i
SINTESIS SILIKA GEL DARI ABU VULKANIK GUNUNG KELUD DENGAN ASAM KLORIDA (HCl) DAN UJI ADSORPSIVITASNYA
TERHADAP ION LOGAM KROMIUM(VI) DAN TIMBAL(II)
Oleh: Dwi Erikawati NIM. 11307144009
Pembimbing : Susila Kristianingrum, M.Si. ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi maksimum asam klorida yang digunakan untuk sintesis silika gel, mengetahui karakteristik gugus fungsi, keasaman, dan kadar air silika gel hasil sintesis serta mengetahui besarnya efisiensi penjerapan silika gel hasil sintesis terhadap ion logam kromium(VI) dan timbal(II).
Subjek dari penelitian ini adalah abu vulkanik Gunung Kelud dan objeknya adalah karaktersilika gel hasil sintesis dari abu Vulkanik Gunung Kelud meliputi keasaman, kadar air, spektra inframerah, dan efisiensi penjerapan terhadap ion logam kromium(VI) dan timbal(II). Sintesis silika gel dilakukan dengan metode sol-gel, yaitu dengan menambahkan asam klorida 1, 2, dan 3M ke dalam 20mL natrium silikat disertai pengadukan sampai pH 7, didiamkan selama 18 jam, dicuci dengan akuademineralisata hingga netral, dikeringkan dalam oven 120C selama 2 jam dan digerus hingga lolos ayak 100 mesh. Adsorpsi silika gel dilakukan dengan memasukkan silika gel ke dalam larutan ion logam kromium(VI) dan timbal(II), kemudian di kocok menggunakan shacker selama 90 menit, disentrifgasi selama 30 menit dengan kecepatan 2000 rpm untuk memisahkan dengan endapan. Larutan sisa dianalisis dengan spektrofotometer serapan atom untuk mengetahui jumlah ion logam kromium(VI) dan timbal(II) yang tidak teradsorpsi kedalam silika gel. Hasil dibandingkan dengan silika gel pembanding, kiesel gel 60G Merck.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi maksimum asam klorida untuk sintesis adalah 3M dengan efisiensi produksi sebesar 27,55%[b/b]. Silika gel hasil sintesis yaitu SG-HCl 1M, SG-HCl 2M, SG-HCl 3M memiliki karakter yang hampirsama dengan Kiesel gel 60G sebagai silika gel pembanding.Nilai keasaman Kiesel gel 60G, SG-HCl 1M, SG-HCl 2M, SG-HCl 3M berturut-turut 3,5500; 3,0944; 2,9170; 3,0944 mmol/g dan kadar air 6,33; 15,00; 13,00; 13,67 %. Efisiensi penjerapan terhadap ion logam Cr(VI) berturut-turut 6,03; 11,69; 12,01; 15,48 % sedangkan efisiensi penjerapan terhadap ion logam Pb(II) berturut-turut 66,21; 90,46; 95,35; 93,83 %.
ii
SYNTHESIS SILICA GEL FROM KELUD VOLCANIC ASH USING HYDROCHLORIC ACID (HCl) AND TESTING OF
CHROMIUM(VI) AND LEAD(II) ADSORPTION
By: Dwi Erikawati NIM. 11307144009
Supervisor: Susila Kristianingrum, M.Si. ABSTRACT
The aims of this research are tofind out the maximum concentration of hydrochloric acid that used to synthesizing silica gel; find out the characteristics of functional groups, acidity, and the water content of the synthesized silica gel; and determine the adsorption efficiency of silica gel on metal ions chromium(VI) and lead(II).
The subject of this research was Kelud volcanic ash and the objects were the characteristics of the synthesized silica gel including acidity, water content, infrared spectra, and chromium(VI) and lead(II) adsorption efficiency. Silica gel was synthesized using the sol-gel method, with adding hydrochloric acid 1, 2, and 3M into 20 mL of sodium silicate while stirring until reaching the desired acidity level, pH 7, and then it was allowed to stand for 18 hours. After that, it was neutralized using aquademineralisata, then allowed to dry in a 120C oven for 2 hours and crushed until it could pass the 100 mesh sieve. Silica gel adsorption testing was completed by mixing the silica gel into a solution of metal ions of chromium(VI) and lead(II), then the solution was beaten using a shacker for 90 minutes, centrifuged for 30 minutes at 2000 rpm to separate the precipitate. The remaining solution was analyzed using atom absorption spectrophotometer to determine the amount of metal ions of chromium(VI) and lead(II) which not adsorbed by the silica gel. The result is comparized by kiesel gel 60G Merck.
The results showed that the maximum concentration of hydrochloric acid used to synthesize the silica gel was 3M with production efficiency of 27.55% [w/w]. Synthesized silica gel results, SG-HCl 1M, 2M HCl SG-SG-HCl 3M, has similar characteristics with kiesel gel 60G, which was used as comparison. The acidity level of kiesel gel 60G, SG-HCl 1M, SG-HCl 2M, SG-HCl 3M are 3.5500; 3.0944; 2.9170; 3.0944 mmol/g respectively and the water content of the silica gel are 6.33; 15.00; 13.00; 13.67% respectively. The adsorption efficiency of the metal ions of Cr(VI) were 6.03; 11.69; 12.01; 15.48 % respectively while the adsorption efficiency of Pb(II) were 66.21; 90.46; 95.35; 93.83% respectively.
