Bab IV Hasil dan Pembahasan

Bab IV Hasil dan Pembahasan IV.1 Kapasitas Adsorpsi Resin Hasil Impregnasi Kapasitas adsorpsi resin Amberlite-XAD16 terhadap beberapa ekstraktan melalui impregnasi dengan metode basah dan metode kering disajikan pada Tabel IV.1 berikut ini. Tabel IV.1. Adsorpsi beberapa ekstraktan oleh resin Amberlite-XAD16 Rasio Ekstraktan/ resin 10/90 20/80 50/50 60/40 TBP 91 188 640 645 Kapasitas resin (mg/g resin) Metode Basah Metode Kering D2EHPA/ D2EHPA/ D2EHPA TBP (3:1) D2EHPA TBP (3:1) TBP 86 88 106 101 103 170 178 225 195 200 620 650 811 660 700 630 675 826 675 705 Data pada Tabel IV.1 di atas menunjukkan bahwa dengan meningkatnya rasio perbandingan ekstraktan/resin meningkat pula kapasitas adsorpsi resin XAD16 terhadap ekstraktan. Kemampuan resin XAD16 mengadsorpsi molekul TBP lebih besar dari pada mengadsorpsi campuran D2EHPA/TBP(3:1) dan molekul D2EHPA, hal ini mungkin disebabkan karena ukuran molekul TBP lebih kecil dari pada molekul D2EHPA. Selain itu molekul TBP bersifat lebih non-polar dibandingkan dengan molekul D2EHPA, sehingga lebih mudah berantaraksi dengan resin XAD16 yang bersifat non-polar. Sementara itu, adsorpsi XAD16 terhadap campuran D2EHPA/TBP(3:1) juga lebih besar dari pada adsorpsi terhadap molekul D2EHPA, karena pada saat impregnasi molekul TBP mungkin terlebih dahulu mengisi pori-pori resin dan selanjutnya diikuti oleh molekul D2EHPA. Kapasitas adsorpsi resin XAD16 terhadap ekstraktan dengan metode basah lebih kecil dibandingkan dengan metode kering. Hal ini disebabkan adanya proses pencucian resin dengan air pada metode basah, sehingga sebagian ekstraktan ikut terbawa ke dalam pelarut. Oleh karena itu, dalam penelitian selanjutnya digunakan SIR yang dibuat dengan metode kering. 43

IV.2 Karakterisasi Solvent Impregnated Resin IV.2.1 Stabilitas Solvent Impregnated Resin Stabilitas ekstraktan di dalam resin, yaitu kemampuan ekstraktan untuk bertahan di dalam resin selama proses ekstraksi. Ekstraktan yang telah diimpregnasikan ke dalam resin tersebut dapat lolos atau terlepas dari ikatannya selama proses ekstraksi. Terlepasnya ekstraktan ke dalam larutan dapat disebabkan oleh terputusnya ikatan (Van der Waals) dan akibat besarnya gaya mekanik seperti pengadukan, terdegradasinya polimer resin XAD16 dan perubahan ph larutan sampel (Alexandratos dan Ripperger, 1998). 110 100 90 Ekstraktan dalam SIR (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 D2EHPA-Air TBP-Air D2EHPA/TBP-Air D2EHPA/TBP-HNO3 1M 0 2 4 6 8 10 12 Jumlah pencucian resin Gambar IV.1. Stabilitas ekstraktan dalam SIR setelah pencucian dengan air dan larutan HNO 3 1 M. Gambar IV.1 memperlihatkan bahwa kehilangan ekstraktan selama proses pencucian dengan air dan larutan HNO 3 1,0 M relatif sedikit. Stabilitas ekstraktan di dalam resin Amberlite-XAD16 semakin meningkat dengan urutan D 2 EHPA > D 2 EHPA/TBP(3:1) > TBP. Ekstraktan D 2 EHPA lebih stabil dibandingkan TBP 44

dalam resin XAD16. Hal ini mungkin disebabkan oleh faktor kelarutan D 2 EHPA (< 1 g/l) lebih kecil dari pada kelarutan TBP (6 g/l) di dalam air. SIR yang diimpregnasikan dengan campuran D 2 EHPA-XAD16 dan D 2 EHPA/TBP(3:1)- XAD16 masih layak digunakan hingga pencucian ke-6, karena lebih dari 95 % ekstraktan masih bertahan di dalam resin. Dari hasil pencucian selanjutnya terlihat bahwa sebagian matrik resin mengalami degradasi, akibat dari proses pengadukan dan sebagian matrik resin yang masih baik memerlukan regenerasi ulang akibat berkurangnya ekstraktan di dalam resin tersebut. IV.2.2 Analisis Morfologi SIR dengan SEM Foto SEM (Gambar IV.2) digunakan untuk membedakan empat buah sampel resin XAD16 sebelum dan setelah impregnasi dengan D 2 EHPA. Rasio perbandingan ekstraktan/resin, yaitu 10/90 %b/b, 50/50 %b/b, dan 60/40 %b/b. Sebelum impregnasi, permukaan resin XAD16 memiliki banyak pori (Gambar IV.2.a). Untuk impregnasi D 2 EHPA dengan komposisi 10/90 %b/b (Gambar IV.2.b) memperlihatkan bahwa pori-pori resin XAD16 belum mampu tertutupi secara keseluruhan. (a) (b) (c) (d) Gambar IV.2. Fotografi SEM (pembesaran 10.000 kali) terhadap permukaan resin Amberlite XAD16 (a) sebelum impregnasi (b) setelah impregnasi dengan D 2 EHPA 10/90 %b/b (c) setelah impregnasi dengan D 2 EHPA 50/50 %b/b, (d) setelah impregnasi dengan D 2 EHPA 60/40 %b/b. Pori-pori resin XAD16 tertutupi seluruhnya oleh D 2 EHPA apabila komposisinya mencapai 50/50 %b/b atau pun 60/40 %b/b. Namun demikian, pada komposisi 45

