SIFAT-SIFAT ZEOLIT ALAM DAN KEMAMPUAN
PENJERAPANNYA TERHADAP LOGAM BERAT
Cu, Pb DAN Zn
MUSFIROH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat-sifat Zeolit Alam dan Kemampuan Penjerapannya terhadap Logam Berat Cu, Pb dan Zn adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
MUSFIROH. Sifat-sifat Zeolit Alam dan Kemampuan Penjerapannya terhadap Logam Berat Cu, Pb dan Zn. Dibimbing oleh SUWARDI dan DYAH TJAHYANDARI SURYANINGTYAS.
Berbagai aktivitas industri dan rumah tangga menghasilkan produk limbah yang mungkin mengandung konsentrasi ion logam yang cukup tinggi. Salah satu cara menurunkan kandungan ion logam pada limbah tersebut yaitu dengan memanfaatkan zeolit alam. Zeolit alam telah banyak digunakan dalam berbagai bidang diantaranya sebagai bahan penjerap ion logam. Zeolit merupakan mineral aluminasilikat terhidrasi, memiliki pori atau rongga terisi oleh logam alkali dan alkali tanah yang dapat dipertukarkan sehingga dapat berperan sebagai bahan penjerap (adsorbent). Zeolit alam yang digunakan dalam penelitian ini meliputi zeolit alam Lampung, Bayah, dan Tasikmalaya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari ketiga zeolit alam dan menghitung kemampuannya dalam menjerap ion logam Cu, Pb, dan Zn. Proses penjerapan dimulai dari penjenuhan masing-masing zeolit alam menggunakan 20 mL larutan garam CuSO4, Pb(NO3)2, dan ZnSO4 dengan konsentrasi 100 ppm. Proses penjerapan tersebut dilakukan dengan metode batch. Hasil penjerapan yang diperoleh kemudian dianalisis dengan persamaan Lagergren. Hasil penelitian menunjukkan adanya perbedaan karakteristik secara kimia maupun jenis mineral dari ketiga zeolit alam yang digunakan. Zeolit Tasikmalaya memiliki nilai KTK tertinggi (137.58 me 100 g-1) dibandingkan dengan Bayah (96.75 me 100 g-1) dan Lampung (87.72 me 100 g-1). Zeolit Lampung merupakan jenis mineral klinoptilolit, sedangkan zeolit Bayah dan Tasikmalaya merupakan kombinasi jenis mineral klinoptilolit dan mordenit. Tiga zeolit alam memiliki kemampuan menjerap logam berat sebesar 71-77 mg g-1 ion Cu, sekitar 98 mg g-1 ion Pb, dan 30-34 mg g-1 ion Zn.
ABSTRACT
MUSFIROH. Characteristics of Natural Zeolite and Its Cu, Pb, and Zn Adsorption Capability. Supervised by SUWARDI and DYAH TJAHYANDARI SURYANINGTYAS
Several industrial and household activities produce high heavy metal content in their wastes. One of the method for decreasing the heavy metal content from waste products is by natural zeolites application. Utilization of natural zeolites in various ways has been investigate as adsorbent. Zeolite is mineral of an aluminasilicate hydrated, having pores or voids filled with alkali and alkaline metals which can be exchanged so it can as material adsorbent. Natural zeolites that used for this research were from Lampung, Bayah, and Tasikmalaya. This research aims to identify the three natural zeolites characteristics and calculates the three natural zeolite adsorption capability of ion Cu, Pb, and Zn. The adsorption process began from saturated of the three natual zeolites with 20 mL of CuSO4, Pb(NO3)2, and ZnSO4 solution 100 ppm. The adsorption was used by batch method. The result taken and analyzed by Lagergren equation. The results shows that three natural zeolite were used have different chemical although characteristic of mineral type. CEC of Tasikmalaya zeolite (137.58 me 100g-1) was larger than Bayah (96.75 me 100g-1) and Lampung (87.72 me 100g-1). Zeolite Lampung was clinoptilolite while zeolite Bayah and Tasikmalaya were combination of clinoptilolite and mordenite. Capability of the three natural zeolite to adsorp of heavy metals about 71-77 mg g-1 of Cu, around 98 mg g-1 of Pb, and 30-34 mg g-1 of Zn.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
SIFAT-SIFAT ZEOLIT ALAM DAN KEMAMPUAN
PENJERAPANNYA TERHADAP LOGAM BERAT
Cu, Pb DAN Zn
MUSFIROH
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak Februari sampai September 2015 ini berjudul Sifat-sifat Zeolit Alam dan Kemampuan Penjerapannya terhadap Logam Berat Cu, Pb dan Zn.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada 1. Dr Ir Suwardi MAgr sebagai dosen pembimbing akademik dan pembimbing
skripsi I yang telah memberikan motivasi, bimbingan, arahan dan nasehatnya selama penulis menjalani aktivitas akademik di Institut Pertanian Bogor 2. Dr Ir Dyah Tjahyandari Suryaningtyas MAppl.Sc sebagai pembimbing skripsi
II yang telah memberikan saran, bimbingan, dan arahan kepada penulis selama penelitian dan penyelesaian skripsi.
