elektrode optik termodifikasi zeolit alam sebagai ... · an optode was made by using polyvinyl...
TRANSCRIPT
ELEKTRODE OPTIK TERMODIFIKASI ZEOLIT ALAM
SEBAGAI PENDETEKSI CEPAT KROMIUM
HEKSAVALEN
MUTIARA WIDE
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ABSTRAK
MUTIARA WIDE. Elektrode Optik Termodifikasi Zeolit Alam sebagai
Pendeteksi Cepat Kromium Heksavalen. Dibimbing oleh ETI ROHAETI dan
ZULHAN ARIF.
Sifat karsinogenik dan toksisitas kromium heksavalen menyebabkan
keberadaan spesi tersebut harus segera diketahui, khususnya dalam lingkungan
perairan. Sebuah elektrode optik (optode) membran yang digunakan untuk
menentukan kromium heksavalen pada perairan telah dibuat pada penelitian ini.
Optode ini dibuat menggunakan polivinil klorida (PVC) sebagai matriks dan
difenil karbazida (DPC) sebagai kromofor. Selain itu, pada optode juga
ditambahkan Aliquat 336 sebagai pembawa Cr(VI) dari larutan ke dalam
membran. Optode ini dimodifikasi menggunakan zeolit alam mordenit. Warna
ungu dihasilkan oleh optode ketika dicelupkan ke dalam larutan Cr(VI) yang
kemudian diukur serapan absorbansnya menggunakan spektrofotometer zat padat
pada rentang cahaya tampak. Optode dengan jumlah zeolit sebesar 5 mg
menghasilkan serapan absorbans terbaik pada larutan Cr(VI) dengan pH 3.
Rentang kerja optode terhadap konsentrasi larutan K2Cr2O7 adalah 0.5 hingga 2
mg/L dan masih dapat mendeteksi larutan K2Cr2O7 pada konsentrasi 0.1 mg/L
Kata kunci: aliquat 336, Cr(VI), difenilkarbazida, optode, zeolit alam
ABSTRACT
MUTIARA WIDE. Modified Optical Electrode by Natural Zeolite as Chromium
Hexavalent Fast Detector. Supervised By ETI ROHAETI and ZULHAN ARIF.
Carcinogenicity and toxicity of hexavalent chromium cause the existence of
these species should be known, especially in aquatic environments. An optical
electrode (optode) membrane for hexavalent chromium determination in aquatic
environment was made. An optode was made by using polyvinyl chloride (PVC)
as a matrix and diphenylcarbazida (DPC) as a chromophore. In addition, on the
optode was also added Aliquat 336 as Cr(VI) carrier from the solution into the
membrane. The optode was modified using natural mordenite zeolite. Purple color
was produced by the optode when dipped into a solution of Cr(VI), which the
absorbance was then measured using a solid spectrophotometer in the range of
visible light. The optode with 5 mg zeolite produced the best absorbance on the
Cr(VI) solution at pH 3. This optode working range value to concentration of
K2Cr2O7 solution was 0.5 to 2 mg/L and still able to detect K2Cr2O7 solution at
concentration 0.1 mg/L.
