KARAKTERISASI DAN STUDI ADSORPSI LOGAM BERAT OLEH BATU PASIR PULAU BIAWAK YANG
DILAPISI BESI OKSIDA
Mirna Nurmeilasari (10506040)
Pembimbing : Prof. Dr. Buchari
AGENDA PRESENTASI
Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi Hasil dan Pembahasan Penutup
PENDAHULUANLingkung
an Perairan bersih
Kemajuan
Industri
Pencemaran logam
beratAdsorbe
n
Batu pasir
dilapisi Fe2O3 Latar
BelakangTujuan
1. Menentukan sifat fisik dan kimia batu pasir asal pulau
biawak.
2. Menentuka
n komposisi optimal
dan karakterisasi adsorben
hasil sintesis
3. Menentukan kapasitas
adsorpsi logam Cr, Cu, dan Zn
TINJAUAN PUSTAKA
Batu Pasir
Batuan Sedimen
Porositas tinggi
Kelimpahan besar
Jenis beragam
KuarsitKalsitGreywacke
LOGAM BERATCr• Bil oks: +3 dan
+6• Limbah industri
tekstil, penyamakan kulit, cat, pelapisan logam,& baterai kering.
• Akibat: iritasi pada hidung, kulit, dan mata kanker pd sistem pernafasan, luka borok bila kontak langsung,
• Baku mutu : Cr(VI) 0,1mg/L, total Cr 0,5mg/L
Cu• bil oks : +2• Limbah industri
soda kostik, pestisida, & pelapisan logam
• Akibat :kerusakan medan penglihatan, sirosis hati, iritasi sistem pernafasan.
• Baku mutu : 2 mg/L
Zn• Bil oks : 2+• Limbah industri
soda kostik, pelapisan logam, & karet.
• Akibat: mual, muntah, pusing, demam, diare, gangguan sistem pencernaan, kerusakkan sistem imunitas.
• Baku mutu : 5 mg/L
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor:Kep-51/MENLH/1995
ADSORPSI
Fisika KimiaReversibel Tidak reversibelTidak perlu energi aktifasi
Perlu energi aktifasi
Lapisan multilayer (Freundlich Isoterm)
Lapisan monolayer (Langmuir Isoterm)
Suatu peristiwa dimana molekul-molekul dari suatu senyawa (Adsorbat) terikat atau terserap oleh permukaan zat padat (Adsorben).
Saragih: 15-19
INSTRUMEN
XRF
FTIR SEM
SEM-EDX
AAS
METODOLOGI
Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel
Preparasi
Karakterisasi
Sifat fisik
Penentuan luas permukaan
Iodometri
Metilen biru
SEM (PPGL),
Penentuan massa jenis
Sifat kimiaXRF(PPG
L),
FTIR(Kimia-ITB)
Pelapisan dengan besi oksida
Penentuan komposisi optimalKarakteri
sasi Hasil
Sintesis:SEM EDX
(PPGL)
Penentuan
massa jenis
Uji kapasita
s adsorpsi logamCr(VI),
Cr(III),
Cu(II),
Zn(II)
Diagram Alir Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
-15
0
15
30
45
60
75
90
105
%T3448.72
3427.51
3410.15
2939.52
2520.96
2372.44
1801.51
1429.25
1082.07
875.68
715.59
batupasirpulaubiawak
Atlas of Infrared Spectroscopy of clay Minerals and Their Admixture; hal 327
Karakterisasi menggunakan FTIR
Kalsit
ANALISIS XRFOksida Satuan Jumlah Sd Elemen Satuan Jumlah SdCaO % 46,240 0,250 Ca % 33,060 0,180MgO % 4,950 0,110 Mg % 2,980 0,070Al2O3 % 1,830 0,770 Al % 0,967 0,035Na2O % 0,508 0,068 Na % 0,377 0,050Fe2O3 % 0,384 0,019 Fe % 0,269 0,013As2O3 % 0,160 0,023 As % 0,121 0,017SrO % 0,159 0,008 Sr % 0,134 0,007Cs2O % 0,098 0,036 Cs % 0,092 0,034SiO2 % 0,060 0,024 Si % 0,028 0,011Ar % 0,046 0,014 Ar % 0,046 0,014Cl % 0,046 0,0089 Cl % 0,0459 0,0089MnO % 0,036 0,0037 Mn % 0,0282 0,0028SO3 % 0,035 0,0092 Sx % 0,0142 0,0037P2O5 % 0,030 0,0081 Px % 0,0130 0,0035ZnO % 0,027 0,0033 Zn % 0,0220 0,0027PtO2 % 0,021 0,0059 Pt % 0,0183 0,0051Rb2O % 0,019 0,0040 Rb % 0,0174 0,0037Cr2O3 % 0,014 0,0038 Cr % 0,0078 0,0026Total - 54,663 1,3689 Total - 38,2408 0,46445,34% hilang pada proses preparasi analisis XRF
