Preparation of Zeolite A from Coal Fly Ash as Adsorbent for Ni(II) and Zn(II)

(1)

PREPARASI ZEOLIT A DARI ABU LAYANG BATU BARA

SEBAGAI ADSORBEN Ni(II) DAN Zn(II)

DANIA LARASATI LAKSANA PUTRI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

ABSTRAK

DANIA LARASATI LAKSANA PUTRI. Preparasi Zeolit A dari Abu Layang Batu Bara

sebagai Adsorben Ni(II) dan Zn(II). Dibimbing oleh BETTY MARITA SOEBRATA dan

SRI MULIJANI.

Abu layang merupakan limbah batu bara yang dapat dikonversi menjadi zeolit.

Zeolit A disintesis dari abu layang dengan ragam peleburan NaOH:abu layang, yaitu

0.8:1, 1:1, 1.2:1, dan 1.4:1 pada suhu dan waktu peleburan 450, 550, dan 650 ºC selama

30, 60, 120, dan 180 menit diikuti perlakuan hidrotermal. Nisbah NaOH:abu layang 0.8:1

dengan suhu peleburan 450 ºC selama 30 menit memiliki kapasitas tukar kation tertinggi

sebesar 138 mek/100 g. Pencirian dengan difraksi sinar-X menunjukkan kesamaan

puncak difraksi zeolit sintetik dengan puncak khas basis data program PCDFWIN nomor

arsip 39-0222 yang merupakan zeolit A [Na

96

Al

96

Si

96

O

384

.216H

2

O]. Zeolit sintetis diuji

kemampuan adsorpsinya terhadap ion Ni(II) dan Zn(II) dengan abu layang sebagai

adsorben pembandingnya. Parameter adsorpsi yang digunakan, ialah pH, waktu kontak,

dan konsentrasi awal. Kondisi adsorpsi terbaik untuk zeolit sintetis dan abu layang

terhadap Zn(II) diperoleh pada pH 6, waktu kontak 150 menit, dan konsentrasi awal 150

ppm. Kondisi adsorpsi terbaik untuk zeolit sintetis terhadap Ni(II) diperoleh pada pH 4,

waktu kontak 30 menit, dan konsentrasi 60 ppm, sedangkan untuk abu layang pada pH 6,

waktu kontak 60 menit, dan konsentrasi 60 ppm. Kapasitas adsorpsi zeolit sintetis

terhadap Ni(II) dan Zn(II) memiliki nilai kapasitas yang lebih besar dibandingkan abu

layang.

Kata kunci: abu layang, adsorpsi, Ni(II), zeolit A, Zn(II)

ABSTRACT

DANIA LARASATI LAKSANA PUTRI. Preparation of Zeolite A from Coal Fly Ash as

Adsorbent for Ni(II) and Zn(II). Supervised by BETTY MARITA SOEBRATA and SRI

MULIJANI.

Fly ash is waste of coal that can be converted into zeolite. Zeolite A was

synthesized from fly ash by fusion of NaOH:fly ash, namely 0.8:1, 1:1, 1.2:1, and 1.4:1 at

fusion temperature and reaction time of 450, 550, and 650 ºC for 30, 60, 120, and 180

minutes followed by hydrothermal treatment. NaOH:fly ash ratio of 0.8:1 with fusion

temperature of 450 ºC for 30 minutes exhibited the highest cation exchange capacity of

138 mek/100 g. Characterization using X-ray diffraction showed a similarity in term of

diffraction peaks of zeolite synthetic with a typical peak PCDFWIN program database

file number 39-0222 which is assigned as zeolite A [Na

96

Al

96

Si

96

O

384

.216H

2

O]. Capacity

adsorption of zeolite synthetic was tested to ions Ni(II) and Zn(II) with fly ash as an

adsorbent for comparison. The adsorption parameters were pH, contact time, and initial

concentration. The best adsorption conditions for the zeolites synthetic and fly ash

towards Zn(II) was obtained at pH 6, contact time 150 minutes, and initial concentration

of 150 ppm. The best adsorption conditions for the zeolites synthetic towards Ni(II) was

obtained at pH 4, contact time 30 minutes, and intial concentration of 60 ppm, whereas

for fly ash was obtained at pH 6, contact time 60 minutes, and initial concentration of 60

ppm. The capacity adsorption of the synthetic zeolite towards Ni(II) and Zn(II) has a

value greater than that of the fly ash.

(3)

PREPARASI ZEOLIT A DARI ABU LAYANG BATU BARA

SEBAGAI ADSORBEN Ni(II) DAN Zn(II)

DANIA LARASATI LAKSANA PUTRI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(4)

Judul Skripsi : Preparasi Zeolit A dari Abu Layang Batu Bara sebagai Adsorben

Ni(II) dan Zn(II)

Nama

: Dania Larasati Laksana Putri

NIM

: G44070043

Disetujui

Pembimbing I

Betty Marita Soebrata, SSi MSi

NIP 19630621 198703 2 013

Pembimbing II

Dr Sri Mulijani, MS

NIP 19630401 199103 2 001

Diketahui

Ketua Departemen Kimia

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS

NIP 19501227 197603 2 002

(5)

v

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan

karunia-Nya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah

yang berjudul Preparasi Zeolit A dari Abu Layang Batu Bara sebagai Adsorben

Ni(II) dan Zn(II). Penelitian ini bertujuan memanfaatkan abu layang batu bara

menjadi zeolit A dan diaplikasikan sebagai adsorben logam Ni(II) dan Zn(II).

Penelitian dilaksanakan sejak Januari sampai Juni 2012 di Laboratorium Kimia

Fisik, Laboratorium Kimia Anorganik, dan Laboratorium Bersama, Departemen

Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Betty Marita Soebrata, SSi,

MSi dan Dr Sri Mulijani, MS selaku pembimbing yang senantiasa memberikan

arahan, doa, dan semangat kepada penulis selama melaksanakan penelitian dan

penyusunan karya ilmiah ini. Terimakasih kepada staf laboran Laboratorium Fisik

(Ibu Ai, Pak Mail, dan Pak Nano), Pak Suherman, Pak Syawal, dan Pak Wawan

atas bantuan pemakaian alat dan bahan di laboratorium selama penelitian

berlangsung.

Ungkapan terimakasih kepada kedua orang tua, adik, dan seluruh keluarga

atas kasih sayang, doa, dan dukungan baik secara moral maupun material. Ucapan

terima kasih kepada Pita, Niswa, Nia, Hilwi, dan Dian yang telah membantu

memberi semangat, masukan, dan saran dalam menyusun karya ilmiah ini.

Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun

pembaca.

Bogor, November 2012

(6)

vi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 21 Januari 1990 dari pasangan M.

Djafar Sidik dan Siti Aisyah. Penulis merupakan putri pertama dari dua

bersaudara.

