STUDI EFEKTIFITAS (Ca-Mg)Al HYDROTALCITE-LIKE COMPOUND (HTlc) SEBAGAI ADSORBEN ASAM ISOVALERAT

(1)

i

STUDI EFEKTIFITAS (Ca-Mg)/Al

HYDROTALCITE-LIKE

COMPOUND

_{(HTlc) SEBAGAI ADSORBEN ASAM}

ISOVALERAT

Disusun Oleh :

IMA YULI FATMAWATI

M0311037

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi

STUDI EFEKTIFITAS (Ca-Mg)/Al

HYDROTALCITE-LIKE

COMPOUND

_{(HTlc) SEBAGAI ADSORBEN ASAM}

ISOVALERAT

IMA YULI FATMAWATI M0311037

Skripsi ini dibimbing oleh :

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada :

Hari : Senin

Tanggal : 09 Juli 2018

Anggota Tim Penguji :

1. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si : _________________________

NIP. 19711211 199702 2001

2. Dr. rer. nat Maulidan Firdaus., M.Sc : __________________________

NIP 19790205 200501 1001

Disahkan oleh

Kepala Program Studi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si. NIP. 19730124 199903 2001 Pembimbing I

Dr. Eddy Heraldy, M.Si.

NIP. 19640305 200003 1002

Pembimbing II

Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas, M.Si.

(3)

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “STUDI

EFEKTIFITAS (Ca-Mg)/Al HYDROTALCITE-LIKE COMPOUND (HTlc)

SEBAGAI ADSORBEN ASAM ISOVALERAT” belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka.

Surakarta, Juni 2018

(4)

iv

STUDI EFEKTIFITAS (Ca-Mg)/Al

HYDROTALCITE-LIKE

COMPOUND

_{(HTlc) SEBAGAI ADSORBEN ASAM}

ISOVALERAT

IMA YULI FATMAWATI

Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan, Surakarta 57126

ABSTRAK

Penelitian ini mempelajari tentang adsorpsi asam isovalerat menggunakan

(Ca-Mg)/Al Hydrotalcite-like compound (HTlc). Adsorben dikarakterisasi

menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red (FTIR),

dan Surface Area Analyzer (SAA). Uji performa adsorpsi dilakukan menggunakan

metode batch dengan variasi pH asam isovalerat, rasio mol adsorbat dengan berat

adsorben dan waktu kontak. Penentuan jenis kinetika adsorpsi dianalisis menggunakan model kinetika orde satu semu dan orde dua semu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinetika adsorpsi asam isovalerat menggunakan HTlc oksida mengikuti persamaan kinetika adsorpsi orde dua semu sedangkan kinetika adsorpsi asam isovalerat menggunakan (Ca-Mg)/Al HTlc mengikuti orde satu semu dengan konstanta laju 0,28 g.mg-1 _min-1 _{dan 0,02 min}-1_{. Adsorpsi asam}

isovalerat menggunakan HTlc oksida lebih efektif dibandingkan dengan (Ca-Mg)/Al HTlc. HTlc oksida memiliki efisiensi adsorpsi asam sebesar 77,57%, sedangkan (Ca-Mg)/Al HTlc sebesar 55,56%.

(5)

v

EFFECTIVENESS STUDY OF (Ca-Mg) / Al

HYDROTALCITE-LIKE COMPOUND

_{(HTlc) AS ISOVALERIC ACID}

ADSORBENT

IMA YULI FATMAWATI

Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Sciences Sebelas Maret University

ABSTRACT

This research studied the adsorption of isovaleric acid using (Ca-Mg)/Al Hydrotalcite-like compound (HTlc). The adsorbent was characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red (FTIR), and Surface Area Analyzer (SAA). The adsorption performance test was done using batch method with pH, adsorbate mole ratio with adsorbent weight and contact time variation. The determination of adsorption kinetics type was analyzed using a pseudo-first order and second order kinetics model. The result showed that the adsorption kinetics while the isovaleric acid adsorption kinetics using HTlc oxide followed the pseudo-second order kinetics while the isovaleric acid adsorption using (Ca-Mg)/Al HTlc followed the pseudo-first order kinetics, the constant rate of HTlc oxide and (Ca-Mg)/Al HTlc were 0.28 g.mg-1_min-1_{and 0.02 min}-1_{, respectively.}

The adsorption of isovaleric acid using HTlc oxide was more effective than (Ca-Mg)/Al HTlc. HTlc oxide had the acid adsorption efficiency which was 77.57%, while (Ca-Mg)/Al HTlc was 55.56%.

(6)

vi MOTTO

Hidup adalah sebuah pilihan, hak kita untuk memilih dan Tuhan

yang akan menentukan.

Berangkat dengan penuh keyakinan,

Berjalan dengan penuh keikhlasan,

dan istiqomah dalam menghadapi segala cobaan,

(7)

vii

PERSEMBAHAN

Saya persembahkan karya kecil ini kepada:

Bapak Ibu dan Kakak,

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Alloh SWT atas segala limpahan nikmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat serta salam senantiasa penulis haturkan kepada Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat di dunia.

Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak, karena itu penulis menyampaikan terimakasih kepada :

1. Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si. selaku Kepala Program Studi Kimia FMIPA

UNS.

2. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Kimia FMIPA UNS.

3. Dr. Eddy Heraldy, M.Si. selaku Pembimbing I.

4. Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas, M.Si. selaku Pembimbing II.

5. Edi Pramono, M.Si. dan Dr. Abu Masykur, S.Si., M.Si. selaku Pembimbing Akademis.

6. Bapak, Ibu dan Kakak yang telah memberikan kasih sayang, doa dan

dukungannya.

