SINTESIS SILIKA GEL DARI ABU VULKANIK GUNUNG KELUD DENGAN ASAM NITRAT (HNO3) DAN UJI ADSORPTIVITASNYA
TERHADAP ION LOGAM KROMIUM(VI) DAN TIMBAL(II)
Oleh :
Yuri Melantika Azizah NIM : 11307144025
Pembimbing : Susila Kristianingrum, M. Si.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sintesis dan karakterisasi silika gel dari abu vulkanik Gunung Kelud, mengetahui konsentrasi asam nitrat (HNO3) yang maksimal untuk menghasilkan silika gel paling banyak, mengetahui keasaman, kadar air, daya jerap, dan efisiensi penjerapan silika gel hasil sintesis terhadap ion logam kromium(VI) dan timbal(II).
Subjek dan objek penelitian ini adalah silika gel dan karakter silika gel hasil sintesis. Asam yang digunakan adalah asam nitrat konsentrasi 1, 2, dan 3 M. Sintesis silika gel dilakukan dengan melarutkan 6 gram abu vulkanik menggunakan 200 mL natrium hidroksida 3 M disertai pengadukan dan pemanasan suhu 100 0C selama 1 jam. Fitrat natrium silikat yang terbentuk ditambah asam nitrat hingga pH 7. Gel yag terbentuk didiamkan selama 24 jam, kemudian disaring, dicuci menggunakan akuademineralisata, dan dikeringkan dalam suhu 120 0C selama 2 jam. Karakterisasi silika gel meliputi keasaman, kadar air, gugus fungsional, daya adsorptivitas, dan efisiensi penjerapan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi asam nitrat (HNO3) yang maksimal untuk menghasilkan silika gel paling banyak adalah 3 M dengan efisiensi produksinya 30,57 % [b/b]. Keasaman silika gel hasil sintesis (SG-HNO3 1 M, SG-HNO3 2 M, dan SG-HNO3 3 M) berturut-turut adalah 1,5431 mmol/g; 2,1087 mmol/g; dan 2,7040 mmol/g. Kadar airnya berturut-turut adalah 16,00 %; 12,33 %; dan 14,00 %. Kemudian daya jerap terhadap ion logam Cr(VI) adalah 0,0088 mg/g; 0,0402 mg/g; dan 0,0507 mg/g. Efisiensi penjerapan terhadap ion logam Cr(VI) berturut-turut adalah 2,1210 %; 9,8321 %; dan 12,3771 %. Sedangkan daya jerap terhadap ion logam Pb(II) berturut-turut adalah 0,7668 mg/g; 0,7668 mg/g; dan 0,7668 mg/g. Efisiensi penjerapan terhadap ion logam Pb(II) berturut-turut adalah 99,9604 %; 99,9604 %; dan 99,9604 %.
SYNTHESIS OF SILICA GEL FROM KELUD VOLCANIC ASH WITH NITRIC ACID (HNO3) AND ADSORPTION CAPACITY TEST ON
CHROMIUM(VI) AND LEAD(II) METAL IONS
By :
Yuri Melantika Azizah NIM : 11307144025
Supervisor : Susila Kristianingrum, M. Si.
ABSTRACT
The aim of this research to synthesis and characterization silica gel from Kelud volcanic ash, to know maximal concentration of nitric acid used in manufacture of silica gel, acidity, water content, adsorption capacity and efficiency of adsorption silica gel on chromium(VI) and lead(II) metal ions.
The subject and object of this research is silica gel and character of silika gel as the synthesis result. Acid that used were nitrate acid with 1, 2, and 3 M concentration. Synthesis of silica gel was processed by dissolving 6 grams of volcanic ash into 200 mL sodium hydroxide 3 M, mixed and heated for 1 hour. The formed sodium silicate filtrate was added by nitric acid and mixed it to pH 7. The formed gel was keeped for 24 hours, then filtered, washed it with aquademineraliata until neutral, and dried in oven at temperature 120 0C for 2 hours. The characterization of silika gel as acidity, water content, chemical structure, adsorption capacity and efficiency of adsorption.
