Pengaruh Temperatur Kalsinasi Pada Ekstraksi Silika Dari Abu Cangkang Kelapa Sawit

(1)

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI

SILIKA DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

ECHOHADI SISWO SIMBOLON

130822006

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI

SILIKA DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ECHOHADI SISWO SIMBOLON

130822006

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul

: Pengaruh

Temperatur

Kalsinasi

Pada

Ekstraksi Silika Dari Abu Cangkang Kelapa

Sawit

Kategori

: Skripsi

Nama

: Echohadi Siswo Simbolon

Nomor Induk Siswa

: 130822006

Program Studi

: Sarjana (S1) Kimia Ekstensi

Departemen

: Kimia

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI SILIKA

DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik.

Dengan rasa hormat, penulis menyampaikan terima kasih kepada Ibu Dr. Andriayani, S.Pd, M.Si selaku pembimbing 1 dan Ibu Dra.Saur Lumban Raja ,M.Si selaku pembimbing 2 yang telah banyak membimbing dan memberi arahan selama penyusunan skripsi ini. Terimakasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembring selaku Ketua Bidang Kimia Anorganik FMIPA USU dan Bapak Dr. Nimpan Bangun, M.Sc selaku Kepala Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU yang telah memberikan saran – saran kepada penulis. Terima kasih kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu selaku Ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Kimia S1 FMIPA-USU Medan.

Terimakasih yang sangat dalam juga penulis ucapkan kepada orangtua tercinta, D. Marbun yang tak pernah berhenti memberi dukungan moril maupun materil serta selalu mengiringi penulis dalam doa, juga kepada kakak Christina Simbolon abang Hunter Simbolon adek Jeffry Simbolon dan Marisa Simbolon dan Martina Da Silva Nababan yang selalu memberikan semangat bagi penulis.

Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Sutrisno Sitohang, Nael Silalahi, Buha Tamba yang telah memberikan kasih sayang dan cinta layaknya keluarga bagi penulis, serta teman-teman seperjuangan stambuk 2013.Trimakasih juga kepada teman-teman di PT.MUSIM MAS yang mendukung penulis dalam doa dan semangat. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada asisten Laboratorium Kimia Anorganik yang membantu peneliti selama proses penelitian. Terima kasih juga kepada banyak pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan berkatNya bagi kita semua.

Penulis menyadari bahwa isi skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, namun kiranya dapat membrikan manfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya di bidang kimia.

(6)

PENGARUH TEMPERATUR PADA EKSTRAKSI SILIKA DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh temperatur pada ekstraksi silika dari abu cangkang kelapa sawit. Abu cangkang di murnikan dengan asam klorida yang bertujuan untuk meminimalkan mineral lain yang terdapat di abu cangkang kelapa sawit. Silika yang diperoleh dari abu cangkang kelapa sawit diekstraksi dengan natrium hidroksida diikuti dengan pengendapan kembali menggunakan asam klorida untuk memperoleh silika dan luas permukan yang besar. Data FT-IR yang diperoleh memiliki kemiripan dengan silika yang komersial. Difraktogram XRD juga menunjukkan adanya puncak melebar pada daerah 22,0o menunjukkan bahwa silika berbentuk amorf. Hasil adsorpsi desorpsi nitrogen isotherm silika pada suhu kalsinasi 300oC, 500oC, 700oC memperlihatkan adsorbsi isotherm Tipe IV dan pada suhu 900oC merupakan adsorpsi desorpsi isotherm tipe V yang merupakan karekteristik material mesopori dan diperoleh distribusi ukuran pori pada suhu kalsinasi 300oC antara 1,72 sampai 6,28 nm, suhu 500oC antara 1.73 sampai 47.20 nm, suhu 700oC 1.72 sampai 8.95 nm dan pada suhu kalsinasi 900oC 1.79 sampai 41.73nm. Serta volume dan luas permukaan silika berdasarkan perhitungan BJH masing-masing pada suhu kalsinasi 300oC volume pori : 0.7043 cm3g-1, luas permukaan : 450.1755 m2g-1, suhu 500oC volume pori : 0.6838 cm3g-1, luas permukaan :464.6172 m2g-1, suhu 700oC volume pori : 0.5619 cm3g-1 luas permukaan : 222.7502 m2g-1 dan pada suhu kalsinasi 900oC didapat volume pori : 0.1991 cm3g-1 dan luas permukaan silika : 26.9487 m2g-1.