Keywords: aliquat 336, Cr(VI), diphenilcarbazide, natural zeolite, optode
ELEKTRODE OPTIK TERMODIFIKASI ZEOLIT ALAM
SEBAGAI PENDETEKSI CEPAT KROMIUM
HEKSAVALEN
MUTIARA WIDE
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
Judul Skripsi : Elektrode Optik Termodifikasi Zeolit Alam sebagai Pendeteksi
Cepat Kromium Heksavalen
Nama : Mutiara Wide
NIM : G44080020
Disetujui,
Pembimbing I,
Dr Dra Eti Rohaeti, MS
NIP 14600807 198703 2 001
Pembimbing II,
Zulhan Arif SSi, MSi
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor,
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia
kesehatan dan kemudahan yang dilimpahkanNya selama proses penyusunan karya
ilmiah dengan judul “Elektrode Optik Termodifikasi Zeolit Alam sebagai
Pendeteksi Cepat Kromium Heksavalen“. Salawat serta salam semoga selalu
tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW dan semoga kita selalu menjadi
pengikutnya hingga akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Eti Rohaeti, MS selaku
pembimbing pertama dan Bapak Zulhan Arif, SSi, MSi selaku pembimbing kedua
yang senantiasa memberikan arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis
selama melaksanakan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
Bapak Sulistioso selaku staf PT BIN, Bapak Akhirudin selaku Kepala
Laboratorium Spektroskopi Departemen Fisika IPB, dan staf Laboratorium
Analitik bantuan dan masukan selama penelitian berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Papa, Mama, Bang Tata,
Azizi dan seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih
juga penulis ucapkan kepada teman-teman, yaitu Hapsah, Lupi, Anissa, Amel,
Fakih, Nita, Aninta, Mela, Lina, Hafid, Dumas, Fiqoh, Eko, dan Restu yang telah
membantu memberi masukan dan saran selama pelaksanaan penelitian. Penulis
berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, November 2012
Mutiara Wide
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pariaman pada tanggal 10 Oktober 1990 dari pasangan
Bapak Martias dan Ibu Imang Murni. Penulis merupakan puteri Kedua dari tiga
bersaudara. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Batam dan pada tahun
yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur undangan seleksi masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
Analitik Layanan dan Kimia Organik Layanan 2011/2012. Penulis pernah aktif
sebagai sekretaris Divisi Pengembangan Usaha Kimia (PUK) Ikatan Mahasiswa
Kimia (Imasika). Bulan Juli–Agustus 2011 penulis melaksanakan praktik lapang
di PT Bayer Cimanggis-Plant dengan judul laporan “Analisis Piridoksin
Hidroklorida Sebagai Bahan Baku Produk Suplemen di PT Bayer Indonesia
Pabrik Cimanggis”.
v
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... vi
PENDAHULUAN ................................................................................................... 1
BAHAN DAN METODE ........................................................................................ 3
Bahan dan Alat .................................................................................................... 3
Metode ................................................................................................................. 3
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................ 3
Aktivasi dan Karakterisasi Zeolit ........................................................................ 3
Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK).......................................................... 4
Pengaruh Komposisi Optode ............................................................................... 5
Pengaruh Jumlah Zeolit terhadap Leaching DPC ke Larutan ............................. 6
Penentuan kondisi pH Larutan Cr(VI) Terbaik ................................................... 7
Analisis FTIR ...................................................................................................... 8
Rentang Kerja Optode ......................................................................................... 9
SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................................... 9
Simpulan .............................................................................................................. 9
Saran .................................................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 9
LAMPIRAN ........................................................................................................... 11
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi zeolit pada membran. ......................................................................... 4
2 Puncak XRD zeolit alam modernit dengan zeolit Cikalong. ................................ 4
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur dasar zeolit. ........................................................................................... 4
2 Morfologi permukaan zeolit. .............................................................................. 4