3. Dr Ir Iskandar sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan arahan kepada penulis selama penelitian dan penyelesaian skripsi.
4. Bapak Abdullah, Ibu Nuryati, Mathlail Fajar, Ahmad Fathoni, Baiturrahman, Muhammad Adam serta seluruh keluarga besar Surya yang telah memberikan doa dan dukungan selama studi di Institut Pertanian Bogor.
5. Ka Evi Mutiara, Rio Bima H, dan Gunawan S yang telah memberikan semangat, motivasi dan bantuan selama penelitian ini.
6. Genesis 48 (Rere, Dieni, Melly, Angga, Viny, Ika Yuliani, Emir), Begum, Maria, Nunung, Edo serta teman-teman SOILER 48 dan CSS MORA yang telah memberikan dukungan dalam penelitian ini.
7. Seluruh staf laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan yang telah membantu selama penelitian.
8. Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Saran dan kritik yang membangun sangat memotivasi penulis dalam perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, April 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
METODE PENELITIAN 2
Tempat dan Waktu Penelitian 2
Bahan 2
Alat 2
Prosedur Penelitian 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 4
Karakteristik Kimia Zeolit Alam 4
Identifikasi Jenis Mineral Zeolit alam 5
Kemampuan Zeolit Alam dalam Menjerap Ion Logam Berat Cu, Pb, dan Zn 6
SIMPULAN DAN SARAN 10
Simpulan 10
Saran 10
DAFTAR PUSTAKA 10
LAMPIRAN 12
DAFTAR TABEL
1 Karakterisasi zeolit alam 2
2 Hasil analisis karakteristik kimia pada 3 macam zeolit alam 4 3 Data interpretasi 2θ dalam identifikasi jenis pada 3 macam zeolit alam 5 4 Kemampuan zeolit alam menjerap ion logam berat Cu, Pb, dan Zn 7 5 Kapasitas jerapan maksimum ion logam Cu, Pb, dan Znpada 3 macam
zeolit alam 9
DAFTAR GAMBAR
1 Difraktogram jenis-jenis mineral zeolit alam 5
2 Kapasitas jerapan ion logam Cu, Pb, dan Zn pada 3 macam zeolit alam 6 3 Penjerapan ion logam berat Tembaga (II) Sulfat dengan pengaruh
waktu 7
4 Penjerapan ion logam berat Timbal (II) Nitrat dengan pengaruh waktu 8 5 Penjerapan ion logam berat Seng (II) Sulfat dengan pengaruh waktu 8
DAFTAR LAMPIRAN
4 Difraktogram jenis mineral zeolit alam Lampung 14
5 Difraktogram jenis mineral zeolit alam Bayah 15
6 Difraktogram jenis mineral zeolit alam Tasikmalaya 16 7 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Lampung 17 8 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Bayah 17 9 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Tasikmalaya 17 10 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Cu dalam 1000 mL pada
konsentrasi 1000 ppm 18
11 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Pb dalam 1000 mL pada
konsentrasi 1000 ppm 18
12 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Zn dalam 1000 mL pada
konsentrasi 1000 ppm 18
13 Data pengukuran pH pada 3 macam zeolit alam 19