Tahun 2000 penulis lulus dari SD Bina Insani Bogor dan pada tahun 2003

penulis lulus dari SLTPN 3 Bogor. Tahun 2007 penulis lulus dari SMAN 5 Bogor

dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor

(IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di

Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

PENDAHULUAN ... 1

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan ... 1

Lingkup Kerja ... 2

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri Abu Layang dengan XRF ... 3

Zeolit A Sintetis ... 3

Kondisi Optimum Adsorpsi Zn(II) ... 6

Kondisi Optimum Adsorpsi Ni(II) ... 6

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan ... 7

Saran.. ... 7

DAFTAR PUSTAKA ... 7

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Komposisi kimia abu layang ... 3

2 Komposisi kimia zeolit sintetis ... 3

3 Kapasitas Tukar Kation ... 3

4 Puncak XRD abu layang, kuarsa, dan mulit. ... 4

5 Puncak XRD zeolit A ... 4

6 Kondisi optimum abu layang dan zeolit sintetis sebagai adsorben Zn(II) ... 6

7 Kondisi optimum abu layang dan zeolit sintetis sebagai adsorben Ni(II)

...

6

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Nilai KTK terhadap pengaruh suhu dan waktu peleburan ... 4

2 Difraktogram sinar X abu layang dan zeolit sintetis ... 5

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Diagram alir penelitian ... 10

2 Nilai KTK terhadap suhu dan waktu peleburan ... 11

3 Difraktogram abu layang untuk mulit dan kuarsa ... 11

4 Data PCDFWIN mulit nomor 15-0776 ... 12

5 Data PCDFWIN kuarsa nomor 46-1045 ... 13

6 Data XRD abu layang ... 14

7 Difraktogram zeolit sintetis ... 15

8 Data PCDFWIN zeolit A nomor 39-0222 ... 16

9 Data XRD zeolit sintetis... 17

10 Spektra FTIR abu layang ... 18

11 Spektra FTIR zeolit sintetis ... 19

12 Preparasi larutan stok Zn(II) 1000 ppm ... 19

13 Preparasi larutan stok Ni(II) 1000 ppm ... 19

14 Respons adsorpsi Zn(II) oleh abu layang ... 20

15 Respons adsorpsi Zn(II) oleh zeolit sintetis ... 21

16 Respons adsorpsi Ni(II) oleh abu layang ... 22

(10)

PENDAHULUAN

Penggunaan batu bara sebagai sumber bahan bakar menghasilkan limbah berupa abu layang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Komponen terbesar yang dihasilkan adalah abu layang, dengan jumlah mencapai 80–90% dari total abu yang dihasilkan (Jumaeri et al. 2007). Produksi abu layang yang dihasilkan oleh PLTU Suralaya pada tahun 2010 sebesar ± 400000 ton per tahun, sedangkan abu dasar yang dihasilkan sebesar ±100000 ton per tahun. Abu layang apabila tidak dimanfaatkan dapat mencemari lingkungan dan mengganggu kesehatan khususnya sistem pernafasan sehingga dikategorikan sebagai limbah bahan beracun dan berbahaya (B3) (Setiaka 2010). Oleh karena itu, diperlukan suatu cara untuk mengurangi dampak negatif dari limbah abu tersebut.

Abu layang memiliki komposisi fase amorf seperti silika (SiO2), alumina (Al2O3), dan oksida besi (Fe2O3). Adanya kesamaan komposisi tersebut dengan zeolit, menyebabkan abu layang dengan perlakuan larutan basa dan metode hidrotermal dapat diubah menjadi zeolit (Tanaka elal. 2002, Ojha et al. 2004, Wang et al. 2009). Pembuatan zeolit dari abu layang telah banyak dilaporkan, tetapi terdapat hasil yang berbeda dari setiap kondisi sintesis dan jenis abu layang yang digunakan. Konversi abu layang menjadi zeolit dapat dilakukan melalui 2 macam metode, yaitu metode hidrotermal langsung menggunakan larutan basa dan metode peleburan basa diikuti proses hidrotermal. Hasil penelitian Hollman et al. (1999) menyatakan bahwa metode terbaik untuk sintesis zeolit dari abu layang adalah metode peleburan diikuti proses hidrotermal.

Zeolit merupakan kristal aluminosilikat terhidrasi yang mempunyai struktur kerangka 3 dimensi terbentuk dari tetrahedral silika dan alumina dengan rongga-rongga yang di dalamnya terisi ion-ion logam penyeimbang muatan kerangka zeolit dan molekul air yang dapat bergerak bebas. Kerangka dasar struktur zeolit terdiri atas unit-unit tetrahedral (AlO4) dan (SiO4) yang saling berhubungan melalui atom oksigen dan di dalam struktur tersebut Si4+ dapat diganti Al3+ dengan substitusi isomorfik (Barrer 1987). Zeolit diklasifikasikan menjadi zeolit alam dan sintetik. Zeolit alam terbentuk karena proses perubahan alami yang disebut zeolitisasi dari suatu batuan vulkanik tuf.

Zeolit sintetik direkayasa secara kimia melalui proses sintesis untuk memperoleh

kemurnian yang baik dan komposisi Si/Al sesuai dengan yang diinginkan (Saputra 2006). Zeolit memiliki sifat fisik dan kimia, meliputi derajat hidrasi tinggi, ringan, daya penukar ion yang tinggi, menghantar listrik, serta mengadsorpsi uap dan gas (Sutarti 1994). Karena itu, berdasarkan sifatnya zeolit dapat digunakan sebagai adsorben, penukar ion, katalis, dan penyaring/pemisah.

Zeolit A merupakan salah satu jenis zeolit sintetik yang memiliki ion Na+ sebagai penukar kationnya. Zeolit A termasuk kategori zeolit kadar Si rendah atau kaya Al dengan nisbah Si/Al 1–2, mempunyai pori-pori optimum, memiliki kapasitas tukar kation yang besar, dan sifat adsorpsi yang optimum (Sutarti 1994). Berdasarkan sifatnya, zeolit telah dimanfaatkan secara luas sebagai adsorben logam berat. Logam berat yang terjerap biasanya terkandung dalam limbah yang berasal dari kegiatan kegiatan industri pelapisan logam, tekstil, cat, penyamakan kulit, keramik, dan elektronik.

Nikel (Ni) dan zink (Zn) merupakan logam berat yang sering digunakan dalam proses pelapisan logam. Menurut Kumar (2008), logam Ni2+ dan Zn2+ yang terkandung dalam limbah pelapisan logam, yaitu 32 mg/L dan 239 mg/L, sedangkan menurut KepMenLH-51 tahun 1995, kadar maksimum nikel dan zink dalam limbah industri yang diperbolehkan adalah 1.0 mg/L. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memanfaatkan abu layang menjadi zeolit A dengan menggunakan metode peleburan basa diikuti proses hidrotermal yang selanjutnya digunakan sebagai adsorben logam Ni(II) dan Zn(II).

METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat analitis yang digunakan adalah instrument flouresensi sinar-X (XRF) Thermo Fisher-900, difraksi sinar-X (XRD) Shimadzu XRD-7000, spektrofotometer serapan atom (AAS) Shimadzu AA-700, dan spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR). Bahan-bahan yang digunakan adalah abu layang batu bara dari PLTU Suralaya, NaOH pelet, Al(OH)3, HNO3 0.1M, NiSO4.6H2O, dan ZnSO4.7H2O.