(7)

EFFECT OF TEMPERATURE CALCINATION ON THE EXTRACTION OF SILICA SHELL ASH PALM

ABSTRACT

Has conducted research on the effect of temperature on the extraction of silica from the ashes of palm kernel shells. ash shell in purified with hydrochloric acid which aims to minimize other minerals contained in the ashes of palm kernel shells. Silica obtained from the ashes of palm shells were extracted with sodium hydroxide followed by re-precipitation using hydrochloric acid to obtain silica and large surface area. FT-IR data obtained have similarities with commercial silica. XRD diffractogram also showed a widened peak in the area 22,0o showed that shaped amorphous silica. The results of nitrogen adsorption desorption isotherm of silica at calcination temperature of 300oC, 500oC, 700 ° C shows the adsorption isotherm Type IV and at a temperature of 900oC is an adsorption desorption isotherm type V which is characteristic of mesoporous material and pore size distribution obtained at the calcination temperature to 300oC between 1.72 to 6, 28 nm, temperature of 500oC between 1.73 to 47.20 nm, 700°C is 1.72 to 8.95 nm, and the calcination temperature of 900oC 1.79 to 41.73nm. As well as the volume and surface area silica based on the calculation of BJH each on the

(8)

DAFTAR ISI

1.6. Metodologi Penelitian 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Abu Cangkang Sawit 5

2.2. Silika (SiO2) 7

2.2.1. Sifat-Sifat Silika 8

2.3. Ekstraksi 9

2.3.1. Ekstraksi Cair-Cair 9

2.3.2. Ekstraksi Padat-Cair 10

2.4. Luas Permukaan dan Luas Porositas 12

2.5. Karekterisasi Silika 13

2.5.1. Difraksi Sinar-X (XRD) 14

2.5.2. Brunauer- Ennet-Teller (BET) 15

2.5.3. Spektroskopi Inframerah (FT-IR) 18

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat 21

3.2. Bahan 21

3.3. Prosedur Penelitian 22

3.3.1. Prepasrasi Sampel 22

3.3.2. Ekstraksi Silika dari Abu Cangkang Kelapa Sawit 22

3.3.3. Pembuatan Natrium Silikat 22

3.3.4. Kalsinasi Silika 23

3.3.5. Karakterisasi Silika 23

3.4. Bagan Penelitian 24

(9)

3.4.2. Pembuatan Natrium Silikat (Na2SiO3) 25

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil dan Pembahasan 27

4.1.1. Komposisi Abu Cangkang Kelapa Sawit 27

4.1.2. Pemurnian Silika dari Abu Cangkang Kelapa Sawit 30

4.1.3. Sintesis Silika Amorf 34

4.1.5. Karakterisasi Silika Amorf dengan FT-IR 37

4.1.6. Karakterisasi Silika Amorf dengan BET 38

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 42

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi Abu CangkangSawitHasilPembakaranSerat 6

danCangkang

Tabel 2.2. KandunganUnsur Kimia Abu CangkangSawit 6 Tabel 2.3. Komposisi Abu HasilPembakaranCangkangdan 7

SerabutKelapaSawit

Tabel 2.4. Istilah Yang DigunakanDalamKarakteristikPadatan 13 Tabel 4.1. Kandungan Abu Boiler KelapaSawitMenggunakanMatoda 25

Reference Intensity Ratio (RIR)

Tabel 4.2. Perolehan SiO2DilarutkanDalamHCl 26

Tabel 4.3. SilikaSetelahPenghilanagnPengotor 26

Tabel 4.4. KomposisiSampekSetelahPenghilanaganOksidasiPengotor 29

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 4.1. Abu CangkangSawit Dan Pemanasan Boiler 22

Gambar4.2. HasilUjiKuantitatif Abu CangkangKelapaSawit 23

Gambar4.3. DifratogramSetelahDireduksiDenganAsam 24

Gambar4.4. Difragtogram Abu CangkangSawit 26

Gambar 4.5 HasilAnalisaKuantitatif XRD DenganMetoda 28

Reference Intensity Ratio (RIR) SetelahPenghilanganPengotor

Gambar4.6. SilikaAmorf Dari Abu CangkangKelapaSawit 30

Gambar4.7. DifragtometerXRD SilikaAmorf 31

Gambar4.8. HasilKalsinasiSilika 32

Gambar4.9. Adsorpsi-DesorpsiIsotherm Nitrogen PadaSuhu300 °C,500°C 34 700 °Cdan 900 °C

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran

1. Data XRD Abu Cangkang Kelapa Sawit 47