7. Teman-teman kimia angkatan 2011 dan,

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkkan satu per satu.

Semoga Alloh SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah

diberikan dengan balasan yang lebih baik, Amiin ya Rabbal ‘alamin.

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini.

Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk

menyempurnakannya. Penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Juni 2018

(9)

ix

2.1.2. Hydrotalcite-like compound (HTlc) ... 7

2.1.3. Metode Sintesis ... 8

2.1.4. Kalsinasi ... 9

2.1.5. Karakter HTlc ... 10

2.1.4.1. Fasa yang Terbentuk... 10

(10)

x

BAB III METODE PENELITIAN... 23

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 23

3.3.2. Pembuatan Kurva Standar dan Penentuan Panjang Gelombang Maksimum ... 25

3.3.3. Adsorpsi Asam Isovalerat... 25

3.3.3.1. Pengaruh Variasi pH... 25

3.3.3.2. Pengaruh Rasio Mol Adsorbat dengan Berat Adsorben ... 26

3.3.3.3. Pengaruh Waktu Adsorpsi ... 26

3.3.3.4. Adsorpsi menggunakan (Ca-Mg)/Al HTlc ... 26

(11)

xi

4.3.1. Pengaruh Variasi pH Asam Isovalerat ... 37

4.3.2. Pengaruh Variasi Rasio Mol Adsorbat dengan Berat Adsorben ... 38

4.3.3. Pengaruh Variasi Waktu Kontak ... 40

4.3.4. Karakter Adsorben setelah Proses Adsorpsi ... 41

4.3.5. Penentuan Kinetika Adsorpsi ... 42

BAB V PENUTUP ... 44

DAFTAR PUSTAKA ... 54

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur 3D Senyawa HTlc Struktur 3D senyawa HTlc (Benício et

al., 2015) ... 8

Gambar 2.6 Struktur asam isovalerat (MSDS, 2009) ... 15

Gambar 2.7 Mekanisme pertukaran ion antara bahan penyerap dengan zink

oksida (Kanda et al., 1990) ... 17

Gambar 2.8 Ilustrasi tempat terjadinya adsorpsi (a) mikropori (b) makropori

(c) permukaan adsorben (Suryawan, 2004) ... 18

Gambar 4.1 Difraktogram XRD untuk (a) (Ca-Mg)/Al HTlc, (b) JCPDS Ca/Al

HT, dan (c) JCPDS Mg/Al HT ... 29

Gambar 4.2 Hasil refinement data difraksi sinar X dari (Ca-Mg)/Al HTlc ... 32

Gambar 4.3 Difraktogram XRD untuk (a) (Ca-Mg)/Al HTlc, (b) (Ca-Mg)/Al

Gambar 4.6 Hubungan pH asam isovalerat terhadap efisiensi adsorpsi asam

isovalerat... 38

Gambar 4.7 Hubungan variasi rasio mol adsorbat dengan berat adsorben

(13)

xiii

Gambar 4.8 Hubungan waktu kontak terhadap efisiensi adsorpsi asam isovalerat 40

Gambar 4.9 Spektra FTIR (a) (Ca-Mg)/Al HTlc sebelum proses adsorpsi, (b)

(Ca-Mg)/Al HTlc sesudah proses adsorpsi, (c) Asam isovalerat ... 41

Gambar 4.10 Grafik kinetika adsorpsi (a) orde satu semu dan (b) orde dua semu

pada adsorpsi asam isovalerat oleh (Ca-Mg)/Al HTlc dan HTlc

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Gugus-gugus fungsi HTlc... 12

Tabel 2.2 Sifat fisika asam isovalerat (MSDS, 2009) ... 15

Tabel 4.1 Konsentrasi Mg2+_{dan Ca}2+_dalam_{brine water}_(Karina_{et al.}_{, 2016) 29}

Tabel 4.2 Perbandingan nilai 2θ dan harga d senyawa hasil sintesis dengan

JCPDS Mg/Al HT dan Ca/Al HT ... 31

Tabel 4.3 Perbandingan bilangan gelombang (Ca-Mg)/Al HTlc dengan HTlc

oksida ... 36

Tabel 4.4 Data Analisa (Ca-Mg)/Al HTlc dan HTlc oksida dengan SAA ... 37

Tabel 4.5 Perbandingan parameter kinetika adsorpsi asam isovalerat oleh

(15)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perhitungan Sintesis (Ca-Mg)/Al HTlc ... 52

Lampiran 2. Perhitungan Rasio Mol dan Rumus Molekul (Ca-Mg)/Al HTlc ... 55

Lampiran 3. Standar JCPDS ... 56

Lampiran 4. Perhitungan Kristalinitas (Ca-Mg)/Al HTlc ... 59

Lampiran 5. Perhitungan Kristalinitas HTlc Oksida ... 61

Lampiran 6. Difraktogram Hasil Refinement dengan Metode Le Bail ... 63

Lampiran 7. Spektra FTIR ... 65

Lampiran 8. Hasil Karakterisasi SAA... 70

Lampiran 9. Kurva Panjang Gelombang Maksimum Asam Isovalerat ... 72

Lampiran 10. Pengaruh Variasi pH Asam Isovalerat ... 73

Lampiran 11. Pengaruh Variasi Rasio Mol Adsorbat dengan Berat Adsorben ... 75

Lampiran 12. Pengaruh Variasi Waktu Kontak ... 76

Lampiran 13. Penentuan Kinetika Adsorpsi pada HTlc Oksida ... 77

Lampiran 14. Penentuan Kinetika Adsorpsi pada (Ca-Mg)/Al HTlc ... 79