekan-rekan dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Semoga segala apa yang telah semua pihak lakukan mendapatkan balasan dari Allah SWT sebagai ibadah. Penulis juga memohon maaf jika penulis banyak melakukan kesalahan selama proses menuntut ilmu di Kimia ITB. Semoga Skripsi ini menjadi salah satu bagian yang bisa memberikan manfaat kepada siapapun membacanya. Bandung, 14 Juni 2007 Penulis vii

Daftar Isi Abstract....ii Abstrak.... iii Ucapan Terima Kasih... vi Daftar Isi... viii Daftar Tabel...x Daftar Gambar...xi Daftar Lampiran...xii 1 Pendahuluan... 1 1.1 Tinjauan Masalah...1 1.2 Tujuan Penelitian...2 1.3 Ruang Lingkup Kajian...2 2 Tinjauan Pustaka...3 2.1 Zeolit Alam...3 2.1.1 Struktur Zeolit...4 2.1.2 Penggunaan Zeolit...6 2.2 Adsorpsi...9 2.3 Mangan...10 2.3.1 Mangan di Alam dan Sifat-sifatnya...10 2.3.2 Penggunaan dan Toksisitas Mangan...11 2.4 Metode Spektrofotometri Serapan Atom...12 3 Percobaan...15 3.1 Bahan dan Alat...15 3.1.1 Bahan...15 3.1.2 Alat...15 3.2 Diagram Alir Percobaan...16 3.3 Cara Kerja...17 3.3.1 Penyiapan Zeolit...17 3.3.2 Penentuan Berat Jenis Zeolit...17 3.3.3 Pembuatan Larutan Standar Ion Logam Mn 2+ 1000 ppm...17 3.3.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Ion Logam Mn 2+...17 3.3.5 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit...18 viii

3.3.6 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif dan Non-aktif...18 3.3.7 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif...18 3.3.8 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif dalam Kondisi Netral dan Asam...19 3.3.9 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit...19 3.3.10 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn 2+ oleh Zeolit Aktif pada Kondisi-Kondisi Optimum...19 4 Hasil dan Pembahasan...20 4.1 Penyiapan Zeolit...20 4.2 Penentuan Berat Jenis Zeolit...20 4.3 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit...21 4.4 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif dan Non-aktif...22 4.5 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif...22 4.6 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit Aktif dalam Kondisi Netral dan Asam...23 4.7 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit...23 4.8 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn 2+ oleh Zeolit Aktif pada Kondisi-Kondisi Optimum...24 5 Kesimpulan dan Saran...25 5.1 Kesimpulan...25 5.2 Saran...25 Daftar Pustaka...26 Lampiran...28 ix

Daftar Tabel Tabel A.1 Data penentuan berat jenis zeolit...31 Tabel B.1 Data kurva kalibrasi larutan standar ion logam Mn 2+...32 Tabel B.2 Penentuan konsentrasi optimum dari asam pengaktif zeolit...32 Tabel B.3 Penyerapan ion logam oleh zeolit aktif dan non-aktif...33 Tabel B.4 Penentuan waktu penyerapan optimum ion logam Mn 2+...33 Tabel B.5 Penyerapan ion logam Mn 2+ dalam kondisi netral dan asam...34 Tabel B.6 Penentuan konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit aktif...34 Tabel C.1 Penentuan kapasitas penyerapan ion Mn 2+ pada kondisi-kondisi optimum...36 Tabel D.1 Tipe-Tipe Zeolit...37 Tabel E.1 Saringan dan Derajat Halus Serbuk...35 x

Daftar Gambar Gambar 2.1 Struktur Zeolit...5 Gambar 2.2 Bentuk kristal tiga kelompok utama zeolit...6 Gambar 2.3 Ilustrasi proses adsorpsi oleh zeolit...8 Gambar 2.4 Ilustrasi proses pertukaran ion oleh zeolit...8 Gambar 2.5 Kristal mangan...11 Gambar 2.6 Rangkaian alat SSA...13 Gambar 2.7 Diagram alir penelitian...16 Gambar 2.8 Proses dealuminasi...21 Gambar 4.1 Kurva penentuan konsentrasi optimum dari asam pengaktif zeolit...22 Gambar 4.2 Kurva penentuan waktu penyerapan optimum ion logam Mn 2+...23 Gambar 4.3 Kurva penentuan konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam Mn 2+ oleh zeolit aktif...24 Gambar 4.4 Kurva penentuan kapasitas penyerapan ion Mn 2+ pada kondisi-kondisi optimum...24 Gambar B.1 Kurva kalibrasi larutan standar ion logam Mn 2+...30 xi

Daftar Lampiran A Penentuan Berat Jenis Zeolit...31 B Kondisi Optimum Penyerapan... 32 B.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Ion Logam Mn 2+...32 B.2 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit...32 B.3 Penyerapan Ion Logam oleh Zeolit Aktif dan non-aktif...33 B.4 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn 2+...33 B.5 Penyerapan Ion Logam Mn 2+ dalam Kondisi Netral dan Asam...34 B.6 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn 2+ oleh Zeolit...34 C Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn 2+ pada Kondisi-Kondisi Optimum...36 D Jenis-Jenis Zeolit...37 E Saringan dan Derajat Halus Serbuk...39 xii