1
DAFTAR PUSTAKA
A.Hanafi dan A. Nandang (2010).Studi Pengaruh Bentuk Silika dari Abu Ampas Tebu terhadap Kekuatan Produk Keramik.Jurnal Kimia Indonesia. Volume 5 : 35-38
Ahmad Luthfi. (2014). Penjelasan Sains Tentang Abu Vulkanik. Diakses dari http://techno.okezone.com/read/2014/02/14/56/941028/penjelasan-sains-tentang-abu-vulkanik/large. Pada tanggal 16 Mei 2014 Pukul 13.11 WIB. Amun Amri, Supranto, dan M. Fahrurozi. (2004). Kesetimbangan Adsorpsi
Optional Campuran Biner Cd(II) dan Cr(III) dengan Zeolit Alam Terimpregnasi 2-merkaptobenzotiazol. Jurnal Natur Indonesia 6 (2). Hal: 111-117 ISSN 1410-9379
Anih Sri Suryani. (2014). Dampak Negatif Abu Vulkanik terhadap Lingkungan dan Kesehatan.Info Singkat Kesejahteraan Sosial. Vol. VI, No. 04/II/P3DI/Februari/2014
Atkins, P.W. (1997). Kimia Fisika IV(terjemahan). Oxford: Oxford University Press.
Atkins P.W, Shriver DF, & Langford C. (1990). Inorganic Chemistry. Oxford University Press.
Bambang Wijonarko. (2010). Sintesis dan Karakterisasi Silika gel dari Abu Sekam Padi dengan Menggunakan Variasi Konsentrasi Asam Klorida. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Bell, C.F. dan Lott, K.A.K. (1966). Modern Approach to Inorganic Chemistry. London: Butterworth & Co, Ltd.
BHP UMY. (2014). Penelitian UMY: Abu Vulkanik Gunung Kelud Punya Manfaat Besar. Diakses dari http://www.muhammadiyah.or.id/id/news- 3491-detail-penelitian-umy-abu-vulkanik-gunung-kelud-punya-manfaat-besar.html. Pada tanggal 24 Mei 2014.
Brinker, C. S. dan Scherer, W.J. (1990) Sol-gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-gel Processing. San Diego: Academic Press.
Buhani dan Suharso. (2010). Modifikasi Silika dengan 3-Aminopropil Trimetoksisilan Melalui Proses Sol Gel untuk Adsorpsi Ion Cd(II) dari Larutan.J Sains MIPA. Vol. 16, No. 3, Hal.: 177 – 183
Connel.D.W. and Miller, G.J. (1995).Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. Jakarta: UI-Press.
D. Kealay dan P.J Haines. (2002). Analytical Chemistry. UK: BIOS Scientific Publisher ltd.
Darmono. (1995). Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press Dorcheh, A.S. and Abbasi, M.H., 2008, Silika Aerogel; Synthesis, Properties and
2
Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James H, & Stanley R. (2004).Fundamentals of Analytycal Chemistry 9E.Brooks/Cole, Cengange Learning.
Dwi Prasetio Pambudi. (2011). Sintesis dan Karakterisasi Silika Gel dari abu Vulkanik Letusan Gunung Merapi dengan Metode Sol-Gel. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Fang He, Hailei Zhao, Xuanhui Qu, Cuijuan Zhang, & Weihua Qiu. (2009).Modified Aging Process for Silika Aerogel, Journal of Materials Processing Technology, 209:1621-1626.
Grevatt, P.C. (1998) Toxicological Review of Hexavalent Chromiumj. USA: Environmental Protection Agency (EPA).
Hardjono Sastrohamidjojo. (1991). Spektroskopi. Yogyakarta: Liberty.
_____________________. (1992). Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta: Liberty Yogyakarta.
Henny Puspa D. G., I Wayan S, & Ida AyuR. A. A. (2014). Optimasi Adsorpsi Cr(VI) pada Silika Gel dari Abu Sekam Padi Tremodifikasi Difenilkarbazida (Si-DPZida). Jurnal Kimia 8 (2), ISSN 1907-9850: 198-204.
Heryando Palar. (1997). Pencemaran & Tpksikologi Logam Berat. Jakarta: PT Rineka Cipta.
http://id.wikipdia.org.asamklorida. Diakses pada 17 Mei 2014
Iler, R.K., (1979). Silika gels and powders. In: Iler, R.K. (Ed.), The Chemistry of Silika. Wiley, New York, pp. 462-599
Ilham Pratomo, Sri Wardhani, & Danar P. (2013).Pengaruh Teknik Ekstraksi dan Konsentrasi HCl dalam Ekstraksi Silika dari Sekam Padi untuk Sintesis Silika Xerogel.Kimia Student Journal. Vol. 2, No 1, pp 358-364.