60/40 %b/b, memperlihatkan bahwa permukaan resin menjadi lengket (adhesive) karena pori-pori resin sudah tidak mampu lagi menampung molekul D 2 EHPA seluruhnya (Gambar IV.2.d) sehingga sebagian molekul D 2 EHPA teradsorpsi di permukaan resin. Stabilitas SIR dengan komposisi ekstraktan/resin 60/40 %b/b lebih rendah dari pada komposisi 50/50 %b/b (Matsunaga dkk., 2001). Perbandingan terbaik antara ekstraktan D 2 EHPA dan resin XAD16 dalam solvent impregnated resin, yaitu 50/50 %b/b (Gambar IV.2.c). Untuk eksperimen selanjutnya digunakan SIR dengan perbandingan 50/50 %b/b. IV.2.3 Analisis Gugus Fungsi dengan FT-IR Frekuensi absorpsi inframerah pada matriks Amberlite-XAD16 (styrene/divinylbenzene) pada Gambar IV.3 menunjukkan adanya perbedaan kecil antara karakteristik XAD16 normal dibandingkan dengan karakteristik XAD16 setelah diimpregnasi dengan D 2 EHPA atau dengan TBP, seperti yang diperlihatkan pada puncak 1446,6 cm -1 yang berkorelasi dengan regangan cincin C=C dan dari pita cincin substitusi. Gambar IV.3. Spektrum FT-IR Amberlite-XAD16 (hitam), D 2 EHPA-XAD16 (ungu), dan TBP-XAD16 (hijau). 46

Frekuensi absorpsi infra merah dari molekul D 2 EHPA pada resin D 2 EHPA-XAD16 menunjukkan beberapa modifikasi karakteristik normal molekul D 2 EHPA dibandingkan dengan spektrum D 2 EHPA murni. Perbedaan tersebut diperlihatkan pada puncak 1237 cm -1, 1031 cm -1, dan 794,7 cm -1 untuk regangan P=O dan regangan P-O-C dari gugus -O-P=O. Adanya pergeseran bilangan gelombang untuk regangan P=O dari gugus (-O-P=O) dalam campuran D 2 EHPA/TBP(3:1)-XAD16 (Gambar IV.4), yaitu pada puncak 1230 cm -1 menunjukkan adanya antaraksi non-ikatan (non-bonded) antara gugus hidroksil dari molekul D 2 EHPA atau (RO) 2 (P=O)OH dengan gugus fosforil dari molekul TBP atau R 3 P=O. Gambar IV.4. Spektrum FT-IR campuran D 2 EHPA-TBP(3:1)/XAD16. Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya, yaitu adanya antaraksi antara gugus hidroksil dari molekul D 2 EHPA dengan gugus fosforil dari molekul tricotylphosphine oxide (TOPO) dalam campuran D 2 EHPA/TOPO-XAD2 di daerah 1243 cm -1. Reaksi yang terjadi antara gugus hidroksil dan gugus fosforil dapat dituliskan sebagai berikut ini (Cortina dkk., 1995). 47

(RO) 2 (P=O)OH + R 3 P=O (RO) 2 (P=O)OH- - - O=PR 3... 37) Molekul D 2 EHPA yang berantaraksi dengan molekul TBP dalam resin XAD16 berbentuk monomer, hal ini dapat disimpulkan karena tidak munculnya puncak pita regangan OH di daerah 2680 cm -1 dan 2350 cm -1 yang berasal dari ikatan hidrogen dalam bentuk dimer antar molekul-molekul D 2 EHPA (Sato, 1989). IV.3 Destruksi Pasir Monasit Proses destruksi monasit dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode basa menggunakan NaOH dan metode asam menggunakan H 2 SO 4. Secara komersial, destruksi monasit dengan metode basa lebih disukai, karena hasil samping dari pengolahannya seperti natrium posfat masih dapat dimanfaatkan untuk pupuk dan NaOH yang telah terpakai masih dapat di daur ulang. Selain itu dengan metode basa, unsur-unsur LTJ dalam mineral monasit (Ln,Th)PO 4 dapat dipisahkan dari unsur non-ltj dan juga unsur Th dan U pada saat destruksi. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan metode basa. Komposisi pasir monasit Bangka sebelum didestruksi terlebih dahulu dianalisis dengan X-ray fluorescence (XRF) diperoleh konsentrasi oksida LTJ total sebesar ± 37% selebihnya merupakan oksida-oksida non-ltj (Lampiran I.1). Tingginya kadar oksida non-ltj dalam sampel pasir monasit menyebabkan hasil destruksinya tidak optimal, sehingga ± 60 % pasir monasit tidak melebur. Pada saat destruksi, beberapa senyawa lantanida (LnPO 4 ), Th 3 (PO 4 ) 4, oksida logam transisi dan oksida alkali tanah bereaksi dengan NaOH membentuk endapan (Rehim, 2002). 2 LnPO 4(aq) + 6 NaOH (aq) 2 Ln(OH) 3(s) + 2 Na 3 PO 4(aq)... 38) Th 3 (PO 4 ) 4(aq) + 12 NaOH (aq) 3 Th(OH) 4(s) + 4 Na 3 PO 4(aq)... 39) 48

Endapan Th(OH) 4 dan UO 2 (OH) 2 dapat larut dalam larutan amonium karbonat membentuk komplek thorium dan uranil karbonat, sedangkan Ln(OH) 3 tetap mengendap. Th(OH) 4(s) + 5 (NH 4 ) 2 CO 3(aq) (NH 4 ) 6 [Th(CO 3 ) 5 ] (aq) + 4 NH 4 OH (aq)... 40) UO 2 (OH) 2(s) + 3 (NH 4 ) 2 CO 3(aq) (NH 4 ) 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] (aq) + 2 NH 4 OH (aq). 41) 2 Ln(OH) 3(s) + 4 (NH 4 ) 2 CO 3(aq) Ln 2 (CO 3 ) 3 (NH 4 ) 2 CO 3(s) + 6 NH 4 OH (aq)... 42) NH 4 OH (aq) + NH 4 HCO 3(aq) (NH 4 ) 2 CO 3(aq) + H 2 O (l)... 43) Endapan Ln 2 (CO 3 ) 3 (NH 4 ) 2 CO 3 sangat sedikit larut dalam air, sehingga dapat dengan mudah dipisahkan dari kompleks (NH 4 ) 6 [Th(CO 3 ) 5 ] dan (NH 4 ) 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] melalui penyaringan. Selanjutnya endapan Ln 2 (CO 3 ) 3 (NH 4 ) 2 CO 3 tersebut diubah menjadi LnCl 3 dengan cara menambahkan larutan HCl hingga ph larutan mencapai 3,0. Ln 2 (CO 3 ) 3 (NH 4 ) 2 CO 3(s) + 8 HCl (aq) 2 LnCl 3(aq) + 4 H 2 O (l) + 4 CO 2(g) + 2 NH 4 Cl (aq)... 44) Komposisi ion-ion logam dalam larutan sampel monasit Bangka hasil destruksi ditentukan dengan ICP-MS disajikan dalam Tabel IV.2. Berdasarkan data pada Tabel IV.2 diketahui bahwa di dalam larutan LTJ hasil destruksi masih terdapat sekitar 0,45 % unsur non-ltj sebagai pengotor dan lebih dari 99,55 % merupakan unsur-unsur LTJ. Unsur LTJ yang dipisahkan dalam penelitian ini, yaitu unsur La, Ce, Pr, Nd, Sm, dan Gd dengan jumlah sebesar ± 76,56 % dari total unsur-unsur yang ada dalam sampel. Jika dibandingkan dengan monasit asal Australia, komposisi dari masing-masing LTJ dari kedua monasit tersebut tidak 49