Lingkup Kerja

(11)

2

menggunakan XRF, sintesis zeolit A dari abu layang, penentuan KTK, dan pencirian zeolit A hasil sintesis dengan menggunakan XRF, XRD, dan FTIR. Selain itu, dilakukan penentuan kondisi optimum adsorpsi Ni(II) dan Zn(II) (Lampiran 1).

Pencirian XRF

Pencirian abu layang dengan menggunakan XRF dilakukan untuk mengetahui komposisi kimianya.

Sintesis Zeolit A (modifikasi Rayalu et al.

2005)

Abu layang dicampurkan dengan NaOH halus dengan nisbah massa NaOH:abu layang (0.8:1, 1:1, 1.2:1, 1.4:1) ke dalam krus baja nirkarat dan didiamkan selama 30 menit. Campuran kemudian dipanaskan pada suhu 550 ºC selama 1 jam dalam tanur. Campuran hasil peleburan didinginkan dalam desikator, kemudian ditambahkan akuades dan larutan NaAlO2, lalu diaduk dengan pengaduk magnet selama 1 jam dan diperam selama 24 jam dalam botol polietilena pada suhu kamar. Campuran dimasukkan dalam teflon kemudian dilakukan proses hidrotermal pada suhu 90 ºC selama 2 jam. Padatan hasil kristalisasi dipisahkan dari filtratnya, dicuci dengan akuades sampai pH 9-10dan dikeringkan pada suhu 60 ºC selama 24 jam. Padatan yang dihasilkan dilakukan penentuan KTK. Nisbah dengan KTK tertinggi digunakan untuk mengetahui pengaruh kondisi reaksi terhadap pembentukan zeolit. Ragam kondisi reaksi meliputi suhu dan waktu pada proses peleburan. Ragam suhu dilakukan pada 450, 550, dan 650 ºC, sedangkan waktu peleburan dilakukan selama 30, 60, 120, dan 180 menit. Zeolit yang dihasilkan dicirikan dengan XRF, XRD dan FTIR.

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (Balai Penelitian Tanah 2005)

Sebanyak 2.5 g contoh dimasukkan ke dalam tabung perkolasi yang telah dilapisi berturut-turut dengan filter pulp dan pasir terlebih dahulu dengan susunan (1) bagian bawah adalah filter pulp untuk menutup lubang dasar tabung dan di atasnya 2.5 g pasir, (2) bagian tengah diisi dengan 2.5 g zeolit, dan (3) bagian atas ditutup dengan 2.5 g pasir. Ketebalan setiap lapisan pada sekeliling tabung diupayakan sama.

Selanjutnya contoh diperkolasi dengan amonium asetat pH 7 sebanyak 2 × 25 mL

dengan selang waktu 30 menit. Setelah itu, diperkolasi dengan 100 mL etanol 96% untuk menghilangkan kelebihan amonium dan perkolat ini dibuang. Sisa etanol dibuang dengan pompa isap dari bawah tabung perkolasi atau pompa tekan dari atas tabung perkolasi. Zeolit lalu diperkolasi dengan NaCl 10% sebanyak 50 mL, filtrat ditampung di labu takar 50 mL dan diimpitkan dengan larutan NaCl 10%.

Sebanyak 0.5 mL perkolat NaCl dan deret standar NH4+ dimasukkan ke dalam tabung reaksi, masing-masing ditambahkan 9.5 mL air bebas ion. Sebanyak 2 mL masing-masing larutan diambil dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi lain, lalu ditambahkan berturut-turut larutan penyangga-tartarat dan Na-fenat masing-masing sebanyak 4 mL, lalu dikocok dan didiamkan selama 10 menit. Sebanyak 4 mL NaOCl 5% ditambahkan ke dalam tiap-tiap tabung reaksi dan dikocok. Setelah itu diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 636 nm.

Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi Sebanyak 0.5 g zeolit hasil sintesis dimasukkan ke dalam 50 mL larutan Ni(II) dengan variasi konsentrasi awal 40, 50, dan 60 ppm yang telah diatur pHnya menjadi pH 4, 5, dan 6, kemudian dikocok dengan shaker yang dilakukan pada variasi waktu adsorpsi 30, 60, dan 90 menit. Setelah itu, campuran disaring. Filtrat kemudian dianalisis kadar nikelnya menggunakan AAS. Hal ini dilakukan juga untuk adsorben abu layang dan larutan Zn(II) dengan konsentrasi awal 50, 100, dan 200 ppm pada variasi adsorpsi 90, 120, dan 150 menit.

Kapasitas adsorpsi dihitung menggunakan persamaan

� = � (�0− �)

�

Efisiensi adsorpsi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

% � = �0 − �

�0

× 100 %

Keterangan:

Q = kapasitas adsorpsi (mg/g adsorben) E = efisiensi adsorpsi

V = volume larutan (L)

(12)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri abu layang dengan XRF Komposisi kimia yang terkandung dalam abu layang dicirikan dengan menggunakan flouresensi sinar-X (XRF). Berdasarkan hasil yang diperoleh, terlihat bahwa komposisi utama abu layang terdiri atas oksida besi (Fe2O3), silika (SiO2), alumina (Al2O3), kalsium oksida (CaO), dan oksida logam lain dalam jumlah kecil (Tabel 1).

Tabel 1 Komposisi kimia abu layang

Senyawa Konsentrasi (%)

Fe2O3 31.67

SiO2 27.34

Al2O3 16.90

CaO 15.69

TiO2 2.27

SO3 2.16

K2O 1.74

MgO 0.66

SrO 0.44

MnO 0.34

Na2O 0.322

BaO 0.26

ZrO2 0.13

NiO 0.034

Y2O3 0.027

Rb2O 0.019

Zeolit A Sintetis

Sintesis zeolit A dari abu layang dilakukan dengan metode peleburan menggunakan basa diikuti proses hidrotermal. Pada penelitian ini dilakukan sintesis dengan ragam komposisi NaOH dan abu layang pada tahap peleburan 0.8; 1.0; 1.2; 1.4 pada suhu 550 ºC selama 60 menit. Peleburan bertujuan mengaktivasi komposisi silika dan alumina pada abu layang menjadi fase mineral natrium silikat dan natrium aluminat, yang merupakan komposisi reaktif untuk sintesis zeolit.

Penambahan larutan natrium aluminat (NaAlO2) berfungsi sebagai sumber Al karena komposisi Al lebih kecil dari komposisi Si. Proses pembentukan zeolit pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan proses hidrotermal pada suhu 90 ºC selama 2 jam. Zeolit yang diperoleh memiliki nilai KTK yang cukup tinggi, yaitu sebesar 138.14 mek/100 g. Hal ini sesuai dengan penelitian Querol et al. (2002), yang menyatakan penggunaan hidrotermal pada suhu dibawah 150 ºC akan menghasilkan zeolit yang memiliki nilai KTK yang tinggi.

Berdasarkan Tabel 2, terlihat bahwa komposisi Al2O3, SiO2, dan Na2O pada zeolit sintetis mengalami peningkatan dibandingkan abu layang. Hal ini dikarenakan adanya penambahan natrium aluminat (NaAlO2). Kandungan Na yang mengalami peningkatan menandakan bahwa Na merupakan penyeimbang muatan pada kerangka zeolit. Selain itu, kandungan Fe2O3 dan CaO mengalami penurunan, masih adanya kandungan tersebut menunjukan struktur kristal zeolit yang terbentuk belum homogen.