John Edward Cantle. (1982). Atomic Absorption Spectrometry. New York: Elsevier Science Publishing Company Inc.
John R. Ferraro & Louis J. Basile. (1982). Fourier Transform Infrared Spectroscopy : Applications to Chemical Systems. New York: Academic Press, Inc.
Kalapathy, U., A. Proctor & J.Shultz. (2002). An improved method for roduction of silika from rice hull ash. Bioresource Technology. 85 (2002) 285-289 ________________________________(2000).An improved method for roduction
of silika from rice hull ash.Bioresource Technology. 73. 257-262
Khopkar, S.M. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Cet. I. Jakarta: UI Press Liou, T. and Yang, C., (2011). Synthesis and Surface Characteristics of
3
Melani Nur Indri. (2011). Sintesis Silika Gel dari Abu Layang Batubara dan Uji Adsorpsinya terhadap Ion Logam Kromium(III). Skripsi.Yogyakarta : FMIPA UNY.
Nici Trisko, Iwan Hastiawan, & Diana Rakhmawaty Eddy.(2013). Penentuan Kadar Silika dari Pasir Limbah Pertambangan dan Pemanfaatan Pasir Limbah Sebagai Bahan Pengisi Bata Beton.Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir. Bandung: PTNBR – BATAN
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+.Jurnal Online Universitas Negeri Malang. Vol.2, No.1
Nunung Choirina. (2010). Sintesis Silika Gel dari Abu Bagasse dan Uji Adsorpsinya terhadap Ion Logam Timbal(II). Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY
Nuryono dan Narsito. (2005). Effect Acid Concentration on Characters of Silika Gel Synthesized from Sodium Silikate. Jurnal Kimia Indonesia.5 (1), 23 – 30
Nuryono, Narsito dan Sutarno. (2004). Kajian Penggunaan NaOH Dan Na2CO3 Pada Pembuatan Silika Gel Dari Abu Sekam Padi, Prosiding Semnas Penelitian Pendidikan dan Penerapan MIPA : Hotel Sahid Raya
Oscik, J., (1982). Adsorption. Ellis Horwood Limited: Chichester
Rao, A.P., Pajonk, G.M. & Rao, A.V., (2005) Effect of Preparation Conditions on the Physical and Hydrophobic Properties of Two Step Processed Ambient Pressure Dried Silika Aerogels, Journal of Materials Science, 40:3481-3489.
Ririswati. (2011). Sintesis Silika Gel dari abu Layang BatuBara dan Uji Adsorpsinya terhadap Ion Logam tembaga(II). Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Robi Maulana Saputra DS, Rudiyansyah & Nelly Wahyuni. (2014). Sintesis dan Karakterisasi Silika Gel dari Limbah Kaca Termodifikasi Asam Stearat. Jurnal Kimia dan Kemasan. Volume 3(3), halaman 36-42
Roma Mustakim. (2014). Abu Erupsi kelud Mengandung Logam Berbahaya. Diakses dari http://infopublik.id/read/68648/abu-erupsi-kelud-mengandung-logam-berbahaya.html.pada tanggal 20 Mei 2014 pukul 14.53 WIB.
Rusbianto.(1992).Pengaruh Pemberian Abu Volkan Erupsi Gunung Kelud dan Pupuk Kandang terhadap Beberapa Sifat Kimia Tanah Podsolik Merah Kuning Jasinga Serta Serapan P, K, Ca, dan Mg Tanaman Sagung (Zea mays L.)Skripsi. Fakultas Pertanian IPB
4
Schubert, U. And Husing, N. (2000). Synthesis of Inorganic Materials. Weinheim: Willey-Vch.
Scott, R.P.W. (1993). Silika Gel and Bonded Phases. Chicester: John Wiley and
Son’s Ltd.
Sriyanti, Choiril Azmiyawati & Taslimah. (2005). Adsorpsi Kadmium(II) pada Bahan Hibrida Tiol-Silika dari Abu Sekam Padi. JSKA.Vol.VIII.No.2. Sriyanti, Taslimah, Nuryono & Narsito. (2005). Pengaruh Keasaman Medium dan
Imobilisasi Gugus Organik pada Karakter Silika Gel dari Abu Sekam Padi. Jurnal JSKA.Vol.VIII.No.3. Hlm 1-12.
Sukardjo. (1997). Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.
Tuhu Prihantoro. (2014). Candi Borobudur dinyatakan Siaga bencana. Artikel. Diakses dari m.suaramerdeka.com/indeks.piiiihp/read/news/2014/02/14/19-1068 pada 16 Mei 2014 pukul 15.17 WIB.
Vogel. (1990). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro. Bagian I. Edisi Ke Lima. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.
Widiantoro. (2003). Pengaruh Asam Fluorida (HF) Terhadap Daya Jerap Ion Pb(II) dan Cr(VI) pada Berbagai Jenis Tanah. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY
Yang, R.T., (2003). Adsorbents: Fundamentals And Applications. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken: New Jersey