3 Struktur Aliquat 336. .......................................................................................... 5
4 Reaksi DPC dengan Cr(VI) ................................................................................ 6
5 Pengaruh jumlah zeolit terhadap nilai absorbans optode. .................................. 6
6 Air rendaman optode. ......................................................................................... 6
7 Pengaruh jumlah zeolit terhadap pelunturan DPC ke larutan Cr(VI). ............... 7
8 Pengaruh pH terhadap nilai absorbans. .............................................................. 7
9 Optode yang direndam dalam aquabides pH 3(a), dan Optode yang
direndam dalam aquabides pH 6(b). ................................................................... 7
10 Analisis spektrum FTIR optode. ........................................................................ 8
11 Linearitas konsetrasi K2Cr2O7 dengan absorbans optode. ................................ 9
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ..................................................................................... 12
2 Hasil analisis XRD zeolit Cikalong .................................................................. 13
3 Data JCPDS zeolit Al-mordenit ...................................................................... 13
4 Pengaruh jumlah zeolit terhadap nilai absorbans optode yang
direndam ke dalam larutan K2Cr2O7 ................................................................ 14
5 Pengaruh jumlah zeolit terhadap pelunturan DPC dari optode
ke larutan sampel .............................................................................................. 15
6 Penentuan λmaks kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 2 – 6 ................................. 16
vii
7 Nilai Absorbans λmaks kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 2 – 6........................ 18
8 Absorbans optode yang direndam dalam larutan larutan K2Cr2O7
dengan konsentrasi 0.05 – 2.25 ppm ................................................................ 19
PENDAHULUAN
Kromium merupakan salah satu logam
berat dengan urutan tingkat produksi nomor
sepuluh terbesar di dunia. Kromium
digunakan secara luas oleh industri kimia
untuk elektroplating, penyamakan kulit,
pewarna, dan industri fotografi (Kuo dan
Bembenek 2008). Penggunaan kromium yang
luas memicu terjadinya pencemaran yang
diakibatkan oleh buangan kromium. Kromium
yang dapat mencemari adalah spesi kromium
trivalen (Cr(III)) dan spesi kromium
heksavalen (Cr(VI)). Kromium(III)
merupakan bentuk ion logam kromium yang
paling banyak berada di lingkungan.
Kromium(III) merupakan mikronutrisi yang
dibutuhkan oleh manusia karena peran
pentingnya dalam aktivasi insulin untuk
mempertahankan kadar glukosa dalam darah
(Baral dan Engelken 2002).
Kondisi lingkungan yang berubah, seperti
pH dapat menyebabkan kromium trivalen
teroksidasi menjadi kromium heksavalen.
Berbeda dengan kromium trivalen, kromium
heksavalen bersifat karsinogenik dan tingkat
toksisitasnya 100 hingga 1000 kali lebih
tinggi dibandingkan dengan kromium trivalen
(Liu et al. 2008). Menurut US EPA dalam
Wang et al. (2008) konsentrasi kromium
heksavalen maksimum yang diperbolehkan
dalam air minum adalah sebesar 0.05 mg/L
dan 0.1 mg/m3 di udara. Konsentrasi kromium
heksavalen yang diperbolehkan untuk perairan
umum adalah 1-2 mg/L (Baral dan Engelken
2002). Selain itu, menurut Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82
tahun 2001 menyatakan bahwa kadar
maksimum kromium heksavalen pada
perairan umum dan air minum adalah 0.05
mg/L.
Sifat karsinogenik dan toksisitas kromium
heksavalen menyebabkan keberadaan spesi
tersebut harus segera diketahui, khususnya
dalam lingkungan perairan. Cukup banyak
cara yang dilakukan untuk mengetahui
keberadaan dan jumlah kuantitatif kromium
heksavalen seperti metode spektrofotometri
massa-plasma gandeng induktif (ICP-MS),
spektroskopi serapan atom (AAS), difraksi
sinar-X, dan kromatografi cair (Liu et al.
2008, Grabarczyk 2009). Namun, metode
tersebut memiliki preparasi yang rumit dan
biaya yang cukup mahal sehingga kurang
tepat digunakan sebagai analisis awal
keberadaan kromium heksavalen. Selain cara-
cara tersebut terdapat cara lain yang cukup
berpotensi sebagai pendeteksi awal kromium
heksavalen sensor kimia.
Sensor kimia merupakan alat yang
memiliki respons terhadap analit khusus yang
dihasilkan melalui reaksi kimia dan dapat
digunakan untuk penentuan analit tersebut
secara kualitatif maupun kuantitatif. Sensor
optik atau biasa disebut dengan optode
(optical electrode) merupakan salah satu tipe
sensor kimia yang menghubungkan hasil
pengukuran spektroskopi dengan reaksi kimia
(Ojeda dan Rojas 2006). Optode telah
memainkan peranan penting dalam industri,
lingkungan dan klinis sejak 2 dekade yang
lalu ketika optode pertama kali diperkenalkan.