Tabel 2 Komposisi kimia zeolit sintetis Senyawa Konsentrasi (%)

Al2O3 30.02

SiO2 29.53

Na2O 18.89

Fe2O3 10.61

CaO 6.86

BaO 1.04

MgO 1.01

TiO2 0.84

K2O 0.53

SO3 0.25

MnO 0.16

SrO 0.09

ZrO2 0.05

Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan parameter penting dalam zeolit sebagai adsorben. KTK didasarkan pada jumlah kation yang dapat dipertukarkan. Kation yang tidak terikat secara kuat di sekitar kerangka tetrahedral merupakan kation yang dapat dipertukarkan dari zeolit. Pertukaran kation dilihat dari kemampuan tingkat substitusi Al terhadap Si yang menghasilkan muatan negatif. Semakin banyak muatan negatif yang dihasilkan maka semakin banyak pula kation NH4+ yang diperlukan untuk menetralkannya, sehingga nilai KTK akan semakin tinggi.

Tabel 3 Kapasitas Tukar Kation

Sampel KTK

(mek/100 g)

Kenaikan (×)

Abu layang 2.56

NaOH:abulayang 0.8:1 133.05 50.97

NaOH:abulayang1:1 120.44 46.05

NaOH:abulayang 1.2:1 81.19 30.71

NaOH:abulayang 1.4:1 73.50 27.71

(13)

4

Al(OH)4- yang penting dalam proses sistesis zeolit berkurang jumlahnya karena adanya dehidrasi membentuk ion AlO2- (Sutarno et al. 2009), sehingga substitusi Al terhadap Sisedikit, mengakibatkan muatan negatif zeolit menjadi sedikit dan kation yang dapat dipertukarkan pun sedikit. Nilai KTK zeolit sintetis tertinggi dihasilkan pada nisbah NaOH:abu layang = 0.8:1 dengan nilai KTK sebesar 133.05 mek/100 g (Tabel 3). Oleh karena itu, nisbah tersebut yang akan digunakan pada penelitian ini.

Suhu dan waktu pada proses peleburan juga merupakan faktor penting dalam pembentukan zeolit. Penelitian ini melakukan variasi suhu dan waktu peleburan pada 450, 550, dan 650 ºCselama 30, 60, 90, 120, dan 180 menit. Kualitas zeolit yang terbentuk dilihat dari nilai KTK tertinggi yang akan digunakan sebagai adsorben.

Gambar 1 Nilai KTK terhadap suhu dan waktu peleburan.

Berdasarkan Gambar 1, terlihat nilai KTK semakin kecil seiring dengan bertambahnya waktu. Hal ini dikarenakan waktu yang lebih lama akan menghasilkan kerusakan pada struktur zeolit, sehingga kemampuan menjerap kation lebih sedikit dan nilai KTK semakin kecil. Suhu juga berpengaruh dalam pembentukan zeolit pada proses peleburan. Nilai KTK tertinggi terdapat pada suhu peleburan 450 ºC selama 30 menit, sebesar 138.14 mek/100 g (Lampiran 2). Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Rungsuk et al. (2006), yaitu nilai KTK pada suhu peleburan 450 ºC merupakan KTK tertinggi, sehingga pada penelitian ini dilakukan sintesis zeolit dengan proses peleburan pada waktu 30 menit dengan suhu 450 ºC.

Abu layang dan zeolit sintetis dicirikan dengan menggunakan difraksi sinar-X (XRD) untuk mengetahui struktur dan fase mineral. Difraktogram yang diperoleh berupa jarak antar bidang (d), intensitas, dan sudut (2θ) yang kemudian akan dibandingkan dengan puncak khas pada pangkalan data program PCDFWIN versi 1.30 International Centre for Diffraction Data tahun 1997.

Tabel 4 Puncak XRD abu layang, kuarsa, dan mulit Abu layang SiO2 (kuarsa) PCPDFWIN nomor 46-1045 Al6Si2O3 (mulit) PCPDFWIN nomor 15-0776 Puncak

(2θ) d

Puncak

(2θ) d

Puncak

(2θ) d

26.304 3.3854 - 26.26

20.831 4.2608 20.680 4.257 - -

26.629 3.3448 26.640 3.345 - -

Difraktogram abu layang menunjukkan bahwa abu layang mengandung senyawa mulit (Al6Si2O3) dan kuarsa (SiO2) (Lampiran 3), yang ditandai dengan adanya puncak pada sudut 2θ sekitar 26.62º untuk kuarsa dan 26.26º untuk mulit (Gambar 2) (Tabel 4). Hal ini terlihat dengan adanya kesamaan puncak pada sampel dengan basis data nomor arsip 15-0776 untuk mulit (Lampiran 4) dan basis data nomor arsip 46-1045 untuk kuarsa (Lampiran 5). Berdasarkan difraktogram tersebut dapat dikatakan bahwa komposisi utama abu layang berupa silika dan alumina, hal ini sesuai dengan pernyataan Sunardi (2007).

Tabel 5 Puncak XRD zeolit A

Zeolit Sintetis Zeolit A

PCPDFWIN nomor 39-022

2θ d 2θ d

10.1922 8.6719 10.17 8.701

24.0013 3.7047 23.99 3.710

26.1253 3.4081 26.11 3.413

27.1261 3.2846 27.11 3.289

29.9482 2.9812 29.94 2.984

Difraktogram zeolit hasil sintesis (Lampiran 7) menunjukkan terbentuknya puncak-puncak baru dibandingkan dengan difraktogram abu layang, yaitu pada 2θ = 10.1922º, 24.0013º, 26.1253º, 27.1261º, 29.9482º (Gambar 2) (Tabel 5). Hasil pencocokan puncak-puncak tersebut sesuai dengan Powder Diffraction File (PDF) yang diperoleh dari PCPDFWIN tahun 1997 dengan nomor seri PDF 39-022 (Lampiran 8) sebagai standar terbentuknya zeolit A [Na96Al96Si96O384.216H2O]. Terbentuknya

0 30 60 90 120 150

30 60 120 180

450C 550C 650C

waktu peleburan (menit)

(14)

5

zeolit A dikarenakan adanya penambahan NaOH dan NaAlO2 dalam proses sintesis.

Gambar 2 Difraktogram sinar-X pada (a) abu layang dan (b) zeolit sintetis

Pencirian abu layang dan zeolit sintetis juga dilakukan dengan spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR) yang bertujuan mengetahui gugus-gugus dari struktur padatan pada bilangan gelombang 400–1400 cm-1. Bilangan gelombang tersebut merupakan daerah utama dari komposisi utama penyusun zeolit, SiO44- dan AlO45-.

.