jauh berbeda, kecuali unsur Y yaitu ± 17,6 %. Sementara itu, di dalam monasit Australia (Tabel IV.3), kandungan unsur Y hanya 0,76 %. Tabel IV.2. Komposisi sampel monasit Bangka hasil destruksi dengan NaOH LTJ Konsentrasi (mg/l) (%) Non- LTJ Konsentrasi (mg/l) (%) La 152,830 17,741 V 0,02 0,002 Ce 298,110 34,605 Cr 0,01 0,001 Pr 38,790 4,503 Co 0,01 0,001 Nd 127,450 14,795 Ni 2,64 0,306 Pm 0,000 0,000 Rb 0,05 0,006 Sm 23,500 2,728 Sr 0,35 0,041 Eu 0,108 0,013 Zr 0,02 0,002 Gd 18,830 2,186 Nb 0,01 0,001 Tb 2,670 0,310 Cs 0,01 0,001 Dy 14,710 1,708 Ba 0,22 0,025 Ho 3,418 0,397 U 0,07 0,008 Er 10,000 1,161 Th 0,44 0,051 Tm 1,800 0,209 Yb 11,890 1,380 Lu 1,900 0,221 Sc 0,010 0,001 Y 151,600 17,598 Jumlah 857,616 99,553 Jumlah 3,85 0,45 Tabel IV.3. Komposisi sampel monasit Australia (Akseli dan Kutun, 2000) Unsur % Unsur % La 18,76 Y 0,76 Ce 40,38 Dy 0,08 Pr 7,59 Ho 0,08 Nd 15,32 Er 0,08 Sm 7,60 Tm 0,08 Eu 0,08 Yb 0,76 Gd 2,99 Lu 0,76 Tb 0,76 Secara teknik, monasit terdiri atas beberapa mineral yang berbeda berdasarkan pada persentase penyusun bahan kimianya. Perbedaan ini merefleksikan namanya, yaitu monasit (Ce) mengandung (Ce,La,Nd,Th,Y)PO 4, monasit (La) mengandung (La,Ce,Nd)PO 4 dan monasit (Nd) mengandung (Nd,La,Ce)PO 4. Dari hasil 50

destruksi tersebut dapat disimpulkan bahwa monasit Bangka merupakan monasit (Ce) yang memiliki rumus kimia (Ce,La,Nd,Th,Y)PO 4. IV.4 Adsorpsi Ion Logam dengan Metode Bertahap (Batch Methods) IV.4.1 Pengaruh ph Larutan Esktraktan yang digunakan pada saat mempelajari pengaruh ph terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) adalah campuran D 2 EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b. Data hasil pengukuran terdapat pada Lampiran C.1.1 dan hasil perhitungan disajikan seperti pada Gambar IV.5. 100 80 Adsorpsi (%) 60 40 20 La(III) C e(iii) P r(iii) N d(iii) S m (III) Gd(III) 0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 ph Gambar IV.5. Pengaruh ph terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III). [D 2 EHPA] = 1,7x10-3 M, [TBP] = 5,7x10-4 M. [LTJ] i = 150 mg/l, kekuatan ion = 0,1 M (H,Na)NO 3. Rasio V/m = 100 ml/g. Dari Gambar IV.5 diperlihatkan bahwa adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) cenderung meningkat dengan meningkatnya ph larutan. Nilai ph optimum untuk adsorpsi ion-ion LTJ(III) tersebut, secara umum terjadi pada ph antara 3,0-3,2. Adsorpsi ion-ion LTJ(III) antara ph 2,2 2,8 semakin meningkat dengan bertambahnya nomor atom LTJ dengan urutan La < Ce < Pr < Nd < Sm < Gd. Orde ini sesuai dengan hasil ekstraksi pelarut (Sato, 51

1989). Selanjutnya persen adsorpsi sebagian ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) mengalami penurunan pada ph antara 3,2 3,4 yang kemungkinan diakibatkan oleh sebagian ion-ion LTJ(III) membentuk endapan pada ph tersebut. Mekanisme penyerapan ion logam dalam SIR pada dasarnya mirip dengan ekstraksi pelarut. Oleh karena itu, stoikiometri reaksi dapat ditentukan dengan metode slope analysis (Cortina dan Warshawsky, 1997), yaitu dengan cara mengalurkan nilai log D terhadap nilai ph seperti pada Gambar IV.6. 0,0-0,5 Log D -1,0-1,5 La(III) Ce(III) Pr(III) Nd(III) Sm(III) Gd(III) -2,0-2,5 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 ph Gambar IV.6. Kurva hubungan ph terhadap log D pada adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III). Berdasarkan Gambar IV.6 tersebut diketahui bahwa slope dari persamaan regresinya sebesar 3 ± 0,2 seperti yang disajikan dalam Tabel IV.4. Mekanisme reaksi antara ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan campuran D 2 EHPA dan TBP pada proses adsorpsi diperlihatkan pada Gambar IV.7. 52

