Pasir Laut Sebagai Adsorben Dengan Perbandingan Aktivasi NaOH Dan HCl Pada Berbagai Konsentrasi Risna Ayu Fadilah Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Teknologi UIN Syarif S yarif Hidayatullah Jakarta Jalan Ir. Juanda No. ! "i#utat$ Tangerang Tangerang Selatan. E-mail:
[email protected]
Abstrak
%i daerah #erkotaan air &ersih meru#akan masalah yang sulit untuk di'ari solusinya. Karena itu di#erlukan &ahan untuk men(ernihkan air salah satunya adsor&en. Pasir )aut meru#akan suatu &ahan yang sangat te#at digunakan se&agai adsor&en karena ke&eradaannya yang melim#ah di Indonesia se&agai negara maritim. Pasir laut yang diakti*asi dengan Na+H dengan konsentrasi ,N$ !N dan H"l dengan konsentrasi -N$ N$ /N telah dilakukan untuk mengetahui adsor&en #asir laut yang diakti*asi dengan Na+H atau H"l mana yang #aling &aik dalam men(ernihkan larutan &er0arna. Untuk mengu(i hasil dari akti*asi adsor&en #asir laut digunakan larutan &er0arna se#erti metilen &lue -1 ##m$ larutan K "r +, 1$- N$ dan "uS+ ,. Hasil #aling &aik ditun(ukkan oleh adsor&en terakti*asi Na+H #ada larutan u(i metilen &lue. 2aik adsor&en #asir laut terakti*asi Na+H mau#un H"l tidak da#at menyera# 0arna dari larutan u(i K "r +, 1$- N dan "uS+ ,. Kata Kunci: Adsorben, Pasir Pasir Laut, NaO, !l, metilen blue, K "!r "O4 , , !u#O4
1. PENDA ENDAH HULU ULUAN 2anyak 2anyak metode metode #emisahan #emisahan yang telah dikem dikem&a &ang ngka kan n untu untuk k mena menang ngan anii masal masalah ah lim lim&ah &ah di #era #erair iran an$$ dian dianta tara rany nyaa meto metode de adso adsor# r#si si yang yang telah telah ter& ter&uk ukti ti efek efekti tiff untuk untuk mengur mengurang angii konsen konsentra trasi si logam logam di #erair #erairan an se# se#erti erti yang ang dila# ila#o orkan rkan oleh leh &er&a er&ag gai #enelitian$ diantaranya melalui #enggunaan &er&agai adsor&en se#erti 3eolit 42arros dkk.$ 11/5$ 11/5$ arang 4%ianati6Tilak 4%ianati6Tilakii dan 7ahmood$ 7ahmood$ 11, 11,5$ 5$ a&u a&u lay layang ang 4)i 4)i dkk. dkk.$$ 11 115$ 5$ dan dan &er&agai sam#ah #ertanian se#erti kulit (agung 4Ig0e dkk.$ 11!5 atau kulit singkong 4A&ia dkk.$ 11/5. 2erdasarkan #enelitian 8d0ards dan dan 2en( 2en(am amin in 4-9 4-95 5 sert sertaa Sat# Sat#ath athy y dan dan "hau "haudh dhur urii 4- 4-:5 :5$$ #asi #asirr da#a da#att digu diguna naka kan n se&agai #en(era# 4adsor&en5 logam &erat yang terda#at #ada lim&ah industri se&elum di&uang ke lingkungan lingkungan #erairan. #erairan. 7enurut 7enurut %iantariani %iantariani 41-15$ #asir mem#unyai 'uku# &anyak #ori6 #ori$ yaitu /1; le&ih dari *olumenya. %engan adan adany ya #ori #ori6# 6#or orii ini$ ini$ maka maka #asi #asirr sang sangat at mendukung #emanfaatannya se&agai adsor&en untuk mengadsor#si logam6logam toksik.