Hal ini disebabkan optode memiliki
kelebihan, yaitu biaya yang murah,
fleksibilitas yang sangat baik, dan cara operasi
yang mudah. Kelebihan optode tersebut
memungkinkan penggunaannya menjadi test
strip atau kit sehingga dapat digunakan dalam
analisis in-situ. Prinsip kerja optode adalah
suatu komponen aktif ditempatkan dalam
matriks yang akan bewarna ketika berikatan
dengan ion analat (Guell et al. 2007).
Penelitian ini menggunakan polivinil
klorida (PVC) sebagai matriks polimer,
tetrahidrofuran (THF) sebagai pelarut bahan,
aseton sebagai pelarut pewarna,
difenilkarbazida (DPC) sebagai pewarna, dan
aliquat 336 sebagai pembawa Cr(VI). Asam
oleat dan asetofenon merupakan bahan
pemlastis yang jika dicampurkan dengan PVC
akan menghasilkan membran yang tipis
sehingga daya difusi ion terhadap membran
akan lebih besar (Asri 2011). Optode yang
dihasilkan pada penelitian sebelumnya dengan
mengunakan bahan tersebut sudah memiliki
selektifitas yang baik terhadap Cr(VI), tetapi
terdapat leaching (pelunturan) DPC ke dalam
larutan sampel. Menurut Kong dan Ni (2009),
Aliquat 336 mampu mencegah pelunturan
tersebut, namun masih terdapat sedikit DPC
yang luntur. Oleh karena itu, diperlukan bahan
tambahan lain yang diharapkan dapat
mengurangi pelunturan dan meningkatkan
kinerja optode. Bahan yang ditambahkan
dalam penelitian ini adalah zeolit alam. Zeolit
alam memiliki sifat fisikokimia yang unik
sehingga berpotensi menjerap kation, anion,
bahkan molekul organik (Arvand et al. 2007).
Zeolit merupakan senyawa anorganik dengan
struktur aluminasilikat terhidrasi yang
tersusun atas tetrahedral alumina (AlO45-
) dan
silika (SiO44-
) yang membentuk struktur
bermuatan negatif dan berongga terbuka atau
berpori. Pori-pori pada zeolit diharapkan
mampu menjerap bahan aktif dengan lebih
kuat. Pada optode ini telah dilakukan variasi
jumlah zeolit. Optode yang dihasilkan pada
penelitian ini diharapkan memiliki
kemampuan deteksi terhadap kromium
heksavalen yang baik dan efek pelunturan
yang semakin berkurang.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah zeolit alam dari
Cikalong, difenilkarbazida (DPC) (Merck),
polivinil klorida (PVC) (Merck), asetofenon
(Merck), asam oleat (Merck), K2Cr2O7
(Merck), tetrahidrofuran (THF) (Merck),
aliquat 336 (Sigma Aldrich), aseton (Merck),
amonia (NH3) (Merck), akuabides dan asam
klorida (HCl) (Merck).
Alat yang digunakan adalah mortar,
ayakan 200 mesh, pengaduk magnetik, oven,
peralatan gelas, neraca analitik Sartorius
BT224S, pH meter Eutech Instruments
pH510, Spektrofotometer UV-VIS Thermo
Spectronic Genesys 10UV, spektrofotometer
zat padat Ocean Optics USB2000, Difraksi
Sinar X (XRD) Shimadzu XRD-7000
(Puslitbang Hutan Bogor), Spektroskopi
inframerah transformasi fourier (FTIR)
Spectrum One Perkin Elmer, dan Mikroskop
elektron pemayaran (SEM) JSM 6510.
Metode
Metode penelitian yang dilakukan
mengikuti diagram alir pada Lampiran 1.