The result of this research indicate that maximal concentration of nitric acid used in manufacture of silica gel is 3 M with production efficiency of 30.57 % [w/w]. Acidity of silica gel which are produced (SG-HNO3 1 M, SG-HNO3 2 M, and SG-HNO3 3 M) respectively were 1.5431 mmol/g; 2.1087 mmol/g; and 2.7040 mmol/g. Water content respectively were 16.00 %; 12.33 %; and 14.00 %. Adsorption capacity on chromium(VI) metal ion respectively were 0.0088 mg/g; 0,0402 mg/g; and 0,0507 mg/g while efficiency of adsorsorption respectively were 2.1210 %; 9.8321 %; and 12.3771 %. Adsorption capacity on lead(II) metal ion respectively were 0.7668 mg/g; 0.7668 mg/g; and 0,7668 mg/g while efficiency of adsorsorption respectively were 99.9604 %; 99.9604 %; and 99.9604 %.
91
DAFTAR PUSTAKA
Angelina R, Rachmat Triadi, dan Yuniar Ponco. 2013. Variasi Metode Preparasi Gel pada Sintesis Aerogel Silika dari Lumpur Lapindo. Kimia Student
Journal. Vol 1, No 2, pp. 161-167. Malang : Universitas Brawijaya.
Anih Sri Suryanih. 2014. Dampak Negatif Abu Vulkanik Terhadap Lingkungan dan Kesehatan. Jakarta : Pusat Kajian Pengelohan Data dan
Informasi (P3DI). Vol. VI, No. 04/II/P3DI/Februari/2014.
Atkins, P. W. (1996). Physical Chemistry (Kimia Fisik Jilid 2). Penerjemah: Irma Kartohadiprodjo. Jakarta: Erlangga.
B. Gorji, M. R. Allahgholi Ghasri, R. Fazaeli dan N. Niksirat. 2012. Synthesis and Characterizations of Silica Nanoparticles by a New Sol-Gel Method.
Jurnal of Applied Chemical Research. 6,3, 22-26.
Bambang S. dan Ninik L. 2011. Pemanfaatan Limbah Abu Sekam Padi Menjadi Natrium Silikat. Jurnal Fluida. Vol. VII, No. 1. Hal 18-22.
Blaedel, W. J. dan Meloche, V. W. 1986. Elementary Quantitative Analysis :
Theory and Practice. New York : Harper & Row.
C.J. Brinker and Scherer, G.W. 1990. Sol-Gel Science: The Physics and
Chemistry of Sol-Gel Processing. New York : Academic Press Inc.
Chairul Azmiyawati. 2004. Modifikasi Silika Gel dengan Gugus Sulfonat Untuk Meningkatkan Kapasitas Adsorpsi Mg(II). JKSA. Vol VII. No. 1. Hal 11-17.
Cotton,F.A. & Wilkinson, G. 1998 . Advance Inorganic Chemistry : A
Comprehensive Text. Toroton : John Willey & Sons, Inc.
D. Kealey and P. J. Haines. 2002. Analytical Chemistry. Magdaled Road Oxford : Bios Scientific Publisher Ltd.
Dale L. Perry & Philips. 1995. Handbook of Inorganic Compound. CRC Press : Inc.
Day, Jr, R. A., Underwood, A. L. 1989. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.
92
Dwi Rasy. M., Nuryono, dan Eko S.K. 2010. Sintesis dan Karakterisasi Silika Gel dari Abu Sekam Padi yang Diimobilisasi dengan 3-(Trimetoksisilil)-1 Propantol. Sains dan Terapan Kimia. Vol. 4, No. 2, 150-167.
Dwifantya, Aquina. & Daru Waskita. 2014. Abu Vulkanik Bisa Dijadikan
Camputran Adonan Semen. http://m.news.viva.co.id/news/read/ 483805-abu-vulkanik-kelud-bisa-dijadikan-campuranadonan-semen diakses pada senin 2 Juni 2014 13.18.
Dwi Prasetyo Pambudi. 2011. Sintesis Silika Gel dari Abu Vulkanik Letusan Gunung Merapi dengan Metode Sol Gel. Skripsi. Yogyakarta : FMIPA UNY.