Berdasarkan Gambar 3, dapat dilihat adanya kesamaan spektra antara zeolit A sintetis (Lampiran 10) dengan zeolit A standar. Pita serapan zeolit A sintetis yang muncul pada daerah 3434.12 cm-1 menandakan vibrasi rentangan OH, serapan yang muncul pada daerah 1649.19 cm-1 menunjukkan vibrasi tekukan OH, serapan pada daerah 1005.09 cm-1 menunjukkan vibrasi rentangan asimetri Si-O atau Al-O dalam SiO4 atau AlOH4 tetrahedral (1250-900 cm-1), pita serapan pada daerah 665.98 cm-1 menunjukkan rentangan simetri O-Al-O atau O-Si-O pada internal tetrahedral (720-650 cm -1

), pita serapan pada daerah 554.45 cm-1 menunjukkan vibrasi cincin ganda (650-500 cm-1), pita serapan pada daerah 461.40 cm-1 menunjukkan vibrasi tekukan Si-O atau Al-O (500 – 420 cm-1) (Jumaeri et al, 2007).

Gambar 3 memperlihatkan adanya perubahan spektra abu layang ( Lampiran 11) menjadi zeolit. Serapan untuk pertautan eksternal di daerah 776.38 cm-1 pada abu layang tidak terdapat pada zeolit sintetis, tetapi muncul serapan baru pada zeolit sintetis di 665.98 cm-1 yang menandakan munculnya simetri O-Al-O atau O-Si-O pada internal tetrahedral. Sehingga dapat disimpulkan, terjadi perubahan struktur akibat adanya perlakuan alkali hidrotermal terhadap abu layang yang dapat menghasilkan material yang mempunyai struktur mirip zeolit (Jumaeri et al, 2007).

(15)

6

Kondisi Optimum Adsorpsi Zn(II) Adsorpsi merupakan terjerapnya suatu zat pada permukaan adsorben. Zat yang mengadsorpsi disebut adsorben dan zat yang teradsorpsi adalah adsorbat. Penelitian ini menentukan kondisi optimum adsorpsi Zn(II) dengan menggunakan zeolit sintetis dan abu layang sebagai pembandingnya yang dilakukan dengan mengukur tiga parameter, yaitu pH, konsentrasi awal larutan Zn(II), serta waktu kontak adsorpsi. Berdasarkan hasil penelitian, kondisi terbaik adsorpsi Zn(II) oleh abu layang dan zeolit sintetis memiliki kondisi yang sama, yaitu pada pH 6, konsentrasi awal 150 ppm, dan waktu adsorpsi 150 menit (Tabel 6). Adsorpsi Zn(II) oleh abu layang memiliki kapasitas adsorpsi (Q) sebesar 5.8674 mg/g dan efisiensi adsorpsi (%E) sebesar 95.16% (Lampiran 14). Hal ini berarti setiap 1 g abu layang dapat mengadsorpsi 5.8674 mg Zn(II) dengan efisiensi penurunan konsentrasi sebesar 95.16%, sedangkan untuk adsorpsi Zn(II) oleh zeolit sintetis memiliki kapasitas adsorpsi (Q) sebesar 6.0428 mg/g dan efisiensi adsorpsi sebesar 97.83% (Tabel 6), yang artinya setiap 1 g zeolit mampu mengadsorpsi 6.0428 mg Zn(II) dengan efisiensi penurunan konsentrasi sebesar 97.83% dari konsentrasi awal larutan (Lampiran 15). Kapasitas adsorpsi dan efisiensi adsorpsi meningkat seiring dengan bertambahnya pH dan konsentrasi Zn(II). Hal ini sesuai dengan penelitian Wahyuni (2010), yang menyatakan penghilangan logam Zn(II) meningkat dengan bertambahnya pH.

Tabel 6 Kondisi optimum abu layang dan zeolit sintetis sebagai adsorben Zn(II)

Sampel pH C (ppm) t (menit) Q (mg/g) E (%)

Abu layang 6 150 150 5.1048 95.16 Zeeolit

sintetis 6 150 150 6.0428 97.83 Keterangan: C = konsentrasi Zn(II), t = waktu, Q = kapasitas adsorpsi, dan E = efisiensi adsorpsi.

Tabel 6 menunjukan kapasitas adsorpsi dari abu layang menjadi zeolit sintetis A mengalami peningkatan sebesar 18.37%. Konsentrasi terbaik yang diperoleh adalah 150 ppm. Konsentrasi tersebut belum bisa dikatakan optimum karena dimungkinkan jika ada penambahan konsentrasi maka kapasitas adsorpsi akan lebih meningkat. Meningkatnya kapasitas adsorpsi menunjukkan banyaknya ion Zn(II) yang terjerap.

Berdasarkan hasil penelitian (Lampiran 14 dan 15), dapat dilihat kapasitas dan efisiensi adsorpsi ion Zn(II) menggunakan zeolit sintetis meningkat bila dibandingkan dengan abu layang. Hal ini sesuai dengan penelitian Wahyuni (2010), yang mengatakan bahwa zeolit hasil sintesis dari abu layang dapat mengadsorpsi ion Zn(II) 2.7 kali lebih banyak dibandingkan abu layang pada kondisi yang sama. Hal ini diduga karena nilai KTK yang dimiliki oleh zeolit hasil sintesis lebih besar dari abu layang, selain itu dikarenakan zeolit memiliki ukuran luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan abu layang sehingga kemampuan adsorpsinya besar (Chang dan Shih 1998).

Kondisi Optimum Adsorpsi Ni(II) Penentuan kondisi optimum adsorpsi Ni(II) dengan menggunakan zeolit dan abu layang sebagai pembandingnya dilakukan dengan mengukur tiga parameter, yaitu pH, konsentrasi awal larutan Ni(II), serta waktu kontak adsorpsi. Hasil penelitian menunjukkan, kondisi terbaik adsorpsi abu layang terhadap Ni(II), yaitu pada pH 6, konsentrasi awal 60 ppm, dan waktu adsorpsi 60 menit (Tabel 7), dengan nilai kapasitas adsorpsi (Q) sebesar 2.8534 mg/g dan efisiensi adsorpsi (%E) sebesar 93.41%. Hal ini berarti setiap 1 g abu layang dapat mengadsorpsi 2.8534 mg Ni(II) dengan efisiensi penurunan konsentrasi sebesar 95.16% dari konsentrasi awal larutan.

Tabel 7 Kondisi optimum abu layang dan zeolit sintetis sebagai adsorben Ni(II)

Sampel pH C (ppm) t (menit) Q (mg/g) E (%)

Abu layang 6 60 60 2.8534 93.41 Zeeolit

sintetis 4 60 30 3.0652 99.82 Keterangan: C = konsentrasi Ni(II), t = waktu, Q = kapasitas adsorpsi, dan E = efisiensi adsorpsi

(16)