Tahap pertama adalah preparasi dan diaktivasi
sampel zeolit alam Cikalong. Zeolit alam
tersebut dikarakterisasi menggunakan XRD,
SEM dan ditentukan kapasitas tukar
kationnya. Tahap berikutnya adalah
pembuatan optode, penentuan pH terbaik,
penetuan jumlah jumlah zeolit yang paling
baik dalam optode, penentuan rentang kerja,
dan analisis gugus fungsi optode.
Preparasi dan Aktivasi Zeolit (Setyawan
dan Husaini 1991 dari Syafii 2011)
Zeolit dicuci dengan akuades, digiling
dengan mortar, lalu diayak sehingga diperoleh
zeolit dengan ukuran 200 mesh. Kemudian
zeolit tersebut dicuci dengan aquades hingga
memiliki pH yang sama dengan aquades.
Setelah itu, dilakukan pemanasan dalam oven
bersuhu 105 °C selama 3 jam. Zeolit yang
telah dipanaskan dihaluskan kembali dengan
mortar.
Aktivasi zeolit dilakukan secara kimia,
yaitu dengan cara pengasaman. Sampel zeolit
siap pakai ditimbang sebanyak 100 gram, dan
ditambah larutan HCl 3.0 M sebanyak 500
mL. Campuran diaduk dengan pengaduk
magnet selama 60 menit dan kemudian
disaring dan dibilas dengan akuades sampai
diperoleh pH 6. Pencucian dihentikan apabila
sudah tidak terdapat endapan AgCl pada filtrat
ketika ditambah dengan AgNO3. Tahap
selanjutnya zeolit dikeringkan dalam oven
pada suhu 105 °C selama satu jam, kemudian
dipanaskan dalam tanur pada suhu 300 °C
selama 3 jam.
Karakterisasi Zeolit
Zeolit yang sudah diaktivasi
dikarakterisasi menggunakan XRD dan SEM.
Sampel ditempatkan pada suatu spesimen
holder kemudian diletakkan pada
difraktometer. Analisis ini dilakukan untuk
mengetahui fasa yang terkandung di dalam
sampel. Hasil analisis dibandingkan dengan
data Joint Commite on Powder Diffraction
Standards (JCPDS)
Sampel diletakkan pada plat alumunium,
kemudian sampel diamati menggunakan SEM
dengan tegangan 22 kV dan perbesaran 1000
kali, 3000 kali, dan 5000 kali. Analisis ini
dilakukan untuk mengetahui morfologi dan
pori zeolit.
Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK)
(Balai Penelitian Tanah 2005)
Sebanyak 2.5 gram contoh butiran zeolit,
lalu dicampur dengan 5 g pasir kuarsa.
Campuran dimasukkan kedalam tabung
perkolasi yang telah dilapisi berturut-turut
dengan filter pulp dan pasir terlebih dahulu
(filter pulp digunakan seperlunya untuk
menutup lubang pada dasar tabung, sedangkan
pasir kuarsa sekitar 2.5 g). Lapisan atas
ditutupi dengan penambahan 2.5 g pasir.
Ketebalan setiap lapisan pada sekeliling
tabung diupayakan supaya sama. Blanko
disiapkan dengan pengerjaan seperti contoh
tanpa adanya contoh. Sampel kemudian
diperkolasi dengan amonium asetat pH 7
sebanyak 2 x 25 mL dengan selang waktu 30
menit, dan filtratnya dibuang. Tabung
perkolasi yang berisi contoh ditambahkan
dengan 100 mL etanol 96% untuk
menghilangkan kelebihan amonium, dan
perkolat ini dibuang. Sampel didiamkan
semalam. Tahap selanjutnya sampel
diperkolasi dengan NaCl 10% sebanyak 50
mL, filtrat ditampung dalam labu takar 50 mL
dan diimpitkan dengan larutan NaCl 10%.
Filtrat ini digunakan untuk pengukuran KTK
dengan cara spektrofotometri
Filtrat diambil 0.1 mL dan dimasukan ke
dalam tabung reaksi kemudian diencerkan 10
kali. Tahap selanjutnya menambahkan kalium
natrium tatrat sebanyak 2 mL kemudian
dikocok. Setelah itu, sebanyak 2 mL larutan
fenol ditambahkan dan dikocok kembali.