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Logam berat adalah logam yang mempunyai massa jenis lebih besar dari 5 g/cm3. Logam berat merupakan salah satu jenis zat pencemar yang bersifat toksik, sulit terdegradasi dan mudah diadsorpsi (Darmono 1995). Menurut Subowo et al. (1999) jenis-jenis logam berat diantaranya, tembaga (Cu), timbal (Pb), raksa (Hg), seng (Zn), dan nikel (Ni). Logam tersebut dapat ditemukan pada limbah yang dihasilkan dari berbagai sumber seperti aktivitas rumah tangga, industri, pertambangan, maupun kendaraan. Pada tahun 2014, hasil observasi tim peneliti Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK) Institut Pertanian Bogor menyebutkan bahwa perairan di Danau Lido Sukabumi telah tercemar logam berat timbal (Pb) cukup tinggi, yaitu 0.08-0.1 mg/L. Pencemaran tersebut diakibatkan oleh aktivitas keramba jaring apung (KJA), wisata perahu dan rumah makan apung (Sunaryo 2014).
Berdasarkan kasus tersebut, perlu solusi untuk menurunkan konsentrasi ion logam dalam limbah khususnya di perairan. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion logam dalam limbah cair diantaranya adalah pengendapan, penukar ion, filtrasi dan penjerapan (Tangio 2013). Penjerapan (adsorpsi) merupakan metode yang paling umum digunakan saat ini karena konsepnya yang sederhana. Salah satu bahan penjerap yang banyak digunakan dalam proses tersebut yaitu zeolit alam. Zeolit ditemukan pertama kali di Swedia pada tahun 1756 oleh Axel Frederick Constedt. Istilah zeolit berasal
dari kata “zein” yang memiliki arti membuih dan “lithos” yang berarti batuan, sehingga dapat diartikan sebagai batuan yang membuih jika dipanaskan (Said et al. 2008). Indonesia juga memiliki banyak cadangan zeolit alam karena bahan zeolit alam berasal dari hasil sedimentasi debu vulkanik di lingkungan sekitar gunung api yang bersifat alkali. Ketersediaan yang melimpah dan harga yang ekonomis menyebabkan zeolit alam banyak digunakan di bidang industri, pertanian, peternakan, bangunan dan lainnya. Jenis zeolit yang sering ditemukan di Indonesia adalah klinoptilolit dan mordenit (Las 2006).
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui karakteristik zeolit alam Lampung, Bayah, dan Tasikmalaya 2. Menghitung kemampuan zeolit alam Lampung, Bayah, dan Tasikmalaya
dalam menjerap logam Cu, Pb, dan Zn.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada Februari sampai September 2015 di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas zeolit alam Lampung, Bayah, dan Tasikmalaya. Bahan yang digunakan untuk analisis meliputi larutan baku logam berat Cu, Pb, dan Zn konsentrasi 100 ppm. Bahan lainnya antara lain larutan NH4OAc pH 7.0, alkohol 80%, NaOH 50%, indikator conway, parafin cair, NaOH p.a. Alat yang digunakan antara lain ayakan yang berukuran 100 mesh, alat pengocok kecepatan 150 rpm, sentrifuse, X-Ray Diffraction tipe Emma GBC XRD, flamephotometer dan Atomic Adsorption Spectrophotometer (AAS) tipe flame.