UJI DENSITAS PASIR
KeteranganSuhu Ruang = 26ºCMassa jenis air (26ºC) = 0,9967870 g/mLW1 = berat piknometer kosong = 18,2549 gW2 = berat pasir = 0,5000 gW3 = berat piknometer + aquades dan padatan =
68,4714 gW4 = berat piknometer + aquades = 68,1916 g
Sebelum Sesudah
Penentuan Luas permukaan batu pasir
Iodometri
Molekul kecil < 10Å
Mikropori
Metode titrasi0,8268 m2/g
Metilen biru
Molekul besar 15Å
Makropori
Spektroskopi uv-vis149,44 mg/g
METILEN BIRU
nmb : mol metilen biru yang teradsorpsi (mol)
amb : luas permukaan metilen biru (diketahui = 197,2 Å2)
A : bilangan avogadro (6,02x1023 partikel/mol)
M : massa pasir (g)
IODOMETRI
IN = iodine number (mg/g) S1 = larutan iodine yang digunakan (ml) N1 = normalitas larutan iodine (mg/l) S2 = larutan natrium tio sulfat yang diperlukan (ml) N2 = normalitas larutan natrium tio sulfat (mg/l) Bm I2 = berat molekul iodine (g/g.mol) fp = perbandingan larutan iod yang digunakan dengan
yang dititrasi Ws = berat sampel yang diuji (g)
PELAPISAN DENGAN BESI OKSIDA
Reaksi yang terjadi:2Fe(NO3)3.9H2O(s)Fe2O3(s)+2N2O5(g)+18H2O(g)
PENENTUAN KOMPOSISI OPTIMAL
Komposisi (g) Bilangan Iod
(mg/g)Pasir Fe(NO3)3.9H2O
20 - 149,4420 0,5 150,9220 1 152,5520 2 152,5220 3 152,47 0 5 10 20 30147
148
149
150
151
152
153Kurva
W Fe(NO3)3.9H2O
Bila
ngan
Iod
mg/
g
Sebelum Sesudah
SEM-EDX
PENENTUAN KAPASITAS ADSORPSI LOGAM BERAT
Larutan (ppm)
Absorbansi Cu(II)
Absorbansi Zn(II)
Absorbansi Cr(III)
Absorbansi
Cr (VI)2 0,2241 0,1997 0,0565 0,0064 0,4453 0,4009 0,1366 0,0216 0,6389 0,5468 0,2048 0,0318 0,8130 0,62 0,2555 0,0410 0,9854 0,6736 0,2986 0,048+batu pasir tanpa besi oksida
0,7615 0,6179 0,257 0,041
+batu pasir dengan besi oksida
0,1091 0,1661 0,1038 0,027
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
f(x) = 0.00515 x − 0.00169999999999997R² = 0.983407489803485
f(x) = 0.030155 x + 0.00947000000000001R² = 0.983684153021425
f(x) = 0.0583450000000002 x + 0.123479999999999R² = 0.960675104919626
f(x) = 0.094515 x + 0.0542500000000004R² = 0.997075985093136
Kurva kalibrasi
Cu2+Linear (Cu2+)Zn2+Linear (Zn2+)Cr3+Linear (Cr3+)Cr6+
Konsentrasi logam (ppm)
Abso
rban
si
PERHITUNGAN Konsentrasi logam
yang tersisa: y = m x + kAbs = m Cs + k Cs = (Abs –
k)/m______(ppm) Konsentrasi logam
yang teradsorpsi: Cads = Cawal - Cs
=10 – Cs ________(ppm)
Kapasitas adsorpsi
Keterangan:W = Kemampuan Adsorpsi
logam (mg/g)C1 = Konsentrasi awal (10
ppm)C2 = Konsentrasi akhir (ppm)V = volume larutan (50 mL)B = Berat pasir (g)Fp =faktor pengenceran (50/5)
Logam Batu pasir
C logam
yg tersisa(ppm)
C logam yg
terserap (ppm)
Kapasitas
adsorpsi (mg/g)
% peningkatan kapasitas
adsorpsi
Cr(VI) Tanpa Fe2O3 8,29 1,71 0,85561,40
Dengan Fe2O3 5,57 4,43 2,215
Cr(III) Tanpa Fe2O3 8,27 1,73 0,86574,70
Dengan Fe2O3 3,16 6,84 3,42
Cu(II) Tanpa Fe2O3 7,48 2,52 1,2673,25
Dengan Fe2O3 0,58 9,42 4,71
Zn(II) Tanpa Fe2O3 8,23 1,77 0,88581,40
Dengan Fe2O3 0,48 9,52 4,76
PENUTUP
1• Karakterisasi sifat
kimia batu pasir : jenis mineral kalsit dengan kandungan terbesar Ca 46,24%.
