PENURUNAN KADAR FOSFOR PADA NATRIUM SILIKAT HASIL ROASTED PASIR KUARSA DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN-EDTA DAN KOAGULAN Disusun Oleh : BOBY PRAMUTAMA M0307034 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Februari, 2013
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul PENURUNAN KADAR FOSFOR PADA NATRIUM SILIKAT HASIL ROASTED PASIR KUARSA DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN-EDTA DAN KOAGULAN adalah benar-benar hasil penelitian sendiri dan belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, 2013 BOBY PRAMUTAMA
Penurunan Kadar Fosfor pada Natrium Silikat hasil Roasted Pasir Kuarsa dengan Penambahan Kitosan-EDTA dan Koagulan BOBY PRAMUTAMA Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Telah dilakukan penelitian penurunan kadar fosfor pada larutan natrium silikat hasil roasted pasir kuarsa dari Kendawang, Kalimantan Barat. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari efektifitas penurunan kadar fosfor pada larutan natrium silikat hasil roasted pasir kuarsa dengan kompleksasi menggunakan material kitosan-edta dan dengan metode koagulasi dengan penambahan alumunium sulfat dan kalsium hidroksida. Proses kompleksasi dengan kitosan-edta dilakukan untuk menghilangkan fosfor dalam bentuk fosfor kation. Data menunjukkan kompleksasi menggunakan kitosan-edta mampu menurunkan kadar fosfor (P) dalam natrium silikat sebesar 67,06 %. Penurunan kadar fosfor dengan metode koagulasi menggunakan koagulan alumunium sulfat dan kalsium hidroksida dilakukan dengan variasi konsentrasi koagulan. Hasil menunjukkan semakin besar konsentrasi koagulan, semakin rendah kadar fosfor tersisa di dalam sampel larutan natrium silikat. Efektifitas tertinggi penurunan kadar fosfor dengan alumunium sulfat dan kalsium hidroksida diperoleh pada konsetrasi koagulan 150 ppm masing-masing 71,31 % dan 71,71 %. Proses gabungan kompleksasi menggunakan kitosan-edta dan proses koagulasi menghasilkan efektifitas menggunakan koagulan alumunium sulfat dan koagulan kalsium hidroksida masing-masing sebesar 90,56% dan 91,01%. Kata kunci : natrium silikat, fosfor, kitosan-edta, alumunium sulfat, kalsium hidroksida
THE DECREASED PHOSPHOR LEVEL IN QUARTZ SAND- ROASTED NATRIUM SILICATE BY ADDING CHITOSAN- EDTA AND COAGULANT BOBY PRAMUTAMA Department of Chemistry, Faculty of Mathematic and Science Sebelas Maret University ABSTRACT Research of decreased levels of phosphorus in sodium silicate solution results from the quartz sand roasted Kendawang, West Kalimantan has been conducted. The purpose of this research is to study the effectiveness of the reduced levels of phosphorus in a solution of sodium silicate quartz sand roasted result with complexation using chitosan-edta material and coagulation method with the addition of aluminum sulfate and calcium hydroxide. The process of complexation with chitosan-edta performed to remove phosphorus as phosphorus cations. Data showed complexation using chitosan- EDTA material could reduce levels of phosphorus (P) in sodium silicate at 67,06 %. Reduced levels phosphorus by coagulation method using a coagulant aluminum sulfate and calcium hydroxide performed with various concentrations of coagulant. The results showed higher concentrations of coagulant, the lower levels of phosphorus remaining in the sample solution of sodium silicate. The highest effectiveness reduced levels of phosphorus on solution by aluminum sulfate and calcium hydroxide respectively 71,31 % and 71,71 % were obtained at coagulant concentration 150 ppm. Combined process using chitosan-edta complexation and coagulation processes generate effectiveness using aluminum sulfate coagulant and coagulant calcium hydroxide 90.56% and 91.01% respectively. Keywords: Natrium silicate, phosphorus, Chitosan-EDTA, aluminum sulfate, calcium hydroxide