Prosedur Penelitian Karakterisasi Zeolit Alam
Salah satu cara untuk mengetahui kemampuan jerapan yang dimiliki dari ketiga macam zeolit alam adalah dengan melakukan karakterisasi. Metode analisis dalam penetapan karakterisasi zeolit alam disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Karakterisasi zeolit alam
No Karakteristisasi Metode Analisis
1 Karakteristik Kimia
KTK (Kapasitas Tukar Kation) SNI 13-349-1994 Permentan No.02/Pert/HK
0602/2006
KB (Kejenuhan Basa) SNI 13-349-1994 Permentan No.02/Pert/HK
0602/2006
Kemasaman dan Kealkalian pH H2O (1:5)
2 Karakteristik Jenis Mineral Zeolit
3
Kemampuan Zeolit Alam Menjerap Ion Logam Berat Cu, Pb, dan Zn
Uji penjerapan logam berat pada tiga zeolit alam dilakukan dengan metode batch. Zeolit yang digunakan dalam penelitian ini berukuran halus sekitar 100 mesh. Garam dari masing-masing logam berat yang digunakan ditimbang dan dilarutkan dengan aquadest dalam 1000 mL pada konsentrasi larutan 1000 ppm yang kemudian dijadikan 100 ppm melalui pengenceran. Perhitungan berat garam masing-masing logam berat dapat dilihat pada Lampiran 10,11, dan 12.
Sebanyak 0.02 gram dari masing-masing zeolit alam dijenuhkan dalam 20 mL larutan baku Cu 100 ppm. Percobaan ini diulang sebanyak 3 kali. Kemudian larutan tersebut dikocok pada kecepatan 150 rpm dalam waktu 15, 30, 45, 60 dan 75 menit. Selanjutnya larutan disaring dan filtratnya diukur dengan menggunakan AAS. Uji penjerapan ion logam Pb dan Zn dilakukan dengan cara yang sama dengan penjerapan ion logam Cu. Untuk menghitung kemampuan jerapan zeolit dalam satuan miligram ion logam per gram zeolit dapat digunakan rumus sebagai berikut :
Keterangan
q : Kapasitas jerapan (mg g-1)
Ci : Konsentrasi awal ion logam (ppm)
Cf : Konsentrasi ion logam setelah penjerapan (ppm) V : Volume larutan (L)
w : Bobot zeolit (g)
Selanjutnya data kapasitas jerapan (q) di analisis lanjut dengan model persamaam Lagergren (II) yang didasarkan atas kemampuan jerapan
maksimum(qmax) dalam satuan waktu. Persamaan dinyatakan sebagai berikut :
Lagergren (II) : � � ���� ��
Linear :
+
. t
dimana t adalah waktu (menit), q adalah kapasitas jerapan (mg g-1), dan k
adalah konstanta (menit-1). Hasil persamaan yang didapat merupakan kemampuan
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Kimia Zeolit Alam
Nilai kapasitas tukar kation (KTK) yang dihasilkan oleh zeolit alam merupakan besaran kemampuan pertukaran ion yang dimiliki. Pertukaran ion pada zeolit alam dihasilkan dari proses subtitusi isomorfik atom Si oleh Al dalam struktur zeolit, dimana Al akan menghasilkan kelebihan muatan negatif dan diikat oleh kation alkali seperti K+, Na+, Ca2+, Mg2+. Semakin banyak muatan negatif yang dihasilkan, maka kemampuan pertukaran ion juga semakin besar. Tabel 2 menunjukkan masing-masing zeolit alam memiliki nilai KTK yang beragam. Zeolit Tasikmalaya memiliki nilai KTK tertinggi (137.58 me 100 g-1) dibandingkan dengan Bayah (96.75 me 100 g-1) dan Lampung (87.72 me 100 g-1). Hal tersebut diduga karena muatan negatif yang dihasilkan zeolit Tasikmalaya lebih banyak dibandingkan dengan zeolit Bayah dan Lampung, sehingga kemampuan pertukaran ion yang dihasilkan semakin tinggi. Zeolit Tasikmalaya juga lebih banyak mempertukarkan kation Cadibandingkan dengan kation lainnya (K, Na dan Mg), diduga bahwa zeolit Tasikmalaya memiliki persentase jenis mineral klinoptilolit-Ca lebih besar (Lampiran 9) sehingga memungkinkan kation Ca pada zeolit Tasikmalaya lebih banyak dipertukarkan dilarutan kontak.