Tabel IV.4. Persamaan regresi kurva hubungan log D terhadap ph. Unsur slope intercept R 2 La 2,7135-5,2930 0,9971 Ce 2,9251-5,2930 0,9987 Pr 3,0909-5,8074 0,9978 Nd 3,1809-5,8052 0,9960 Sm 3,0712-5,1360 0,9991 Gd 3,1738-4,9683 0,9986 Reaksi kesetimbangan ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan n+ Gd(III) antara fasa air ( M ) dan fasa resin (MR) yang mengandung ekstraktan D 2 EHPA (disingkat HL) dan TBP (disingkat E) dituliskan sebagai berikut: Gambar IV.7. Mekanisme reaksi dalam SIR antara molekul D 2 EHPA, TBP dan ion-ion LTJ(III). Secara keseluruhan reaksi pada Gambar IV.7 dapat dituliskan sebagai berikut: 3+ M + 3(HL) R + (E) R + (ML E) + 3H... 45) 3 R Tetapan kesetimbangan ekstraksi dituliskan sebagai berikut: 3 [ML E] [H ] =... 46) [M ][HL] [E] 3 K M 3+ + R 3 R R Persamaan (46) disederhanakan menjadi: 53

K M + 3 [H ] = D... 47) [HL] [E] 3 R R log D = log K M + 3 log [HL] R + log [E] R + 3 ph... 48) log K M = log D - 3 log [HL] R - log [E] R - 3 ph... 49) Berdasarkan perhitungan menggunakan Persamaan (48) dan Persamaan (49) dapat ditentukan harga tetapan kesetimbangan adsorpsi rata-rata K M dan log D masingmasing ion LTJ(III) yang diadsorpsi. Tabel IV.5. Harga tetapan kesetimbangan adsorpsi (K M ) dan koefisien distribusi (D) pada ph 2,3 Unsur K M log D La 3,45 x 10-7 0,94 Ce 5,31 x 10-7 1,13 Pr 7,24 x 10-7 1,28 Nd 12,68 x 10-7 1,52 Sm 27,86 x 10-7 1,91 Gd 66,97 x 10-7 2,35 Dari hasil perhitungan tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin kecil jari-jari atom LTJ atau semakin besar nomor atom LTJ maka tetapan kesetimbangan adsorpsi semakin besar dan kompleks LTJ dengan ekstraktan dalam resin semakin stabil. Kestabilan kompleks antara ion-ion LTJ(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) semakin meningkat secara beraturan dengan urutan La < Ce < Pr < Nd < Sm < Gd. IV.4.1.1 Faktor Pemisahan (α) Faktor pemisahan (α) masing-masing unsur LTJ ditentukan dengan cara membandingkan koefisien distribusi (D) masing-masing unsur LTJ yang dipisahkan terhadap unsur LTJ lainnya pada kondisi percobaan yang sama. 54

Faktor pemisahan masing-masing unsur LTJ pada ph 2,3 dihitung berdasarkan Persamaan (12) seperti dalam Tabel IV.6. Table IV.6. Faktor pemisahan (α 12 ) antara unsur-unsur LTJ dalam medium nitrat dengan D 2 EHPA/TBP(3:1)-XAD16 pada ph 2,3. α 1,2 1 Ce Pr Nd Sm Gd La 1,568 2,190 3,833 9,409 25,597 Ce 1,397 2,444 6,000 16,323 2 Pr 1,750 4,295 11,685 Nd 2,455 6,677 Sm 2,720 Table IV.7. Faktor pemisahan (α 12 ) antara unsur-unsur LTJ dalam medium nitrat dengan ekstraksi pelarut pada ph 2,3 (Zhao dkk., 2006). α 1,2 1 Ce Pr Nd Sm Gd La 1,538 2,221 2,527 4,193 4,630 Ce 1,402 1,595 2,648 2,465 2 Pr 1,138 1,888 1,758 Nd 1,659 1,545 Sm 0,931 Faktor pemisahan yang diperoleh dari metode solvent impregnated resin (Tabel IV.6) lebih besar dari pada faktor pemisahan menggunakan metode ekstraksi pelarut (Tabel IV.7), terutama pada pemisahan unsur Sm dan Gd dengan unsur La, Ce dan Pr. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan metode solvent impregnated resin lebih efisien dari pada metode ekstraksi pelarut. IV.4.1.2 Efek Sinergis Pada Gambar IV.8 diperlihatkan bahwa adsorpsi ion-ion logam dipengaruhi oleh adanya perbedaan jenis ekstraktan terhadap adsorpsi ion La(III). Adsorpsi ion La(III) semakin meningkat dengan urutan ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) > D 2 EHPA > TBP. Adanya peningkatan adsorpsi ion La(III) dengan ekstraktan campuran D 2 EHPA/TBP(3:1) menunjukkan adanya efek sinergis. 55

Besarnya efek sinergis (β) yang dihasilkan dari kombinasi campuran ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) dihitung berdasarkan Persamaan (13). Efek sinergis yang diperoleh pada adsorpsi ion La(III) pada ph antara 2,2 3,4 secara berturut-turut, yaitu 1,54; 1,40; 1,67; 1,26; 1,64; 10,41 dan 7,74. Efek sinergis optimum diperoleh pada ph 3,1 yaitu sebesar 10,41. 110 100 La-TBP-XAD16 La-D2EHPA-XAD16 La-D2EHPA/TBP-XAD16 90 80 Adsorpsi (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 ph Gambar IV.8. Pengaruh perbedaan jenis ekstraktan terhadap adsorpsi ion La(III) Adanya efek sinergis disebabkan oleh masuknya molekul TBP ke dalam kompleks [ML 3 ] R membentuk kompleks [ML 3 E] R di dalam fasa resin, sehingga menyebabkan polaritas kompleks tersebut menjadi berkurang dibandingkan dengan polaritas kompleks [ML 3 ] R, karena molekul TBP menggantikan molekul air yang terikat secara kovalen koordinasi dengan ion-ion LTJ(III). Dengan demikian kompleks [ML 3 E] R lebih mudah teradsorpsi dari pada kompleks [ML 3 ] R di dalam resin yang bersifat non-polar. 56