Berdasarkan Tabel 7, kapasitas adsorpsi dari abu layang menjadi zeolit sintetis A mengalami peningkatan sebesar 7.42%. Kapasitas dan efisiensi adsorpsi oleh abu layang meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi Ni(II) dan pH (Lampiran 16). Akan tetapi, konsentrasi tersebut belum bisa dikatakan optimum, dimungkinkan jika konsentrasi bertambah maka kapasitas dan efisiensi adsorpsi juga akan meningkat. Penurunan adsorpsi Ni(II) oleh zeolit sintetis (Lampiran 17) setelah adanya penambahan pH disebabkan adanya penurunan jumlah muatan negatif pada permukaan zeolit (Inglezakis et al. 2007). Pada kondisi pH dan konsentrasi yang sama adsorpsi Ni(II) oleh zeolit sintetis dengan waktu kontak 30 menit dipilih sebagai waktu terbaik dikarenakan dengan waktu yang singkat efisiensi adsorpsinya lebih besar daripada waktu 60 menit dengan kapasitas adsorpsi yang tidak berbeda jauh.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil analisis XRD dan FTIR, zeolit A dapat disintesis dari abu layang dengan metode peleburan basa diikuti dengan proses hidrotermal. Metode peleburan dapat dilakukan pada suhu 450 ºC selama 0.5 jam dan menghasilkan nilai KTK tertinggi sebesar 138.14 mek/100 g. Abu layang dan zeolit sintetis dapat digunakan sebagai adsorben ion logam berat Zn(II) dan Ni(II). Kapasitas adsorpsi Zn(II) terbaik diperoleh pada pH 6, konsentrasi 150 ppm, dan waktu kontak 120 menit dengan kapasitas adsorpsi sebesar 6.0428 mg/g oleh zeolit sintetis dan 5.8674 mg/g oleh abu layang Kapasitas adsorpsi Ni(II) terbaik yang diperoleh oleh zeolit hasil sintesis sebesar 3.0652 mg/g pada pH 4, konsentrasi 60 ppm, dengan waktu adsorpsi 30 menit, sedangkan kapasitas adsorpsi Zn(II) terbaik oleh abu layang sebesar 2.8534 mg/g pada pH 6, konsentrasi 60 ppm dengan waktu adsorpsi 60 menit. Hasil menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi oleh zeolit sintetis terhadap logam Zn(II) dan Ni(II) memiliki kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan abu layang.

Saran

Tahapan selanjutnya perlu pencirian zeolit sintetis dengan menggunakan SEM untuk mengetahui kristal yang terbentuk.

DAFTAR PUSTAKA

[Balittanah] Balai Penelitian Tanah. 2009. AnalisisKimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Dept. Pertanian.

Barrer RM. 1987. Zeolites and Clay Minerals as Sorbents and Molecular Sieves. London: Academic Pr.

Chang HL & Shih WH 2000. Synthesis of zeolite A and X from fly ashes and their ion-exchhange behavior with cobalt ions. Ind Eng Chem Res 39:4185-4191.

Holman GG, Steenbrugen G, Jurkovicova MJ. 1999. A two step process for the synthesis of zeolites from coal fly ash. Fuel 78:1225-1230.

Inglezakis VJ, Stylianou MA, Gkantzou D, Loizidou MD. 2007. Removal of Pb(II) from aqueous solutions by using clinoptilolite and bentonite as adsorbents. Desalination 210 : 248–256.

Jumaeri, Astuti W, Lestari WTP. 2007. Preparasi dan karakterisasi zeolit dari abu layang batu bara secara alkali hidrotermal. Reaktor 11: 38-44.

Kumar P, et al. 2008. Biosorption of chromium(VI) from aqueous solution and electroplating wastewater using fungal biomass. Che Eng J 135:202–208.

[MenLH] Menteri Negara dan Lingkungan Hidup. 1995. Keputusan Menteri Negara dan Lingkungan Hidup No.Kep 51/Menlh/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Kegiatan Industri.

Molina A & Poole C 2004. A comparative study using two methods to produce zeolites from fly ash. Minerals Engineering 17:167-173.

Ojha K, Pradhan NC, Samanta AN 2004. Zeolit from fly ash: synthesis and characterization. Bull Mater Sci 6:555-564.

(17)

8

Rayalu SS, et al. 2005. Estimation of crystallinity in flyash-based zeolite-A using XRD and IR spectroscopy. Res Communi Curr Sci 89:2147-2151.

Rungsuk D, Apiratikul R, pavarajarn V, Pavasant P. 2006. Zeolite synthesis from fly ash zoal-fireda power plant by fusion method. Di dalam : Sustainable Enegy and Environtment. The 2nd Joint International Conference; Bangkok, 21-23 Nov 2006.

Saputra R. 2006. Pemanfaatan zeolit sintetis sebagai alternatif pengolahan limbah industri. [terhubung berkala]. http://warmada.staff.ugm.ac.id/Articles/ rodhie-zeolit.pdf [21 Feb 2011].

Setiaka J. 2011. Adsorpsi ion logam Cu(II) dalam larutan pada abu dasar batu bara menggunakan metode kolom [skripsi]. Surabaya: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Sunardi A. 2007. Konversi abu layang batu bara menjadi zeolit dan pemanfaatannya sebagai adsorben merkuri(III). Sains dan Terapan Kimia. 1:1-10.

Sutarno, Aryanto Y, Budyantoro A. 2009. Kajian pengaruh rasio berat NaOH/abu layang batu bara terhadap kristalinitas dalam sintesis faujasit. Jurnal Ilmu Dasar. 10:1:1-5.

Sutarti M & Minta R. 1994. Zeolit Tinjauan Literaturat. Jakarta: Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah, LIPI.

Tanaka H, Sakai Y, Hino R. 2002. Formation of Na-A and Na-X zeolites from waste solutions in conversion of coal fly ash to zeolites. Mat Res Bull. 37:1873–1884.

Wahyuni S. 2010. Adsorpsi ion logam Zn(II) pada zeolit yang disintesis dari abu dasar batu bara PT. Ipmomi Paiton dengan metode batch [skripsi]. Surabaya: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh November.

(18)

(19)

10

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Abu layang asal PLTU Suralaya Pencirian XRF

Peleburan NaOH:abu layang Ragam NaOH:abu layang 0.8-1.4 suhu 550 oC selama 1 jam

Penambahan akuades dan NaAlO2

Ragam suhu dan waktu peleburan pada 450, 550, dan 650 oC selama 30, 60, 120, dan 180 menit

Pemeraman selama 24 jam

Hidrotermal suhu 90 oC selama 2 jam

Penentuan KTK Padatan dicuci dengan akuades

sampai pH 9-10

Dikeringkan pada 60 oC

Pencirian dengan XRF, XRD, dan FTIR

(20)

11

Lampiran 2 Nilai KTK terhadap pengaruh suhu dan waktu peleburan

Suhu (oC) Waktu (menit) KTK (mek/100 g)

450

30 138.14

60 131.85

120 126.97

180 120.70

550

30 137.95

60 133.05

120 129.34

180 128.39

650

30 138.12

60 137.90

120 135.95

180 132.99

(21)

12

Lampiran 3 (Lanjutan) Difraktogram abu layang untuk kuarsa

(22)

13

(23)

14

(24)

15

Lampiran 7 Difraktogram zeolit sintetis

(25)

16

(26)

17

(27)

18

Lampiran 9 (lanjutan) Data XRD zeolit sintetis

(28)