Fahmiati, Nuryono, dan Nursito. 2006. Adsorbtion Thermodynamics Of Cd(II), Ni(II), and Mg(II) on 3-Mercapto-1,2,4-Triazole Imobilized Silica Gel. Indo. J. Chem. 6(1), 52-55.
Farrington, Daniels. 1983 . Kimia Fisika 1. Jakarta: Erlangga.
Greenwood, N. N., and Earnshaw, A. 1984. Chemistry of The Elemenst. England : Pergamon Press.
Grevatt, P.C. 1998. Toxicological Review of Hexavalent Cromium. USA : Enviromental Protection Agency (EPA).
Hafiz Asghar Ali, Arsyad Chughtai, dan Abdul Sattar. 2009. Shynthesis of Quality Silica Gel; Optimization of Parameters. Journal of Faculty of
Engineering & Technology. Hal 21-35.
Hardjono Sastroamidjojo & Sardjoko (Ed). 1992. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta : Liberty.
Hermania E. W., Juliana, dan Pius Dore O. 2011. Sintesis Silika Gel Terimobilisasi Dithizon Melalui Proses Sol-Gel. Sains dan Terapan
Kimia. Vol. 5, No. 1, Hal 84-95.
Heryando Palar. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rineka Cipta.
Hindryawati dan Alimudin. 2010. Sintesis dan Karakterisasi Silika Gel dari Abu Sekam Padi Menggunakan Natrium Hidroksida (NaOH). Jurnal Kimia
Mulawarman. Vol.7 Nomor 2. ISSN 1693-5616.
Ida Latuful. U., Imam Supardi, dan Diah Hari K. 2013. Sintesis Silika Gel dan Aplikasinya Terhadap Absorpsi Kelembaban Udara. Jurnal Inovasi
93
Ilham P., Sri Wardani, dan Danar P,. 2013. Pengaruh ekstraksi dan Konsentrasi HCl dalam Ekstrasi Silika dari Sekam Padi untuk Sintesis Silika Xerogel. Kimia Student Journal. Vol 1, No 2, pp. 358-364. Malang : Universitas Brawijaya.
Imam Saputra, Titin A. Z., dan Nelly W. 2014. Optimasi Waktu dan Suhu Pengeringan Modifikasi Silika Gel Berbahan Dasar Abu Sekam Padi dengan Tributilamina. JKK. Vol. 3(4), Hal 39-45 ISSN 2303-1077.
Isnawan Hadi, Made Arsa, dan I Wayan Sudiarta. 2013. Sintesis Silika Gel dari Abu Sekam Padi dan Abu Limbah Pembakaran Batu Bara dengan Menggunakan Metode Presipitasi. Jurnal Kimia 7 (1). Hlm. 31-38.
Juliyah. 2014. Abu Erupsi Kelud Mengandung Logam Berbahaya.
http://infopublik.kominfo.go.id/read/68648/abu-erupsi-keludmengand ung-logam-berbahaya.html Diakses Pada Senin 2 Juni 2014 13.04 WIB.
Jyoti L. Gurav, In-Keun Jung, Hyung-Ho Park, Eul Sol Kang, dan Digambar Y. N. 2010. Silica Aerogel: Synthesis and Application. Journal of
Nanomaterials.Vol. 2010, Hal 1-11.
Kalapathy, U., Proctor, A., Schultz, J., 2000, A Simple Method for Production of Pure Silica from Rice Husk Ash : Structure, Density, Mechanical, Strength as Effected by Gelation pH and Concentration. Bioresearch.
Technology. Vol 23, Hal 257-262.
Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik . (diterjemahkan oleh A. Saptoraharjo). Jakarta : UI press.
K. H Sugiyarto. 2000. Dasar-Dasar Kimia Anorganik Logam. Yogyakata : FMIPA UNY.
___________. 2001. Kimia Anorganik II. Yogyakarta : FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.
Majors, R. E., Cristian, G. D. And Reilly, J. E. 1989. Solid and Liquid Phase
Cromatography : instrumental Analys . Secon Edition. Massachusetts
: Allyn and Bacon, Inc.
Mashudi dan Munasir. 2015. Pengaruh Waktu Tahan pada Proses Hydrothermal dan Temperatur kalsinasi Terhadap Kekristalan Silika Darri Bahan Alam Pasir Kuarsa. Jurnal Fisika. Vol. 04, No. 01, hal. 32-36.