Tabel 2 Hasil analisis karakteristik kimia pada 3 macam zeolit alam
5
Identifikasi Jenis Mineral Zeolit Alam
Jenis mineral yang dimiliki oleh zeolit alam sangat beragam. Keberagaman tersebut akan memengaruhi kemampuannya dalam menjerap kation. Mineral zeolit pada umumnya memiliki komponen silika dan alumina. Banyaknya silika dan alumina disetiap jenis mineral berbeda tergantung kondisi lingkungan dan proses pembentukannya. Hasil identifikasi jenis mineral zeolit alam dapat disajikan Lampiran 7,8, dan 9.
Gambar 1 Difraktogram jenis-jenis mineral zeolit alam
Tabel 3 Data interpretasi 2θ dalam identifikasi jenis pada 3 macam zeolit alam
Zeolit alam 2θ Jenis zeolit
Lampung 16.880, 20.520, dan 22.220 Clinoptilolite-Ca
Clinoptilolite-K
Bayah 16.920, 22.400, dan 25.820 Mordenite
Clinoptilolite-Ca
Tasikmalaya 16.880, 22.380 dan 25.780
Clinoptilolite-Ca Mordenite Clinoptilolite-K Clinoptilolite-Na
6
mineral klinoptilolit dan mordenit. Keberagaman jenis mineral zeolit diduga karena kondisi lingkungan dan proses pembentukannya. Jenis mineral zeolit yang beragam mungkin dapat mempengaruhi besarnya pertukaran ion. Menurut Kismolo et al. (2012) dan Las et al. (2002) faktor jenis mineral zeolit dapat mempengaruhi nilai KTK, dimana zeolit jenis klinoptilolit pada umumnya antara 150-200 me 100 g-1 dan jenis mordenit antara 229-279 me 100 g-1. Tabel 3 juga menunjukkan bahwa kandungan unsur Ca, K, dan Na pada setiap jenis mineral zeolit alam merupakan kation utama yang dapat dipertukarkan.
Kemampuan Zeolit Menjerap Ion Logam Berat Cu, Pb, dan Zn
Berdasarkan hasil analisis jerapan logam berat dari ketiga zeolit alam yang digunakan, perbedaan nilai KTK ketiga zeolit alam tidak menyebabkan adanya perbedaan terhadap kemampuan jerapan ion logam Cu, Pb, dan Zn secara signifikan. Walaupun demikin, masing-masing zeolit alam mampu menjerap logam Cu, Pb, dan Zn. Penjerapan ion logam dalam zeolit alam terjadi karena adanya proses subtitusi isomorfik Si oleh Al, dimana Al akan menghasilkan kelebihan muatan negatif dan diikat oleh muatan positif seperti logam alkali atau alkali tanah. Kation alkali atau logam alkali tersebut dapat digantikan oleh ion logam Cu, Pb, dan Zn dalam larutan kontak dan terjebak dalam pori zeolit yang menyebabkan proses penjerapan terjadi. Sesuai dengan pernyataan Soedirman et al. (2002), bahwa kation alkali dilepaskan dari pori zeolit dan dipertukarkan dengan ion logam melalui proses adsorpsi. Hasil analisis kapasitas jerapan logam Cu, Pb, dan Zn disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2 Kapasitas jerapan ion logam Cu, Pb, dan Zn pada 3 macam zeolit alam Beberapa penelitian terdahulu mengenai kemampuan jerapan zeolit alam terhadap logam berat disajikan pada Tabel 4. Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa zeolit alam dengan aktivasi dan tanpa aktivasi memiliki kemampuan penjerapan yang berbeda. Zeolit alam yang diaktivasi memiliki nilai kapasitas jerapan yang lebih rendah dibandingkan dengan zeolit tanpa diaktivasi. Hal tersebut diduga bahwa terjadi proses dealuminasi yang menyebabkan kerusakan
7
struktur zeolit akibat proses aktivasi. Kerusakan struktur tersebut diduga karena adanya pemutusan atom Al dalam kerangka zeolit yang menyebabkan muatan negatif berkurang, sehingga dapat memungkinkan penurunan daya jerap.