Adsor Adsor#s #sii adal adalah ah suat suatu u #ros #roses es yang yang ter(adi ketika suatu fluida 4'airan mau#un gas5 teri terika katt #ada #ada suat suatu u #ada #adata tan n dan dan akhi akhirn rny ya mem&en mem&entuk tuk suatu suatu film 4la#isa 4la#isan n ti#is5 ti#is5 #ada #ada #ermukaan #adatan terse&ut. Adsor#si se'ara umum adalah #roses #enggum#alan su&stansi terlarut 4 soluble5 soluble5 yang ada dalam larutan$ oleh #ermukaan 3at atau &enda #enyera#$ dimana ter( ter(ad adii suat suatu u ikat ikatan an kimi kimiaa fisi fisika ka anta antara ra su&stansi su&stansi dengan dengan #enyera#ny #enyera#nya. a. %efinisi %efinisi lain menyatakan menyatakan adsor#si se&agai se&agai suatu #eristi0a #enyera#an #ada la#isan #ermukaan atau antar fasa fasa$$ dim dimana ana mole moleku kull dari dari suat suatu u mate materi ri terk terkum um#u #ull #ada #ada &aha &ahan n #eng #engad adso sor# r#si si atau atau adso adsor& r&en en 42ra 42rad dey$ ey$ - 5. 7ek 7ekanis anism me #enyera#an da#at di&edakan men(adi dua$ yaitu yaitu adsor# adsor#si si se'ara se'ara fisika fisika 4fisis 4fisisor# or#si5 si5 dan se'a se'ara ra kimi kimiaa 4kem 4kemis isor or#s #si5 i5.. Pada Pada #ros #roses es fisi fisiso sor# r#si si$$ inte intera raks ksii yang ang ter( ter(ad adii anta antara ra adsor& adsor&at at dan adsor& adsor&en en adalah adalah gaya gaya
mol. %i sisi lain$ #ada #roses kemisor#si$ inte intera raks ksii adsor adsor&a &att dan dan adso adsor& r&en en tersed tersedia ia melalui #em&entukan ikatan yang le&ih kuat. Kemisor Kemisor#si #si ter(ad ter(adii dia0al dia0alii dengan dengan adsor# adsor#si si
fisik$ yaitu #artikel6#artikel adsor&at mendekat ke #ermukaan adsor&en melalui gaya mol 4Atkins -5. Pemanfaatan #asir se&agai adsor&en logam &erat memiliki keuntungan ditin(au dari kelim#ahannya di alam di&andingkan dengan adsor&en lain se#erti 3eolit$ arang$ a&u layang$ kulit (agung$ atau kulit singkong. Pasir yang terda#at di alam sangat &eraneka ragam$ salah satu 'ontohnya yaitu #asir laut$ &aik yang &er0arna hitam mau#un yang &er0arna #utih. Pasir laut meru#akan salah satu 'ontoh dari (enis #asir kar&onat. %imana #asir kar&onat sendiri salah satu dari tiga kategori #asir yang digolongkan oleh Petti(ohn 4-9:5. Pasir laut hitam dan #asir laut #utih kemungkinan (uga mem#unyai kemam#uan yang &er&eda6&eda dalam mengadsor#si logam &erat. Namun tan#a modifikasi terle&ih dahulu tentunya kemam#uannya se&agai #en(era# kurang maksimal. Akti*asi &ertu(uan untuk meningkatkan luas #ermukaan s#esifik #ori dan situs aktifnya. Penelitian Ariastuti 411?5 menun(ukkan &ah0a akti*asi &atu #asir laut 0arna hitam dengan Na+H , N mem&erikan ka#asitas adsor#si yang o#timum. Selain akti*asi$ #en'u'ian adsor&en setelah #enyalutan (uga #enting$ hal ini &ertu(uan untuk mem&uka mulut #ori &atu #asir a#a&ila tertutu#i oleh #engotor. Pada #enelitian Pradnyani 41195 #en'u'ian menggunakan a@uades mem&erikan nilai ka#asitas adsor#si yang maksimum. Kandungan utama #asir laut adalah siika dioksida 4Si+5. Ion &ermuatan negatif yang terda#at dalam #asir laut akan &erikatan dengan ion logam "u sehinggga ter(adi reaksi yang menye&a&kan kadar ion logam tem&aga men(adi &erkurang 4=idihati$ 1195.
.