IV.4.2 Pengaruh Waktu Kontak dan Komposisi Ekstraktan Pengaruh waktu kontak dan perbandingan berat rasio ekstraktan D 2 EHPA dengan resin XAD16 pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) diperlihatkan pada Gambar IV.9.(a-c). Adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) hanya dengan resin XAD16 sangat sedikit dibandingkan dengan adanya ekstraktan di dalam resin. Konsentrasi D 2 EHPA yang rendah (10/90 %b/b) dalam matriks resin XAD16 menyebabkan persen adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) tidak mencapai hasil yang optimum. SIR dengan perbandingan 20/80 %b/b 60/40 %b/b yang digunakan untuk adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) membutuhkan waktu kesetimbangan sekitar 10 menit. La(III)-D2EHPA/XAD16 Nd(III)-D2EHPA/XAD16 100 100 80 80 Sorpsi (%) 60 40 Sorpsi (%) 60 40 20 20 0 0 5 10 15 20 25 30 0 0 5 10 15 20 25 30 Waktu (menit) Waktu (menit) 0% 10% 20% 50% 60% 0% 10% 20% 50% 60% (a) (b) Gd(III)-D2EHPA/XAD16 La(III)-D2EHPA-TBP/XAD16 100 100 80 80 Sorpsi (%) 60 40 Sorpsi (%) 60 40 20 20 0 0 5 10 15 20 25 30 0 0 5 10 15 20 25 30 Waktu (menit) Waktu (menit) 0% 10% 20% 50% 60% 0% 10% 20% 50% 60% (c) (d) Gambar IV.9. Pengaruh waktu kontak dan rasio perbandingan berat (ekstraktan/resin) terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III). 57

Persen adsorpsi untuk ion La(III) semakin meningkat apabila menggunakan campuran ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) (Gambar IV.9.d) dibandingkan dengan ekstraktan D 2 EHPA saja. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya efek sinergis yang dihasilkan dari antaraksi antara molekul D 2 EHPA dengan molekul TBP. Pengaruh waktu kontak terhadap adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) tersebut dapat digunakan untuk mengetahui model kinetika adsorpsinya menggunakan model kinetika orde pseudo satu atau model kinetika orde pseudo dua dari Lagergren. IV.4.2.1 Model Kinetika Orde Pseudo-Satu Untuk mengetahui model kinetika adsorpsi ion-ion LTJ(III) dalam SIR diuji dengan model kinetika Lagergren reaksi orde pseudo-satu seperti yang diperlihatkan pada Gambar IV.10 berikut ini. 1,0 0,8 0,6 0,4 La-D2EHPA Nd-D2EHPA Gd-D2EHPA La-D2EHPA/TBP log (qe-qt) 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Waktu (menit) Gambar IV.10. Kurva reaksi orde pseudo-satu pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA 50/50 %b/b dan campuran D 2 EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b. 58

Berdasarkan Gambar IV.10, yaitu kurva log (q e -q t ) terhadap t diperoleh koefisien korelasi dari persamaan garis La-D 2 EHPA, Nd-D 2 EHPA, Gd- D 2 EHPA, dan La-D 2 EHPA/TBP(3:1) berturut-turut adalah 0,974; 0,958; 0,987; dan 0,855 sedangkan harga konstanta k 1 berturut-turut adalah 0,26; 0,21; 0,24; dan 0,15 (menit -1 ). Rendahnya harga koefisien korelasi (R 2 ) tersebut menunjukkan bahwa model kinetika Lagergren reaksi orde pseudo-satu tidak sesuai digunakan untuk memprediksi kinetika adsorpsi antara ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA-XAD16 maupun antara ion La(III) dengan ekstraktan campuran D 2 EHPA/TBP(3:1)-XAD16. IV.4.2.2 Model Kinetika Orde Pseudo-Dua Data-data dari Gambar IV.9(a-d) tersebut selanjutnya dianalisis dengan model kinetika orde pseudo-dua (Persamaan 30). Kurva t/q e terhadap t untuk ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) pada SIR dengan ekstraktan D 2 EHPA 50/50 %b/b dan ion La(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b disajikan dalam Gambar IV.11. 5 4 3 t/qe 2 1 0 La-D2EHPA Nd-D2EHPA Gd-D2EHPA La-D2EHPA/TBP 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 W aktu (m enit) Gambar IV.11. Kurva reaksi orde pseudo-dua pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA 50/50 %b/b dan campuran D 2 EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b. 59

Berdasarkan Gambar IV.11, yaitu kurva log t/q e terhadap t untuk La-D 2 EHPA, Nd-D 2 EHPA, Gd-D 2 EHPA dan La-D 2 EHPA/TBP(3:1) pada suhu kamar, memberikan hasil koefisien korelasi (R 2 ) yang linear (Tabel IV.8). Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang berlangsung secara kinetika adalah berorde pseudo-dua dan mengindikasikan bahwa semua reaksi yang terjadi di dalam resin merupakan proses sorpsi secara kimia (chemisorption) (Ho dan McKay, 1999). Tabel IV.8. Parameter model kinetika orde pseudo-dua dari Lagergren untuk adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III). SIR q e (mg/g) k 2 (mg/g.menit) Koef. Korelasi (R 2 ) La-D 2 EHPA 14,86 0,13 0,9998 Nd-D 2 EHPA 14,88 0,12 0,9999 Gd-D 2 EHPA 14,43 0,14 0,9999 La-D 2 EHPA/TBP(3:1) 14,86 0,10 0,9999 IV.4.3 Pengaruh Rasio Volume Larutan dan Berat SIR (L/g). Perbedaan rasio antara volume larutan (ml) sampel dan berat resin (g) dibuat antara 50 400 ml/g yang bertujuan untuk mengevaluasi volume optimum yang dibutuhkan per berat resin yang memberikan kapasitas adsorpsi terbesar. Gambar IV.12 memperlihatkan hubungan antara rasio V/m (ml/g) dan persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III). Dari Gambar IV.12 tersebut dapat disimpulkan bahwa persen adsorpsi ion-ion LTJ(III) semakin meningkat dengan menurunnya rasio V/m dari 400 100 ml/g. Persen adsorpsi pada rasio V/m antara 50 100 ml/g cenderung tetap. Oleh karena itu, dalam penelitian selanjutnya dibuat rasio V/m sebesar 100 ml/g. 60