Tabel 4 Kemampuan zeolit alam menjerap ion logam berat Cu, Pb, dan Zn
No Zeolit alam Logam Berat Kapasitas jerapan Sumber
(mg g-1)
5 Lampung teraktivasi
asam Pb 58.75
Keterangan : (*) : zeolit alam tanpa aktivasi
Proses penjerapan ion logam Cu, Pb, dan Zn oleh zeolit alam dengan pengaruh waktu disajikan pada gambar 3, 4, dan 5.
8
Gambar 4 Penjerapan ion logam berat Timbal (II) Nitrat dengan pengaruh waktu
Gambar 5 Penjerapan ion logam berat Seng (II) Sulfat dengan pengaruh waktu Gambar 3 menunjukkan nilai maksimum penjerapan ion logam Cu pada waktu 45 menit dan terjadi penurunan pada waktu 60-75 menit. Hal ini disebabkan interaksi aktif jerapan yang terjadi pada proses penjerapan ion logam Cu tertinggi pada waktu 45 menit, namun pada waktu 60-75 menit merupakan interaksi pasif yang melibatkan proses desorpsi. Gambar 4, ketiga zeolit alam hanya memerlukan waktu 15 menit untuk mencapai kesetimbangan dalam menjerap ion logam Pb. Hal ini menjelaskan bahwa pada waktu 15 menit zeolit alam telah jenuh oleh logam Pb. Gambar 5 menunjukkan penjerapan logam Zn masih cenderung berfluktuasi pada selang waktu 15-75 menit. Waktu 30 dan 75 menit menunjukkan kemampuan maksimum zeolit menjerap logam Zn. Hal ini menunjukkan bahwa untuk mencapai waktu kesetimbangan terhadap penjerapan logam Zn, ketiga zeolit alam membutuhkan waktu yang lebih lama.
9
mengandung senyawa aluminasilikat terhidrasi yang merupakan gugus aktif pada struktur zeolit. Adanya proses subtitusi isomorfik Si oleh Al pada struktur zeolit akan menghasilkan kelebihan muatan negatif dan dapat diikat oleh muatan positif seperti kation alkali atau logam alkali. Semakin banyak muatan negatif, maka kemampuan pertukaran ion juga semakin besar. Kation-kation tersebut dapat dipertukarkan dan djerap oleh kation lain seperti ion logam Cu, Pb, dan Zn dalam larutan kontak.
Tabel 5 Kapasitas jerapan maksimum ion logam Cu, Pb, dan Znpada 3 macam zeolit alam cenderung lebih rendah dibandingkan dengan zeolit Lampung dan Tasikmalaya. Hal ini dikarenakan zeolit Bayah memiliki pH lebih tinggi (8.92) dibandingkan dengan pH zeolit Lampung (6.73) dan Tasikmalaya (7.28). Pelepasan ion H+ yang rendah pada zeolit Bayah menyebabkan ikatan dengan situs aktif zeolit juga sedikit dan diduga dapat mempegaruhi rendahnya daya jerap ion logam Pb. Sebaliknya pada zeolit Lampung dan Tasikmalaya, jumlah pelepasan ion H+ yang tinggi menyebabkan ikatan dengan situs aktif zeolit besar. Ion H+ juga merupakan kation yang dapat dipertukarkan dengan ion logam, sehingga memungkinkan daya jerap kedua zeolit tersebut sangat dipengaruhi oleh konsentrasi ion H+. Lestari et al. (2003) menjelaskan bahwa derajat kemasaman (pH) merupakan faktor yang sangat mempengaruhi proses jerap ion logam dalam larutan, karena keberadaan ion H+ dalam larutan akan berkompetisi dengan kation untuk berikatan dengan situs aktif. Selain itu pH juga akan mempengaruhi jenis ion yang ada dalam larutan sehingga akan mempengaruhi terjadinya interaksi ion dengan situs aktif bahan penjerap (adsorbent).