19

Lampiran 11 Spektra FTIR zeolit sintetis

Lampiran 12 Preparasi larutan stok Zn

2+

1000 ppm

Larutan stok Zn

2+

dari ZnSO

4

.7H

2

O

Larutan stok 1000 mg/L

=

Ar Zn

BM ZnSO4.7H2O

×

10−

3_mg

bobot ZnSO4.7H2O

×

1000 mg 1 L

1000 mg/L

=

65.38

287.54

×

10−3mg bobot ZnSO4.7H2O

×

1000 mg 1 L

Bobot ZnSO

4

.7H

2

O

= 4.3980 g

Lampiran 13 Preparasi larutan stok Ni

2+

1000 ppm

Larutan stok Ni

2+

dari NiSO

4

.6H

2

O

Larutan stok 1000 mg/L

=

Ar Ni

BMNiSO4.6H2O

×

10−3mg

bobot NiSO4.6H2O

×

1000 mg 1 L

1000 mg/L

=

58.71

262.85

×

10−3mg bobot NiSO4.6H2O

(29)

20

Lampiran 14 Respons adsorpsi Zn(II) oleh abu layang

Bobot Adsorben (g) pH Konsentrasi Awal (ppm) Konsentrasi Awal Terbaca (ppm) Waktu

(menit) A FP

Konsentrasi Akhir

(ppm)

Q

(mg/g) E(%)

0.5031 4 50 55.8800 90 0.1482 2.5 0.6941 2.7423 98.76 0.5025 5 50 55.8800 90 0.1016 12.5 2.1706 2.6721 96.12 0.5033 6 50 55.8800 90 0.0321 1.0 0.0186 2.7748 99.97 0.5047 4 50 55.8800 120 0.1575 12.5 3.7299 2.5832 93.33 0.5022 5 50 55.8800 120 0.0707 12.5 1.3086 2.7166 97.66 0.5018 6 50 55.8800 120 0.0515 1.0 0.0618 2.7809 99.89 0.5032 4 50 55.8800 150 0.4793 25 25.4128 1.5137 54.52 0.5034 5 50 55.8800 150 0.1224 1.0 0.2201 2.7642 99.61 0.5022 6 50 55.8800 150 0.0584 1.0 0.2201 2.7708 99.61 0.5015 4 100 103.4140 90 0.3554 50 37.0010 3.3107 64.22 0.5037 5 100 103.4140 90 0.3796 50 39.7012 3.1622 61.61 0.5023 6 100 103.4140 90 0.2523 1.0 0.5099 5.1216 99.51 0.5042 4 100 103.4140 120 0.3603 50 37.5477 3.2659 63.69 0.5013 5 100 103.4140 120 0.5120 25 27.2371 3.7990 73.66 0.5036 6 100 103.4140 120 0.0447 12.5 0.5834 5.1048 99.44 0.5042 4 100 103.4140 150 0.2025 50 19.9406 4.1389 80.72 0.5014 5 100 103.4140 150 0.5956 25 31.9011 3.5657 69.15 0.5033 6 100 103.4140 150 0.0581 12.5 0.9572 5.0893 99.07 0.5010 4 150 123.7882 90 0.3412 100 70.8331 2.6425 42.78 0.5029 5 150 123.7882 90 0.3344 100 69.3156 2.7079 44.00 0.5045 6 150 123.7882 90 0.1196 50 10.6907 5.6044 91.36 0.5016 4 150 123.7882 120 0.3334 100 69.0924 2.7261 44.18 0.5025 5 150 123.7882 120 0.3088 100 63.6028 2.9943 48.62 0.5038 6 150 123.7882 120 0.1334 50 12.2305 5.5358 90.12 0.5025 4 150 123.7882 150 0.3621 100 75.4971 2.4025 39.01 0.5030 5 150 123.7882 150 0.3877 100 81.2099 2.1162 34.40 0.5019 6 150 123.7882 150 0.0775 50 5.9950 5.8674 95.16 Contoh perhitungan:

pH : 4; kosentrasi : 50 ppm; waktu : 90 menit

Persamaan garis: y = 0.4481x + 0.023786

A : 0.6941 0.1482= 0.4481x + 0.023786

x = 0.2776 ppm

Konsentrasi akhir = x × FP

= 0.2776 ppm × 2.5

= 0.6941 ppm

Kapasitas adsorpsi (Q) :

Q (mg/g) = V ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhir ) m adsorben

= 25 mL ( 55.8800 ppm-0.6941 ppm) 0.5031 g ×

mg 1000 mL ppm = 2.7423 mg/g

E = ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhir )_{Konsentrasi Zn(II) awal} × 100%

= ( 55.8800 ppm-0.6941 ppm)

(30)

21

Lampiran 15 Respons adsorpsi Zn(II) oleh zeolit sintetis

(menit) A FP

Konsentrasi Akhir (ppm) Q (mg/g) E (%)

0.5005 4 50 55.8800 90 0.2220 25 11.0582 2.2389 80.21 0.5004 5 50 55.8800 90 0.2227 25 11.0972 2.2374 80.14 0.5006 6 50 55.8800 90 0.2788 2.5 1.4227 2.7196 97.45 0.5005 4 50 55.8800 120 0.1601 25 7.6048 2.4113 86.39 0.5007 5 50 55.8800 120 0.1855 25 9.0219 2.3396 83.85 0.5003 6 50 55.8800 120 0.1246 25 5.6243 2.5113 89.94 0.5003 4 50 55.8800 150 0.1989 25 9.7695 2.3041 82.52 0.5005 5 50 55.8800 150 0.2526 25 12.7653 2.1536 77.16 0.5004 6 50 55.8800 150 0.1051 25 4.5364 2.5651 91.88 0.5009 4 100 103.4140 90 0.0816 50 6.4507 4.8395 93.76 0.5007 5 100 103.4140 90 0.0593 50 3.9625 4.9656 96.17 0.5006 6 100 103.4140 90 0.0839 50 3.3537 4.9970 96.76 0.5004 4 100 103.4140 120 0.0792 50 6.1830 4.0486 94.02 0.5010 5 100 103.4140 120 0.0731 50 5.5023 4.8858 94.68 0.5006 6 100 103.4140 120 0.2101 50 10.3943 4.6454 89.95 0.5008 4 100 103.4140 150 0.0765 50 5.8817 4.8688 94.31 0.5002 5 100 103.4140 150 0.0660 50 4.7101 4.9332 95.45 0.5009 6 100 103.4140 150 0.1586 50 7.2110 4.8015 93.03 0.5007 4 150 123.7882 90 0.1736 25 8.3580 5.7634 93.25 0.5004 5 150 123.7882 90 0.0985 25 4.1682 5.9762 96.63 0.5007 6 150 123.7882 90 0.1426 25 6.6285 5.8498 94.65 0.5006 4 150 123.7882 120 0.0816 25 3.2254 6.0209 97.39 0.5007 6 150 123.7882 120 0.1316 25 6.0148 5.8804 95.14 0.5005 5 150 123.7882 120 0.1224 25 5.5016 5.9084 95.56 0.5006 4 150 123.7882 150 0.1442 25 6.7178 5.8465 94.57 0.5010 5 150 123.7882 150 0.1747 25 8.4194 5.7569 93.20 0.5010 6 150 123.7882 150 0.0720 25 2.6898 6.0428 97.83 Contoh perhitungan:

Persamaan garis: y = 0.4481x + 0.023786

A : 0.2220 0.2220= 0.4481x + 0.023786

x = 0.4423 ppm

= 0.4423 ppm × 25

= 11.0582 ppm

= 25 mL ( 55.8800 ppm-11.0582 ppm)

0.5005g ×

mg 1000 mL ppm = 2.2389 mg/g

E = ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhir )_{Konsentrasi Zn(II) awal} × 100%

= ( 55.8800 ppm-11.0582 ppm)

(31)

22

Lampiran 16 Respons adsorpsi Ni(II) oleh abu layang

(menit) A FP

Konsentrasi Akhir

(ppm)

Q

(mg/g) E(%)

0.5012 4 40 36.6829 30 0.3929 1.0 5.2078 1.5700 85.80 0.5033 5 40 36.6829 30 0.3114 1.0 4.1276 1.6171 88.75 0.5010 6 40 36.6829 30 0.0057 1.0 0.0756 1.8267 99.79 0.5028 4 40 36.6829 60 0.3550 1.0 4.7055 1.5900 87.17 0.5023 5 40 36.6829 60 0.0308 1.0 0.4083 1.8054 98.89 0.5021 6 40 36.6829 60 0.0124 1.0 0.1644 1.8183 99.55 0.5023 4 40 36.6829 90 0.2740 1.0 3.6318 1.6450 90.10 0.5017 5 40 36.6829 90 0.0432 1.0 0.5726 1.7994 98.44 0.5029 6 40 36.6829 90 0.0053 1.0 0.0703 1.8201 99.81 0.5023 4 50 45.3317 30 0.3951 1.0 5.2370 1.9956 88.45 0.5033 5 50 45.3317 30 0.3924 1.0 5.2012 1.9934 88.53 0.5015 6 50 45.3317 30 0.2712 2.5 8.9868 1.8118 80.18 0.5038 4 50 45.3317 60 0.3318 1.0 4.3980 2.0312 90.30 0.5024 5 50 45.3317 60 0.0498 1.0 0.6601 2.2229 98.54 0.5019 6 50 45.3317 60 0.0723 1.0 0.9583 2.2103 97.89 0.5028 4 50 45.3317 90 0.0752 1.0 0.9968 2.2044 97.80 0.5021 5 50 45.3317 90 0.3878 1.0 5.1402 2.0012 88.66 0.5035 6 50 45.3317 90 0.0168 1.0 0.2227 2.2398 99.51 0.5035 4 60 61.5358 30 0.0814 12.5 13.4868 2.3857 78.08 0.5022 5 60 61.5358 30 0.0976 12.5 16.1709 2.2583 73.72 0.5026 6 60 61.5358 30 0.0638 12.5 10.5708 2.5351 82.82 0.5036 4 60 61.5358 60 0.0413 12.5 6.8428 2.7151 88.88 0.5037 5 60 61.5358 60 0.3614 1.0 4.7903 2.8164 92.22 0.5036 6 60 61.5358 60 0.3061 1.0 4.0573 2.8534 93.41 0.5018 4 60 61.5358 90 0.1012 12.5 16.7674 2.2304 72.75 0.5016 5 60 61.5358 90 0.3692 1.0 4.8937 2.8231 92.05 0.5042 6 60 61.5358 90 0.3583 1.0 4.7492 2.8157 92.28 Contoh perhitungan:

Persamaan garis: y = 0.075444 x +0.0000

A : 0.3929, 0.3929 = 0.075444 x +0.0000

x = 5.2078 ppm

= 5.2078 ppm × 1

= 5.2078 ppm

= 25 mL ( 36.6829 ppm-5.0278 ppm) 0.5012 g ×

mg 1000 mL ppm = 1.5700 mg/g

E = ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhir )_{Konsentrasi Ni(II) awal} × 100%

= (36.6829 ppm-5.0278 ppm)

(32)

23

Lampiran 17 Respons adsorpsi Ni(II) oleh zeolit sintetis

(menit) A FP

Konsentrasi Akhir (ppm)

Q

(mg/g) E (%)

0.5019 4 40 36.6829 30 0.0052 1.0 0.0689 1.8238 99.81 0.5022 5 40 36.6829 30 0.0047 1.0 0.0623 1.8230 99.83 0.5026 6 40 36.6829 30 0.0067 1.0 0.0888 1.8202 99.76 0.5015 4 40 36.6829 60 0.0049 1.0 0.0649 1.8254 99.82 0.5029 5 40 36.6829 60 0.0047 1.0 0.0623 1.8205 99.83 0.5025 6 40 36.6829 60 0.0069 1.0 0.0915 1.8205 99.75 0.5015 4 40 36.6829 90 0.0216 1.0 0.2863 1.8144 99.22 0.5011 5 40 36.6829 90 0.0054 1.0 0.0716 1.8265 99.80 0.5019 6 40 36.6829 90 0.0063 1.0 0.0835 1.8230 99.77 0.5019 4 50 45.3317 30 0.0044 1.0 0.0583 2.2551 99.87 0.5029 5 50 45.3317 30 0.0070 1.0 0.0928 2.2489 99.80 0.5011 6 50 45.3317 30 0.0180 2.5 0.2386 2.2497 99.47 0.5021 4 50 45.3317 60 0.0052 1.0 0.0689 2.2537 99.85 0.5014 5 50 45.3317 60 0.0042 1.0 0.0557 2.2575 99.88 0.5021 6 50 45.3317 60 0.0042 1.0 0.0557 2.2543 99.88 0.5025 4 50 45.3317 90 0.0053 1.0 0.0703 2.2518 99.84 0.5017 5 50 45.3317 90 0.0093 1.0 0.1233 2.2528 99.73 0.5024 6 50 45.3317 90 0.0055 1.0 0.0729 2.2521 99.84 0.5010 4 60 61.5358 30 0.0082 1.0 0.1087 3.0652 99.82 0.5015 5 60 61.5358 30 0.0063 12.5 0.0835 3.0634 99.86 0.5023 6 60 61.5358 30 0.0128 1.0 0.1697 3.0543 99.72 0.5009 4 60 61.5358 60 0.0090 1.0 0.1193 3.0653 99.81 0.5011 5 60 61.5358 60 0.0576 1.0 0.7635 3.0319 98.76 0.5027 6 60 61.5358 60 0.0192 1.0 0.2545 3.0476 99.59 0.5015 4 60 61.5358 90 0.0179 1.0 0.2373 3.0558 99.61 0.5026 5 60 61.5358 90 0.0048 1.0 0.0636 3.0577 99.90 0.5021 6 60 61.5358 90 0.0054 1.0 0.0716 3.0604 99.88 Contoh perhitungan:

Persamaan garis: y = 0.075444 x +0.0000

A : 0.0052, 0.0052= 0.075444 x +0.0000

x = 0.0689 ppm

= 0.0689 ppm × 1

= 0.0689 ppm

Q (mg/g) = V ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhi r) m adsorben

= 25 mL ( 36.6829 ppm-0.0689 ppm)

0.5019g ×

mg 1000 mL ppm = 1.8238 mg/g

E = ( Konsentrasi awal-Konsentrasi akhir )_{Konsentrasi Ni(II) awal} × 100%

= (36.6829 ppm-0.0689 ppm)