MOTTO Keadaan baik maupun keadaan buruk hanya kita dan Allah yang tahu, karena semua itu sudah menjadi takdirnya dan kita semua hanya bisa melakukan sebaik-baiknya dan berdoa kepadanya. (obypram) Gunakanlah waktumu untuk saling memberi dan berbagi kasih bersama keluarga, itulah yang membuat hidup lebih berarti. (anonim)
PERSEMBAHAN Dengan penuh rasa syukur kepada Allah S. W. T., Karya kecilku ini adalah sebuah persembahan sederhana untuk: Mamaku terkasih (Endah Turlistiani) & papaku (Suhartono), terima kasih atas semua pendidikan, pembelajaran, kasih sayang, doa, dan pengorbanannya. Adikku (Ayu Pratiwi) yang selalu tiada henti mendoakan dan memberikan support selama ini. Keluarga besarku ( Budhe Eny, Pakdhe Dar, Om Oyon, Tante In, Budhe Yuli, Budhe Ery, Om Eko, Tante Esra, Tante Nung, Om Margono, Mbak Retno, Mbak Galuh, Bang Binsar, Adi, Tista, Pipi, Willi, Wemmi, Sari, Andre) yang telah mendoakan ku dan memberi dorongan dan semangat. Danang, Sofyan(mbah kaji), Dek Lia, Mas Bambang, Eko, Topan, Farly, Gilang, Yadi serta teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu berbagi suka maupun duka. Sukses untuk kalian semua.
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, syukur terlantun kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, nikmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi yang berjudul Penurunan Kadar Fosfor Pada Natrium Silikat Hasil Roasted Pasir Kuarsa dengan Penambahan Kitosan-EDTA dan Koagulan ini banyak pihak yang telah membantu. Untuk itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dr. Eddy Heraldy, M.Si selaku ketua jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta. 2. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si, selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan dan kesabarannya selama menyelesaikan skripsi. 3. Edi Pramono, M.Si selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, arahan dan kesabarannya selama menyelesaikan skripsi. 4. Dr. rer. Nat. A. Heru Wibowo, Msi selaku pembimbing akademis. 5. Bapak/Ibu Dosen dan seluruh staf Jurusan Kimia FMIPA UNS atas ilmu yang berguna dalam menyusun skripsi ini. 6. Bapak Eko Sulistyono, S.T beserta staf-staf ahli Metalurgi LIPI Serpong, atas bantuan, informasi dan kerjasamanya. 7. Laboran di Laboratorium Kimia Dasar FMIPA UNS. 8. Laboran di SUBLAB KIMIA UNS. 9. Saudara seperjuangan penelitian mas Bambang Sasongko, Man Jadda Wa Jadda. 10. Teman-teman Kimia angkatan 2007 atas semua dukungan dan persahabatannya selama ini. 11. Mahasiswa jurusan Kimia angkatan 2008-2012 atas dukungannya. 12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu kelancaran penyusunan Skripsi ini sampai selesai. Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah diberikan dengan balasan yang lebih baik.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak dalam rangka untuk menyempurnakan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap, semoga karya kecil ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan dan bagi pembaca. Surakarta, Februari 2013 Boby Pramutama