• Karakterisasi sifat fisik porositas batu pasir tinggi dengan diameter pori sekitar 5-10µm, dan massa jenis 2,3 g/mL
2• Komposisi optimal
perbandingan batu pasir dan Fe(NO3)3.9H2O yaitu sebesar 20:1.
• Karakterisasi adsorben : FeO terlapis dipermukaan batu pasir sebesar 62,79%, massa jenis 1,9 g/mL
3• Peningkatan
Kapasitas Adsorpsi : Cr(VI) 61,4%;
• Cr(III) 74,7%; • Cu(II) 73,25% ;
dan • Zn(II) 81,4%
Kesimpulan
SaranPerlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk
:1) menentukan kemampuan adsorpsi pada
berbagai logam berat lainnya, 2) menentukan daya regenerasi adsorben, 3) menentukan efisiensi dan kemampuan
adsorpsi dalam pengolahan limbah industri.
DAFTAR PUSTAKAAlbert Cotton, F. 1989. Kimia Anorganik Dasar.Penerjemah Sahati Suharto, Universitas Indonesia,
Jakarta.Barrow, Gordon M. 1996. Physical Chemistry. Sixth Edition. Page 836, 863. USA: McGraw-Hill.Basset, J., Denny R.C., Jeffrey G.H, dan Mendham J. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC,
1994.Bundjali, Bunbun. Diktat Kuliah Kimia Permukaan. Bandung: FMIPA-ITB, 1984.Cantle, J.E. Atomic Absorption Spectrofotometry. New York: Elsevier Scientific Publishing Co., 1982.Chalmers. Polymer Spectroscopy. New York : Wiley-vch, 1989.Day, R.A., dan Underwood. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga, 1994.Harvey, David. “Modern Analytical Chemistry”. Mc Graw Hill.2000.hal 442 – 443.Irwan, Indriyono ES dan Hariyono. PEMAKAIAN FLEX SAND DAN RCS-X DALAM UPAYA MENGATASI
PROPPANT FLOWBACK DI LAPANGAN TANJUNG. Yogyakarta : UPN “Veteran” Yogyakarta, 2007. Proceeding Simposium Nasional IATMI.
J. D. Ingle, Jr dan S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, Prentice Hall International, Inc., 1988, hal. 513 – 515.
Khopkar, S.M. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press, 1990. Hal.238.Nakamoto, Kazuo. Infrared and Raman Spektra of Inorganic Coordination Compounds PartA. Fifth ed.
New York: John Wiley and Sons, 2000.Saragih, Sehat Abdi. PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KARBON AKTIF DARI BATU BARA RIAU SEBAGAI
ADSORBEN. Thesis, Jakarta: Prodi teknik Mesin, Universitas Indonesia, 2008.Pecsok, Robert L. Modern Method of Chemical Analysis 2nd ed. New York : John Wiley and Sons, 1976,
hal. 165-201;267-278.Satpathy, K. and Chaudhuri, M., 1997, Treatment of Cadmium-Plating and Cromium-Plating Wastes by
Iron Oxide-Coated Sand, Environ. Sci. Technol, 31 : 1452-1462.Skoog,D,A.’Principles of Instrumental Analysis’. 5rd Ed, Saunders College Publishing, Philadhelpia, 1985.Sontheimer JE, 1985, Activated Carbon for Water Treatment Netherlands, Elsevair, hal. 51-105.Sumerta, I K. P., 2001, Kemampuan Adsorpsi Batu Pasir yang Dilapisi Besi Oksida (Fe2O3) untuk
Menurunkan Kadar Pb dalam Larutan, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Denpasar.
TERIMAKASIH