Adsorpsi (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 La Ce Pr Nd Sm Gd 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 V/m (ml/g) Gambar IV.12. Pengaruh rasio V/m pada adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) menggunakan SIR D 2 EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b, ph 3,2; waktu kontak 30 menit. IV.4.4 Pengaruh Konsentrasi Ion La(III) Kapasitas adsorpsi resin ditentukan dengan metode bertahap (batch). Sebanyak 100 mg masing-masing resin yang mengandung ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1), D 2 EHPA dan TBP dengan komposisi masing-masing 50/50 %b/b dikocok dengan masing-masing 10 ml larutan yang mengandung ion La(III) dengan konsentrasi antara 50 1000 mg/l. Hasil yang diperoleh diperlihatkan pada Tabel IV.9 yang menunjukkan bahwa kapasitas resin (mg/g) dan koefisien distribusi (L/g) ion La(III) semakin meningkat sesuai dengan urutan: D 2 EHPA/TBP(3:1) > D 2 EHPA > TBP. Dari Gambar IV.13 diketahui bahwa kapasitas resin meningkat sangat tajam dengan meningkatnya konsentrasi ion La(III) dari 50 150 mg/l, sedangkan pada konsentrasi antara 250 1000 mg/l, kapasitas resin menunjukkan keadaan stabil. Kapasitas resin yang mengandung ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1), 61

D 2 EHPA dan TBP terhadap adsorpsi ion La(III) pada konsentrasi 150 mg/l berturut-turut adalah 14,25 mg/g, 9,3 mg/g, dan 8,26 mg/g. Tabel IV.9. Pengaruh konsentrasi ion La(III) terhadap kapasitas adsorpsi (q) SIR dan koefisien distribusi (D). [La] D 2 EHPA/TBP(3:1) D 2 EHPA TBP 50/50 %b/b 50/50 %b/b 50/50 %b/b (mg/l) q e (mg/g) D (L/g) q e (mg/g) D (L/g) q e (mg/g) D (L/g) 50 4,95 9,90 3,21 0,18 2,92 0,14 100 9,92 12,40 6,49 0,18 5,75 0,14 150 14,25 1,90 9,3 0,16 8,26 0,12 250 15,45 0,16 10,21 0,07 9,31 0,06 500 16,25 0,05 10,68 0,03 10,31 0,03 1000 17 0,02 11,17 0,01 10,81 0,01 Koefisien distribusi (D) ion La(III) pada Tabel IV.9 cenderung menurun dengan meningkatnya konsentrasi ion La(III), kondisi seperti ini juga terjadi pada ekstraksi pelarut (Raouf dan El-Kamash, 2006). 18 16 14 Kapasitas resin (mg/g) 12 10 8 6 4 D2EHPA/TBP D2EHPA TBP 2 0 200 400 600 800 1000 Konsentrasi La(III), mg/l Gambar IV.13. Kapasitas resin terhadap ion La(III) dengan ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1), D 2 EHPA, dan TBP. Persen adsorpsi ion La(III) dengan konsentrasi antara 50 1000 mg/l pada ph 3,2 diperlihatkan pada Gambar IV.14. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 62

adsorpsi maksimum untuk ion La(III) diperoleh pada konsentrasi 150 mg/l. Persen adsorpsi menurun secara teratur dengan meningkatnya konsentrasi ion-ion La(III) tersebut. 100 80 D2EHPA/TBP D2EHPA TBP Adsorpsi (%) 60 40 20 0 0 200 400 600 800 1000 Konsentrasi La(III), (mg/l) Gambar IV.14. Pengaruh konsentrasi ion La(III) terhadap persen adsorpsi. IV.4.4.1 Isoterm Adsorpsi Berdasarkan data-data pada Tabel IV.9 yang diperoleh pada adsorpsi ion La(III) menggunakan SIR yang mengandung ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1), D 2 EHPA, dan TBP dengan rasio 50/50 %b/b di bawah kondisi optimum, yaitu waktu kontak (30 menit), rasio V/m adalah 100:1 digunakan untuk membuktikan adanya hubungan isoterm adsorpsi menurut Freundlich dan Langmuir. IV.4.4.2 Isoterm Adsorpsi Freundlich Isoterm adsorpsi Freundlich menggambarkan hubungan antara jumlah logam yang teradsorpsi per unit massa adsorben (q e ) dan konsentrasi ion logam dalam larutan pada saat kesetimbangan (C e ). Gambar IV.15 memperlihatkan kurva log q e (mg/g) terhadap log C e (mg/l) berupa garis lurus, hal ini mengindikasikan bahwa adsorpsi ion La(III) pada masing-masing SIR sesuai dengan isoterm 63

adsorpsi Freundlich. Besarnya kapasitas adsorpsi (K f ) dan intensitas adsorpsi (n) untuk ion La(III) dihitung berdasarkan intercept dan slope dari kurva log q e (mg/g) terhadap log C e (mg/l) dari Gambar IV.15 disajikan pada Tabel IV.10. 1,20 1,15 1,10 log Qe (mg/g) 1,05 1,00 0,95 0,90 D2EHPA/TBP 0,85 D2EHPA TBP 0,80 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 log Ce (mg/l) Gambar IV.15. Isoterm Freundlich untuk adsorpsi ion La(III) Harga kapasitas adsorpsi (q e ) yang dihitung berdasarkan Persamaan (9) berbeda dengan harga kapasitas adsorpsi (K f ) yang diperoleh dari isoterm Freundlich (Tabel IV.10). Perbedaan ini disebabkan karena K f merupakan kapasitas adsorpsi relatif yang menunjukkan tingkat keselektifan masing-masing ion logam terhadap perbedaan jenis ekstraktan yang digunakan di dalam SIR. Semakin tinggi harga K f, maka semakin tinggi pula afinitas ekstraktan terhadap ion La(III) tersebut dengan urutan D 2 EHPA/TBP(3:1) > D 2 EHPA > TBP. Tabel IV.10. Parameter isoterm Freundlich untuk adsorpsi ion La(III) pada SIR yang mengandung D 2 EHPA/TBP(3:1), D 2 EHPA dan TBP. Ekstraktan Persamaan regresi Parameter Freundlich slope Intercept R 2 K f (mg/g) n D 2 EHPA/TBP(3:1) 0,0368 1,1196 0,9903 13,17 27,17 D 2 EHPA 0,0647 0,8603 0,9688 7,25 15,46 TBP 0,1050 0,7320 0,9722 5,40 9,52 64