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERNYATAAN... iii HALAMAN ABSTRAK... iv HALAMAN ABSTRACT... v HALAMAN MOTTO... vi PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Perumusan Masalah... 3 1. Identifikasi masalah... 3 2. Batasan masalah... 4 3. Rumusan masalah... 5 C. Tujuan Penelitian... 5 D. Manfaat Penelitian... 5 BAB II. LANDASAN TEORI... 6 A. Tinjauan Pustaka... 6 1. Natrium Silikat hasil roasted Pasir Silika... 6 2. Fosfor... 9 3. Kitosan-EDTA... 9 4. Proses Koagulasi... 12 5. Sifat-sifat Alumunium sulfat dan penggunaannya... 13 6. Sifat-sifat Kalsium commit hidroksida to user dan penggunaannya... 14
7. Spektrofotometer IR (FTIR).... 15 8. Spektrofotometer UV-Visible... 16 9. Themogrvimetric/Differential Thermal Analysis (TGA/DTA). 16 B. Kerangka Pemikiran... 17 C. Hipotesis... 19 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN... 20 A. Metodologi Penelitian... 20 B. Tempat dan Waktu Penelitian... 20 C. Alat dan Bahan... 20 1. Alat... 20 2. Bahan... 21 D. Prosedur Penelitian... 21 1. Pembuatan Larutan Natrium Silikat... 21 2. Sintesis dan karakterisasi kitosan-edta... 22 3. Pengurangan kadar fosfor dengan menggunakan kitosan- EDTA... 22 4. Penetapan kadar fosfor dengan spektrofotometer UV-Vis (SNI 06-6989-2004)... 22 5. Pengurangan kadar fosfor dengan proses koagulasi... 23 6. Karakterisasi dengan Spektrofotometer Inframerah... 24 7. Karakterisasi dengan TGA/DTA... 24 F. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data... 25 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 26 A. Penurunan Kadar Fosfor pada Natrium silikat dengan 26 Kitosan-EDTA... 26 1. Sintesis kitosan-edta... 26 2. Pengukuran Kadar fosfor pada larutan natrium silikat menggunakan spektrofotometer UV-Vis... 31 3. Penurunan kadar fosfor dengan penambahan kitosan- EDTA pada larutan natrium silikat... 32 B. Penurunan Kadar Fosfor commit pada to Natrium user Silikat dengan 33
Koagulan... 1. Pengurangan fosfor dengan menggunakan koagulan Alumunium Sulfat... 2. Pengurangan fosfor dengan menggunakan koagulan Kalsium Hidroksida... 33 34 38 39 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Spesifikasi logam pengotor yang masih diijinkan pada silika solar grade... 9 Tabel 2. Berat EDTA yang berikatan dengan kitosan (tersintesis)... 27 Tabel 3. Hasil pada proses penambahan kitosan- EDTA... 32 Tabel 4. Efektivitas penurunan kandungan fosfor pada larutan natrium silikat dengan metode koagulasi... 36 Tabel 5. Efektivitas penurunan kandungan fosfor pada larutan natrium silikat dengan metode kompleksasi dan metode koagulasi... 37
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Pasir kuarsa Indonesia... 7 Gambar 2. (a) Pasir Kuarsa Indonesia (b) material murni silika 99,999 %... 8 Gambar 3. Struktur Kimia dari EDTA- Kitosan... 11 Gambar 4. Proses koagulasi... 18 Gambar 5. Spektra FTIR : (a) kitosan (b) EDTA (c) senyawa yang mengendap... 27 Gambar 6. Spektrum FT-IR : (a) EDTA (b) Kitosan (c) Kitosan-EDTA.. 28 Gambar 7. Reaksi pembentukan kitosan-edta... 29 Gambar 8. Termogram TGA/DTA (a) Kitosan (b) Kitosan-EDTA... 30 Gambar 9. Konsentrasi fosfor tersisa pada larutan natrium silikat setelah proses koagulasi dengan variasi konsentrasi koagulan alumunium sulfat [Al 2 (SO 4 ) 3.18 H 2 O]... 34 Gambar 10. Konsetrasi fosfor tersisa pada larutan natrium silikat setelah proses koagulasi dengan variasi konsentrasi koagulan kalsium hidroksida [Ca(OH) 2 ]... 35
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Spektra Inframerah (FTIR).... 44 Lampiran 2. Spektra DTA/TGA...... 47 Lampiran 3. Perhitungan efektifitas penurunan kadar fosfor pada larutan natrium silikat.... 48 Lampiran 4. Diagram tahapan metode Penelitian... 55