Nisfatul Lailiyah, Surjani W, & Ridwan J. (2013). Pengaruh Modifikasi Permukaan Selulosa Nata De Coco dengan Anhidrat Asetat dalam Meningkatkan Ion Logam Berat Cd2+ dalam Campuran Cd2+ dan Pb2+.
94
Nugroho, Novika Dian. 2014. Perbedaan Tekstur Abu Kelud dan Merapi. http://www.tempo.co/read/news/2014/02/14/058554207/PerbedaanTe kstur-Abu-Vulkanik-Kelud-dan-Merapi, Diakses pada 4 April 2014 pukul 14.27 WIB.
Nuryono & Nursito. 2005. Effect of Acid Concentration on Characters of Silica Gel Synthesized from Sodium Silicate. Indo J. Chem, 5 (1), Hal 23-30.
Oscik. 1982. Adsorption. England : Ellis Horwood Limited.
Palar, Heryando. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rineka Cipta.
Robi Maulana S., Rudiyansyah, Nelly W. 2014. Sintesis Silika Gel dari Limbah Kaca Termodifikasi Asam Stearat. JKK. Vol. 3(3), Hal 36-42).
Rouessac, R dan Rouessac A. 2000. Chemical Analys : Modern Instrumentation
Metods and Tecniques . Inggris : John Wiley and Sons Ltd.
Schubert, U. And Husing, N. 2000. Synthesis of Inorganic Materials . Weinheim : Wiley-VCH.
Scott, R. P. W. 1993. Silica and Bonded Phase. Chicester UK : John Wiley and Sons Ltd.
Silviantika Devi, dan Iis Afriyani. 2012. Perencanaan Pabrik Nitrogliserin dari Asam Nitrat dan Gliserin dengan Kapasitas 50.000 ton/tahun. Tugas
Akhir. Semarang : FT Teknik Kimia Undip.
Sirin Fairus, Haryono, Mas H. Sugita, dan Agus Sudrajat. 2009. Proses Pembuatan Waterglass dari Pasir Silika dengan Pelebur Natrium Hidoksida. Jurnal Teknik Kimia Indonesia. Vol.8, No. 2, 56-62.
Skoog. D. A., Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch, 2000.
Fundamentals of Analytical Chemistry .Hardcover: 992 pages,
Publisher: Brooks Cole.
Sriyanti, Nuryono, dan Narsito. 2005. Pengaruh Keasaman Medium dan Imobilisasi Gugus Organik pada Karakter Silika Gel dari Abu Sekam Padi. Jurnal JSKA.Vol.VIII.No.3.Tahun.2005 . Semarang : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Diponegoro.
Sudaryo dan Sutjipto. 2009. Identifikasi dan Penentuan Logam pada Tanah Vulkanik di daerah Cangkringan Kabupaten Sleman dengan Metode Analisis Aktivasi Neutron Cepat. Prosiding Seminar Nasional V SDM
95
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Jakarta : Rineka Cipta.
Susila Kristianingrum, Endang Dwi S, dan Annisa Fillaeli. 2011. Sintesis Silika Gel dari Abu Bagasse dan Uji Sifat Adsorptifitasnya terhadap Ion Logam Tembaga pada Variasi Jenis Asam. Prosiding Seminar
Nasional. Yogyakarta : FMIPA UNY.
Swietlik R, .1998. Speciation Analysis of Cromium In Waters. Polandia : Technical University of Radorn.
Tan, K. H. 1991. Dasar-Dasar Kimia Tanah. (terjemah : DH Goendani dan B. Radjagukguk. Yogyakarta : UGM Press.
Tuhu Prihantoro. 2014. Candi Borobudur Dinyatakan Siaga Bencana. http://m.suaramerdeka.com/index.php/read/news/2014/02/14/191068. Diakses pada 2 Juni 2014 13.00. 14 Februari 2014 22.05.
Vogel. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro
Edisi Ke Lima (Terjemahan L. Setono dan A. Hadyana Pudjaatmaka).
Jakarta : PT Kalman Media Pustaka (Buku Asli : 1979).