Alat dan Ba$an Alat yang digunakan untuk #enelitian ini yaitu ta&ung reaksi$ rak ta&ung reaksi$ gelas kimia$ gelas ukur$ #enangas air$ #i#et tetes$ #i#et ukur$ la&u erlenmeyer$ &atang #engaduk$ s#atula$ nera'a ele'tri'$ dan kertas #engukur #H. Sedangkan &ahan yang digunakan yaitu #asir laut yang &erasal dari $ larutan Na+H , N$ ! N$ larutan H"l - N$ N$ / N$ a@uadest$ larutan u(i metilen &lue -1 ##m$ K "r +, 1$- N dan "uS+ ,. Prosedur Ker%a %itim&ang se&anyak -11 gram #asir laut yang akan digunakan se&agai adsor&en. Pasir laut terse&ut di&agi ? &agian masing6 masing -! gram. Ke dalam masing6masing #asir ditam&ahkan dengan larutan Na+H dengan konsentrasi , N$ ! N dan larutan H"l dengan konsentrasi - N$ N$ dan / N. Pasir direndam dengan larutan Na+H dan H"l selama : hari untuk diakti*asi. Setelah #erendaman lalu dilakukan #en'u'ian dengan a@uadest sam#ai #H masing6masing #asir men(adi netral. Setelah netral$ lalu masing6 masing #asir yang sudah diakti*asi dimasukkan ke dalam larutan u(i metilen &lue$ K "r +,$ dan "uS+ ,. )alu diamati #eru&ahan 0arna yang ter(adi #ada masing6masing larutan u(i. A#a&ila 0arna larutan u(i men(adi &ening$ maka adsor&en itulah yang #aling &aik untuk digunakan.
HAS#L DAN PE!BAHASAN Se'ara umum #roses adsor&si da#at diartikan se&agai #roses #emisahan dimana kom#onen tertentu dari fluida &er#indah ke 3at yang menyera#$ atau dikatakan &ah0a adsor&si adalah ke'enderungan molekul atau ion larutan untuk &erkum#ul #ada #ermukaan suatu 3at #adat. Bat yang disera# dise&ut fase tersera# 4adsor&at5 sedangkan 3at #enyera# dise&ut adsor&en yang &iasanya &ahan6&ahan yang &er#ori 4=erren$ -9!5.
!E"ODE PENEL#"#AN Penelitian dilakukan #ada &ulan A#ril 7ei 1-!. Penelitian dilakukan di )a&oratorium Kimia Pusat )a&oratorium Ter#adu 4P)T5 UIN Syarif Hidayatulah Jakarta.
Untuk meningkatkan ka#asitas adsor&si$ ukuran serta (umlah #ori #ada kar&on aktif$ maka dilakukan taha# akti*asi. Akti*asi kimia dilakukan dengan #erendaman #asir dengan Natrium Hidroksida 4Na+H5 dengan konsentrasi , N dan ! N serta larutan H"l - N$
N$ dan / N. Se&elum diakti*asi$ &erat #asir yang akan diakti*asi Na+H masing6masing /1 gram. Sedangkan untuk H"l &erat #asir se&elum diakti*asi masing6masing yaitu / gram. Penam&ahan akti*ator #ada akti*asi kimia da#at merusak unsur6unsur nonkar&on 4su&stansi #engotor5 yang masih terda#at di dalam kar&on yang menutu#i #ermukaan #ori dari adsor&en 4Affandi$ 1--5. 2erikut meru#akan hasil dari adsor&en yang telah diakti*asi oleh Na+H dan H"l. Na+H , N !$99 gram ! N -$9/ gram
H"l - N -$ gram N 1$9 gram / N 1$? gram
2erikut meru#akan kur*a hu&ungan antara #H dan #ersen teradsor#si &erdasarkan #enelitian yang dilakukan oleh %0imas 41-/5
Hu&ungan antara #H dan Persen teradsor#si #ada #asir hitam
&e&era#a sifat fisik dan kimianya se#erti keasaman #ermukaan dan #orositasnya sehingga le&ih efektif se&agai adsor&en atau#un katalis dari#ada lem#ung tan#a akti*asi. Pasir Laut "eraktivasi HCl
Setelah dilakukan #engu(ian #ada tiga larutan u(i yaitu larutan K "r +, 1$- NC metilen &lue -1 ##mC dan "uS+ , maka dida#atkan #enyera#an oleh adsor&en terakti*asi H"l ter&aik ada #ada larutan metilen &lue. Hal ini dilihat dari #er&andingan 0arna se&elum di&erikan adsor&en dan setelah di&erikan adsor&en. Pada konsentrasi H"l - N$ N$ dan / N #enyera#an #aling &aik ada #ada konsentrasi - N$ hal ini tidak mem&uktikan teori yang menye&utkan &ah0a semakin &esar konsentrasi akti*ator yang digunakan maka daya sera#nya akan semakin tinggi. Sedangkan #ada larutan u(i K "r +, 1$- N dan "uS+ , tidak menun(ukkan adanya #eru&ahan terhada# 0arna dari larutan u(i se&elum dan setelah ditam&ahkan adsor&en. =arna larutan hanya men(adi keruh karena adsor&en #asir laut larut dalam larutan u(i. Hal ini menun(ukkan &ah0a adsor&en #asir laut terakti*asi H"l tidak da#at menyera# larutan K "r +, 1$- N dan "uS+ ,. 2erdasarkan Penelitian yang dilakukan oleh %aniel$ dkk 41-5$ dida#atkan grafik hu&ungan antara konsentrasi H"l yang digunakan untuk akti*asi dengan &erat adsor&at yaitu logam "u yang teradsor#si.