Afinitas ekstraktan D 2 EHPA/TBP(3:1) terhadap ion La(III) hampir sama antara hasil perhitungan dengan isoterm Freundlich. Harga slope dari isoterm Freundlich untuk semua jenis SIR < 1, menunjukkan bahwa adsorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi ion La(III) dan konsentrasi ekstraktan dalam resin (Raouf dan El- Kamash, 2006). IV.4.4.3 Isoterm Adsorpsi Langmuir Distribusi ion-ion logam antarfasa cair-padat pada saat tercapai kesetimbangan dapat dianalisis dengan model isoterm Langmuir. Isoterm Langmuir untuk adsorpsi ion La(III) diberbagai jenis SIR diperlihatkan pada Gambar IV.16. Garis lurus yang diperoleh dari isoterm adsorpsi pada Gambar IV.16 tersebut menunjukkan bahwa adsorpsi ion-ion logam sesuai dengan model isoterm Langmuir dan harga dari beberapa parameternya dituliskan dalam Tabel IV.11. 100 90 80 70 60 Ce/qe 50 40 30 20 10 0 D2EHPA/TBP D2EHPA TBP 0 200 400 600 800 1000 Ce (mg/l) Gambar IV.16. Isoterm Langmuir untuk adsorpsi ion La(III) pada beberapa jenis SIR. Berdasarkan data pada Tabel IV.10 dan Tabel IV.11 terdapat perbedaan antara kapasitas adsorpsi Freundlich (K f ) dan kapasitas adsorpsi Langmuir (Q). 65

Tabel IV.11. Parameter isoterm Langmuir untuk adsorpsi ion La(III) pada SIR yang mengandung D 2 EHPA/TBP(3:1), D 2 EHPA dan TBP Ekstraktan Persamaan regresi Parameter Langmuir slope Intercept R 2 Q (mg/g) b (L/g) D 2 EHPA/TBP(3:1) 0,0588 0,2746 0,9996 17,007 0,21 D 2 EHPA 0,0868 2,3875 0,9989 11,521 0,04 TBP 0,0883 3,5583 0,9988 11,325 0,02 Meskipun demikian, kedua harga konstanta (K f dan Q) tersebut menunjukkan kecendrungan yang sama, yaitu afinitas ekstraktan terhadap ion La(III) semakin meningkat dengan urutan TBP < D 2 EHPA < D 2 EHPA/TBP(3:1). Harga kapasitas adsorpsi Freundlich (K f ) lebih mendekati harga kapasitas adsorpsi hasil eksperimen (q e ) dari pada kapasitas adsorpsi Langmuir (Q). IV.5 Pemisahan Ion-Ion LTJ dengan Metode Kolom (Column Methods) IV.5.1 Pengaruh Laju Alir Eluen Laju alir larutan eluen yang melewati kolom divariasikan, yaitu 0,5 ml/menit, 1,0 ml/menit, 1,5 ml/menit dan 2,0 ml/menit. Setelah semua larutan sampel yang keluar melewati kolom dikumpulkan, selanjutnya diambil 1,0 ml dari efluen tersebut untuk ditentukan konsentrasinya dan dihitung kapasitas resin berdasarkan Persamaan (9). Dari hasil perhitungan diperoleh kapasitas resin dengan laju alir 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 ml/menit secara berturut-turut sebesar 14,16 mg/g, 14,15 mg/g, 11,3 mg/g, dan 10,2 mg/g (Lampiran J.2). Besarnya kapasitas resin dengan laju alir 0,5 ml/menit hampir sama dengan kapasitas resin dengan laju alir 1,0 ml/menit. Untuk mengefisienkan waktu pengerjaan maka laju alir eluen yang digunakan dalam penelitian selanjutnya adalah 1,0 ml/menit. Dengan metode batch diperoleh kapasitas resin sebesar 14,25 mg/g (Gambar IV.13) sedangkan dengan metode kolom diperoleh kapasitas resin optimal sebesar 14,16 mg/g bila menggunakan eluen HNO 3 1 M. Kapasitas resin yang diperoleh dengan metode batch lebih besar dari pada metode kolom, hal ini mungkin dipengaruhi oleh perbedaan lamanya waktu kontak dan juga proses kontak. 66

IV.5.2 Pengaruh Jenis Eluen Untuk melepaskan (stripping) campuran ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) dari SIR pada percobaan III.8.2 digunakan beberapa eluen dari asam, yaitu HCl, H 2 SO 4, HNO 3 dan CH 3 COOH masing-masing sebanyak 100 ml dengan konsentrasi 1,0 M. Konsentrasi masing-masing ion LTJ(III) dalam campuran disesuaikan dengan komposisi sampel monasit pada saat destruksi seperti pada Lampiran I.4. Eluen yang paling efektif untuk melepaskan (stripping) ion-ion LTJ(III) hingga volume eluen 100 ml, yaitu HNO 3 > HCl > H 2 SO 4 > CH 3 COOH. Besarnya efisiensi elusi masing-masing eluen seperti dicantumkan dalam Tabel IV.12. Pemisahan campuran ion-ion LTJ(III) untuk setiap 10 ml fraksi diperlihatkan pada Gambar IV.17. Tabel IV.12. Pengaruh jenis eluen konsentrasi 1,0 M pada recovery LTJ total No Eluen Recovery LTJ (%) 1 HNO 3 97,16 2 HCl 97,01 3 H 2 SO 4 95,12 4 CH 3 COOH 37,75 Dari Gambar IV.17 diperlihatkan bahwa ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) tidak dapat dipisahkan secara selektif dengan eluen HNO 3, HCl, H 2 SO 4 atau CH 3 COOH 1 M, karena sebagian besar (± 70%) ion-ion LTJ(III) terkonsentrasi pada saat volume eluen HNO 3 mencapai 30 ml (Lampiran K.2). Untuk mengatasi hal tersebut Shibata dkk. (2000) telah berhasil memisahkan beberapa unsur LTJ berat (Dy, Y, Tm, dan Yb) dari resin XAD7 yang mengandung ekstraktan PC-88A dengan cara meningkatkan konsentrasi eluen secara bertahap dari 0,1 2,0 M. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan asam HNO 3 sebagai eluen untuk memisahkan campuran LTJ dengan konsentrasi yang meningkat secara bertahap, yaitu antara 0,05 1,1 M. 67