Berdasarkan hasil penjerapan maksimum ion logam Cu, Pb, dan Zn pada Tabel 5, nilai jerap ion logam Pb jauh lebih besar dibandingkan dengan Cu dan Zn. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh faktor selektivitas zeolit alam dalam menjerap suatu logam. Menurut Trisunaryanti et al. (2005), selektivitas yang tinggi dapat mempengaruhi mudah tidaknya zeolit alam menjerap suatu unsur logam. Blanchard et al. (1985) menyatakan urutan selektivitas zeolit alam dalam menjerap ion logam yaitu Cs>Rb>K>NH4>Pb>Ag>Ba>Na>Sr>Ca>Li>Cd>Cu>
10
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
1. Terdapat perbedaan karakteristik secara kimia maupun jenis mineral dari ketiga zeolit alam yang digunakan. Zeolit Tasikmalaya memiliki nilai KTK tertinggi (137.58 me 100 g-1) dibandingkan dengan zeolit Bayah (96.75 me 100 g-1) dan zeolit Lampung (87.72 me 100 g-1). Zeolit Lampung merupakan jenis mineral klinoptilolit, sedangkan zeolit Bayah dan Tasikmalaya merupakan kombinasi jenis mineral klinoptilolit dan mordenit. 2. Tiga zeolit alam memiliki kemampuan menjerap logam berat sebesar 71-77
mg g-1 ion Cu, sekitar 98 mg g-1 ion Pb, dan 30-34 mg g-1 ion Zn.
Saran
1. Analisis penjerapan logam berat Cu dan Zn oleh zeolit alam berdasarkan pengaruh waktu perlu analisis lanjut untuk mengetahui waktu kesetimbangan.
2. Perlu adanya uji luas permukaan, jumlah Si/Al, dan jumlah pori dari beberapa macam zeolit alam untuk mendapatkan hasil yang lebih detail.
DAFTAR PUSTAKA
Amri A, Supratno, Fahrurozi M. 2004. Kesetimbangan adsorpsi optimal campuran binner Cd (II) dan Cr (II) dengan zeolit alam terimpregnasi 2-merkaptobenzotiazol. Jurnal Natur Indonesia. 6 : 111-117.
Buasri A, Chaiyut N, Phattarasirichot K, Yongbut P, Nammueng L. 2008. Use of natural clinoptilolite for the removal of lead (II) from wasteater in batch experiment. Jurnal Science 3(5): 447-456.
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Mahluk Hidup. Universitas Indonesia (UI-Press). Jakarta
Ginting Aslina Br, Anggreni D, Indaryati S, dan Kriswarini R. 2007. Karakterisasi komposisi mineral kimia, luas permukaan pori, dan sifat termal dari zeolit Bayah, Tasikmalaya, dan Lampung. J Teknologi 3(1): 1907–2635.
Kismolo E, Nurimaniwathy, dan Suyatno T. 2012. Karakterisasi kapasitas tukar kation zeolit untuk pengolahan limbah b3 cair [skripsi]. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN . Yogyakarta.
Kundari NA, dan Slamet W. 2008. Tinjauan kesetimbangan adsorpsi tembaga dalam limbah pencuci PCB dengan zeolit. J Teknologi Yogyakarta. 1978-0176.
Las T dan Zamroni H. 2002. Penggunaan zeolit dalam bidang industri dan lingkungan. Jurnal Zeolit Indonesia 1(1):1411-6723.
Las T. 2006. Mengenal mineral zeolite. J Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 3(1):64-75.
11
Nova R. 2012. Modifikasi zeolit alam terimobilisasi nanopartikel Ag dengan l-sistein dan asam 3-merkaptopropanoat sebagai adsorben ion logam berat [skripsi]. Universitas Indonesia.
Said M, Prawati AG, dan Murenda E. 2008. Aktivasi zeolit alam sebagai adsorben pada adsorpsi larutan iodium [skripsi]. Yogyakarta.
Supandi, Purwanto A, Bambang HP. 1999. Analisis struktur kristal klinoptilolit dan mordenit alam. Jurnal Ilmu dan Rekayasa Material 1(1):25-32. Jakarta.
Soediman S, Moegiardjo, Pitoatmadja YD, Nyotohadi SA. 2002. Penetapan kandungan zeolit serta daya jerap batuan vulkanik dari Bandung, Malang, dan Tulungagung dibanding attapulgit. Artocarpus 2(2):85-96.