Hu&ungan antara #H dan Persen teradsor#si #ada #asir #utih Untuk meningkatkan kemam#uan adsor#si #asir terhada# salah satu larutan u(i yaitu "uS+, yang mengandung ion "u 4II5 maka #erlu dilakukan akti*asi se'ara kimia dengan menggunakan larutan asam. Akti*asi dengan larutan asam da#at meningkatkan
Semakin &ertam&ah konsentrasi H"l #roses adsor#si akan semakin &aik. Semakin meningkatnya konsentrasi asam akan menghasilkan situs aktif yang le&ih &esar dan keasaman #ermukaan yang le&ih &esar
sehingga akan menghasilkan adsor&en yang memiliki daya adsor#si le&ih &aik.
Pasir Laut "eraktivasi NaOH
=arna #asir laut setelah diakti*asi memiliki 0arna le&ih terang dan 'erah di&andingkan se&elum diakti*asi. Per&edaan 0arna da#at dise&a&kan karena #roses akti*asi melarutkan senya0a6senya0a #engotor yang menutu#i #ori6#ori adsor&en$ mungkin (uga dengan adanya akti*asi memun'ulkan situs6 situs aktif &aru yang ter(adi aki&at reaksi #elarutan. Selain itu$ #ada akti*asi Na+H dengan konsentrasi yang relatif tinggi da#at melarutkan mineral silikat 4desilikasi5 yang menye&a&kan ter&entuknya situs asam )e0is Si,D 4)esley and 8lain5. )arutan &asa kuat da#at mengu&ah kom#osisi #asir laut dengan merusak la#isan luar #asir sehingga silika dan alumina yang ada di dalam #asir laut keluar ke #ermukaan #asir laut dan menye&a&kan ter(adinya #eru&ahan #resentase (umlah unsur atau senya0a yang dikandung oleh #asir laut.
%ata Penyera#an Ion )ogam "u 4II5 menggunakan Pasir )aut #ada #H$ Konsentrasi dan =aktu +#timum Terhada# Ion )ogam "u 4II5 2erdasarkan ta&el di atas di#eroleh ka#asitas adsor#si yang ham#ir sama antara #asir laut hitam 4HA/5 dengan #asir laut #utih 4PA/5. Pasir laut hitam memiliki ka#asitas adsor#si yang le&ih &esar. Hal ini ter(adi karena #asir laut hitam memiliki kandungan Si+ yang le&ih &esar di&andingkan dengan #asir laut #utih. Silika oksida inilah yang nantinya &erikatan dengan ion logam "u 4II5 mem&entuk "u+. Kandungan Si+ yang le&ih &anyak memungkinkan ter(adinya #roses adsor#si yang le&ih &esar. Hal seru#a ter(adi #ada larutan u(i yang ditam&ahkan dengan adsor&en #asir laut terakti*asi Na+H. Peru&ahan 0arna larutan u(i metilen &lue setelah ditam&ahkan dengan adsor&en #asir laut terakti*asi Na+H yaitu
men(adi &ening. =arna &ening yang dihasilkan #ada #enam&ahan adsor&en dengan #engakti*asi Na+H , N dan ! N tidak menun(ukkan #er&edaan. Hal ini menun(ukkan &ah0a adsor&en dengan akti*asi Na+H , N dan ! N mem#unyai daya sera# yang sama. Sama se#erti adsor&en terakti*asi H"l$ adsor&en terakti*asi Na+H (uga tidak da#at menyera# 0arna dari larutan u(i K "r +, 1$- N dan "uS+,. =arna larutan setelah di&erikan adsor&en (uga men(adi keruh. Ini ter(adi karena adsor&en larut dalam larutan u(i sehingga tidak ter(adi #enyera#an 0arna larutan u(i oleh adsor&en terakti*asi Na+H.