Recovery LTJ (%) 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Volume eluen (ml) HCl 1 M H2SO4 1 M HNO3 1 M CH3COOH 1 M Gambar IV.17. Pengaruh jenis eluen terhadap persen recovery LTJ (campuran ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III)) dari resin D 2 EHPA/TBP(3:1)-XAD16. IV.5.3 Pemisahan Ion-Ion LTJ(III) Tunggal Secara Kolom Ion-ion LTJ(III) tunggal yang teradsorpsi dalam SIR dielusi dengan larutan HNO 3 secara bertahap dari konsentrasi 0,05 1,1 M. Konsentrasi ion-ion LTJ(III) hasil elusi per fraksi volume eluen ditentukan secara spektrofotometri (data Lampiran L.2) dan hasilnya ditunjukkan pada Gambar IV.18. Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa masing-masing ion LTJ(III) dapat dipisahkan dengan baik bila konsentrasi eluen ditingkatkan secara bertahap mulai dari 0,05-1,1 M. Kecuali antara ion Sm(III) dengan ion Gd(III), karena kedua puncak tersebut hampir berimpitan. 68

60 La Gd Konsentrasi LTJ (mg/l) 50 40 30 20 Ce Pr Nd Sm 10 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 V olum e efluen (m L) Gambar IV.18. Profil distribusi konsentrasi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) tunggal berdasarkan fraksi volume eluen HNO 3. IV.5.4 Pemisahan Campuran Ion-Ion LTJ(III) Secara Kolom Ion-ion LTJ(III) campuran yang teradsorpsi dalam SIR dielusi dengan larutan HNO 3 secara bertahap dari konsentrasi 0,05 1,1 M seperti yang dilakukan pada LTJ(III) tunggal. Konsentrasi ion-ion logam hasil elusi per fraksi volume eluen (Lampiran M.1.1) dan per fraksi konsentrasi eluen (Lampiran M.1.2) ditentukan secara spektrofotometri, hasil yang diperoleh diperlihatkan pada Gambar IV.19 dan Gambar IV.20. Berdasarkan Gambar IV.19 diperlihatkan bahwa profil distribusi konsentrasinya berbeda bila dibandingkan dengan Gambar IV.17 yang hanya menggunakan konsentrasi HNO 3 1 M. Meskipun demikian secara spektrofotometri UV/Vis tidak dapat dipastikan komposisi unsur-unsur LTJ dari setiap puncak pada Gambar IV.19 dan Gambar IV.20 tersebut. Untuk meyakinkan apakah ion-ion LTJ(III) terpisah ketika dielusi dengan berbagai variasi konsentrasi HNO 3, maka dilakukan pengukuran dengan ICP-MS. 69

1,0 0,9 sampel monasit sampel sintetik 0,8 0,7 Absorbansi 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Volume efluen (ml) Gambar IV.19. Profil absorbansi sampel monasit dan sampel sintetis berdasarkan fraksi volume efluen. 2,5 Sampel Monasit Sampel Sintetik 2,0 Absorbansi 1,5 1,0 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Konsentrasi eluen HNO3 (M) Gambar IV.20. Profil absorbansi sampel monasit dan sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO 3. Berdasarkan hasil pengukuran dengan ICP-MS untuk sampel sintetis (Lampiran M.2.1 ) dan sampel monasit (Lampiran M.2.4) telah berhasil ditentukan kondisi 70

optimum pemisahan. Oleh karena itu, berdasarkan data-data tersebut dapat diketahui secara kuantitatif persen hasil (% yield), persen kemurnian (% purity) dan persen perolehan kembali (% recovery) masing-masing unsur LTJ seperti yang disajikan pada Tabel IV.13 dan Tabel IV.14. Tabel IV.13. Hasil optimum yield, purity dan recovery pemisahan LTJ dari sampel sintetis. Unsur LTJ eluen [HNO 3 ] (mol/l) Yield (%) Purity (%) Konsentrasi (mg/l) Recovery (%) La 0,1 85,5 98,3 29,6 99,54 Ce 0,2 71,8 90,8 48,2 99,04 Pr 0,4 60,4 91,4 5,3 99,55 Nd 0,7 57,8 97,4 16,52 98,65 Sm 0,8 46,0 75,6 2,44 99,25 Gd 1,0 88,3 97,4 3,78 100,0 Tabel IV.14. Hasil optimum yield, purity dan recovery pemisahan LTJ dari sampel monasit. Unsur LTJ eluen [HNO 3 ] (mol/l) Yield (%) Purity (%) Konsentrasi (mg/l) Recovery (%) La 0,1 87,3 93,3 22,29 95,9 Ce 0,2 59,1 90,3 29,16 95,0 Pr 0,4 82,9 90,5 5,33 95,3 Nd 0,7 60,3 97,3 13,19 98,6 Sm 0,8 44,7 44,6 0,37 85,8 Eu 0,9 100 1,1 0,02 100 Gd 1,0 92,5 99,5 2,21 72,9 Tb 1,1 100 22,9 0,46 100 Dy 1,1 100 54,7 1,1 43 Ho 1,1 100 5,0 0,1 16,7 Er 1,1 100 14,9 0,3 17,2 Untuk mengetahui profil pemisahan masing-masing ion LTJ(III) dari sampel sintetis dan sampel monasit diperlihatkan pada Gambar IV.21 dan Gambar IV.22. 71

Sampel Sintetis 60 50 Ce Konsentrasi LTJ(III) 40 30 20 La Pr Nd La(III) Ce(III) Pr(III) Nd(III) Sm(III) Gd(III) 10 Sm Gd 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 Konsentrasi HNO3 (M) Gambar IV.21. Profil distribusi konsentrasi campuran ion-ion LTJ(III) dari sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO 3. Sampel monasit 60 Konsentrasi LTJ(III) 50 40 30 20 10 0 Ce La Nd Pr Gd Sm 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 La(III) Ce(III) Pr(III) Nd(III) Sm(III) Eu(III) Gd(III) Tb(III) Dy(III) Ho(III) Er(III) Konsentrasi HNO3 (M) Gambar IV.22. Profil distribusi konsentrasi campuran ion-ion LTJ(III) dari sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO 3. 72

Berdasarkan Gambar IV.21 dan Gambar IV. 22 diketahui bahwa adanya kesamaan profil pemisahan berdasarkan distribusi konsentrasi masing-masing ion-ion LTJ(III) dari sampel sintetis dan sampel monasit. Hasil pemisahan Nd(III) dengan ion-ion LTJ(III) tetangganya terlihat lebih baik dibandingkan dari pemisahan ion-ion LTJ(III) lainnya yang berdekatan. 73