Soepardi G. 1983. Sifat dan ciri tanah. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Subowo, Mulyadi, Widodo S dan Nugraha A. 1999. Status dan Penyebaran Pb, Cd, dan Pestisida pada Lahan Sawah Intensifikasi di Pinggir Jalan Raya. Prosiding. Bidang Kimia dan Bioteknologi Tanah. Puslittanak. Bogor. Suhala S dan Arifin M. 1997. Zeolit bahan galian industri pusat penelitian dan
pengembangan teknologi mineral [skripsi]. Bandung.
Sunaryo A. 2014. Banyak sungai di Solo tercemar limbah, baku mutu air rendah [Internet]. [diunduh 2015 Nov 10]. Tersedia pada: http// regional.Kompas.com/read/2015/05/28/19450091.
Tangio JS. 2013. Adsorpsi logam timbal (Pb) dengan menggunakan biomassa enceng gondok (Eichhorniacrassipes) [skripsi]. Universitas Negeri Gorontalo.
12
13
Lampiran 1 Hasil penjerapan ion logam berat Cupada 3 macam zeolit alam dengan pengaruh waktu
Waktu Kapasitas jerapan (mg g-1)
(menit) Lampung Bayah Tasikmalaya
15 19.59 17.72 20.19
30 24.18 21.32 19.97
45 77.79 76.52 71.93
60 78.34 78.34 77.33
75 37.21 35.20 35.49
Lampiran 2 Hasil penjerapan ion logam berat Pb pada 3 macam zeolit alam dengan pengaruh waktu
Waktu Kapasitas jerapan (mg g-1)
(menit) Lampung Bayah Tasikmalaya
15 96.47 96.39 96.56
30 96.80 96.57 96.77
45 96.89 96.89 97.23
60 96.94 96.78 97.35
75 98.14 98.03 98.39
Lampiran 3 Hasil penjerapan ion logam berat Znpada 3 macam zeolit alam dengan pengaruh waktu
Waktu Kapasitas jerapan (mg g-1)
(menit) Lampung Bayah Tasikamalaya
15 19.38 13.73 11.37
30 29.83 23.80 34.12
45 22.87 17.39 28.75
60 22.90 23.45 25.40
14
15
16
17
Lampiran 7 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Lampung
No. 2theta [º] d [Å] Intensitas Kecocokan
1 13.30 6.6516 80.32 AB
Lampiran 8 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Bayah
No. 2theta [º] d [Å] Intensitas Kecocokan
Lampiran 9 Hasil analisis difraktogram jenis mineral zeolit alam Tasikmalaya
No. 2theta [º] d [Å] Intensitas Kecocokan
1
A 46.4 Clinoptilolite-Ca
B 27.8 Clinoptilolite-K
18
Lampiran 10 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Cu dalam 1000 mL pada konsentrasi 1000 ppm
�
� � �
Bobot =
� �
=
�
= 3851.782163 mg = 3.851 g
Lampiran 11 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Pb dalam 1000 mL pada konsentrasi 1000 ppm
�
� � �
Bobot =
� �
=
�
= 1598.532 mg = 1.598 g
Lampiran 12 Perhitungan pembuatan larutan logam berat Zn dalam 1000 mL pada konsentrasi 1000 ppm
�
� � �
Bobot =
� �
=
�
19
Lampiran 13 Data pengukuran pH pada 3 macam zeolit alam
No Zeolit alam pH H2O Rata- rata
Lampiran 14 Data pengukuran KTK pada 3 macam zeolit alam
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Serang Banten pada tanggal 22 Februari 1993, putri dari Bapak Abdullah dan Ibu Nuryati. Penulis merupakan anak ketiga dari lima bersaudara. Penulis mulai menempuh pendidikan formal di TK. Asyiah Serang-Banten. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN VII SERANG tahun 2005. Pada Tahun 2006 hingga 2011 penulis melanjutkan pendidikan di SMP dan SMA LATANSA Lebak-Banten. Penulis juga diterima di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2011 melalui jalur undangan seleksi masuk BUD.