&.
KES#!PULAN
Adsor&en da#at di&uat dengan &ahan #asir laut yang diakti*asi dengan H"l atau Na+H. )arutan u(i yang digunakan yaitu K "r +,$ 1$- NC "uS+ ,C dan metilen &lue -1 ##m. Hasil adsor&en #aling &aik dida#atkan #ada larutan u(i metilen &lue -1 ##m karena 0arna larutan men(adi &ening. %an #eru&ahan 0arna #ada metilen &lue ter&aik ditun(ukkan #ada adsor&en terakti*asi Na+H. Hal ini dikarenakan konsentrasi Na+H yang digunakan &esar sehingga kualitas dari adsor&en semakin &aik. Adsor&en yang dihasilkan tidak da#at untuk menyera# 0arna dari larutan K "r +, 1$- N dan "uS+ ,.
DA'"A( PUS"AKA A&ia$ A.A.$ Horsfall$ 7. Jr. dan %idi$ +. 11/$ EThe Use of "hemi'ally 7odified and Unmodified "assa*a =aste for The Remo*al of "d$ "u$ and Bn Ions from A@ueous Solution$ 2ioresour'e Te'h.$ 1$/$/,!6/,9. Affandi$ F.$ Hadisi$ H. 1--. Pengaruh 7etode Akti*asi Beolit Alam se&agai 2ahan Penurun Tem#eratur "am#uran 2eras#al Hangat. Pusat )it&ang Jalan dan Jem&atan. 2andung. Ariastuti$ %e0a Ayu$ 11?$ Pemanfaatan 2atu Pasir Terakti*asi HS+, %an Na+H Tersalut Fe+/ Se&agai Penyera# "r4I<5$Skri#si$ Jurusan Kimia F7IPA Uni*ersitas Udayana.
Atkins P.=. -. Kimia Fisik. 8disi ke6,.
Irma IK$ #ener(emah$ JakartaG 8rlangga. Ter(emahan dariG Physi'al "hemistry. 2arros$ 7.A.S.%.$ Bola$ A.S.$ Arroyo$ P. A.$ Sousa6Agular$ 8. F. dan Ta*ares$ ".R..$ 11/$E2inary Ion 8'hange of 7etal Ions in dan Beolites$ 2ra3. J. "hem. 8ng.$ 1$ ,. 2radey$ J. -. Kimia Untuk Uni*ersitas. JakartaG 8rlangga. %aniel$Jenal$ Turmu3i $1-$Penggunaan Tanah 2entonit Se&agi Adsor&en )ogam "u$ Jurnal Teknik Kimia USU$
Ig0e$ J.".$ +gune0e$ %.N. dan A&ia$ A.A.$ 11!$"om#etiti*e Adsor#tion of Bn4II5$ "d4II5$ and P&4II5 Ions from A@ueous and Non6A@ueous Solution &y 7ai3e "o& and Husk$ Afr. J. 2iote'hnol$ -1$ ,$---/6---?. )esley$ S.$ and 8lain$ 7.$ -$ Solid State "hemistry$ "ha#man L Hall$ )ondon. )i$ B.$ Sun$ .$ )ou$ J. dan H0ang$ J..$ 11$ EUn&urned "ar&on from Fly Ash for 7er'ury Adsor#tionG II. Adsor#tion Isotherms and 7e'hanisms$ J. 7in. L 7at. "har. L 8ng.$ $-$ :6?. Petti(ohn$ FJ. -9:. Sand and Sandstone. Ne0 orkC S#ringer. ?-9 h. Pradnyani$ Ida Ayu Agung$ 119$ Pemanfaatan 2atu Padas Jenis )adgestone Terakti*asi , 7 dan Tersalut Fe+/ se&agai Adsor&en )arutan 2en3ena$ Skri#si$ Jurusan Kimia F7IPA Uni*ersitas Udayana$ Jim&aran. Sat#athy$ K. and "haudhuri$ 7.$ -:$ Treatment of "admium6Plating and "romium6Plating =astes &y Iron +ide6"oated Sand$ 8n*iron. S'i. Te'hnol$ /-G-,!6-,? =erren$ 7'. "a&e$ Julian ". Smith danHarriot$ P. -9!. +#erasi Teknik Kimia. Jilid 8disi ke6, Pener&it 8rlanggaG Jakarta =idihati$ I.A.. 119. Adsor#si Anion "r4