Kemudian sebanyak 2 mL hipoklorit
ditambahkan dan dikocok. Pengocokan
dilakukan dengan vortex. Setelah itu sampel
didiamkan selama 15 menit kemudian diukur
pada panjang gelombang 636 nm.
Pembuatan Optode (modifiksi Scindia et al.
2004, Guell et al. 2007, dan Wulansari
2012)
Optode dibuat dengan cara mencampurkan
0.1350 g PVC, 0.3000 mL plastisizer (0.03
mL asam oleat dan 0.27 mL asetofenon), dan
0.07 mL aliquat 336 yang dilarutkan didalam
10 mL THF. Kemudian campuran tersebut
ditambahkan difenilkarbazida yang telah
dilarutkan dalam aseton dan zeolit dengan
nisbah seperti yang tertera pada Tabel 1.
Semua bahan tersebut diaduk, kemudian
dihomogenisasi dengan ultrasonikasi selama 5
menit. Setelah itu, campuran dan dituang ke
dalam cawan petri, ditutup kertas saring, dan
dibiarkan pada udara terbuka selama 24 jam.
Kemudian optode yang dihasilkan dipotong
menjadi berukuran 1 cm × 4 cm.
Tabel 1 Komposisi zeolit pada membran
No massa DPC
(mg) massa zeolit (mg)
1 (blanko) - 5.0
2 5 -
3 5 2.5
4 5 5.0
5 5 7.5
Pengujian Pengaruh Jumlah Zeolit
terhadap pelunturan DPC ke Larutan
Optode yang telah dibuat dengan nisbah
zeolit yang tertera pada Tabel 1 direndam
kedalam larutan 25 mL K2Cr2O7 1 mg/L
selama 20 menit hingga warna ungu
terbentuk. Kemudian optode diangkat, dicuci
dengan akuabides dan dikeringkan. Setelah
itu, optode diukur serapannya menggunakan
spektrofotometer zat padat, sedangkan air sisa
rendaman optode diambil dan diukur
absorbans menggunakan spektrofotometer
UV-VIS.
Penentuan pH Terbaik
Optode yang dihasilkan direndam dalam
25 mL larutan K2Cr2O7 2 mg/L pada rentang
pH 2-6 selama 20 menit. Pengaturan pH
dilakukan menggunakan HCl dan NH3.
Setelah warna terbentuk, optode diangkat dan
dikeringkan di udara dan cahaya. Setelah itu,
optode diukur absorbans menggunakan
spektrofotometer zat padat.
Pengujian Rentang Kerja
Pengujian rentang kerja dilakukan dengan
cara merendam optode ke dalam 25 mL
larutan pH 3 yang berisi 0,1-100 µg CrO42-
selama 20 menit. Warna yang terdapat pada
optode diukur menggunakan spektrofotometer
zat padat.
Analisis Gugus Fungsi optode
Analisis dilakukan menggunakan
spektrofotometer inframerah transformasi
fourier (FTIR). Sampel yang berupa film tipis
ditempatkan ke dalam tempat sampel.
Spektrum FTIR dari optode direkam
menggunakan spektrofotometer pada suhu
ruang.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivasi dan Karakterisasi Zeolit
Mineral zeolit adalah kelompok mineral
alumunium silikat terhidrasi. Struktur dasar
zeolit terdiri dari unsur utama, yaitu silikon,
alumminium, oksigen, dan sejumlah air.
Selain itu, terdapat kation-kation monovalen
atau bivalen misalnya Ca2+
dan K+
(Gambar1).
Beberapa spesimen zeolit berwarna putih,
kebiruan, kemerahan, dan cokelat akibat
hadirnya oksida besi atau logam lainnya.
Densitas zeolit antara 2.0 hingga 2.3 g/cm3
dengan bentuk halus dan lunak. Struktur zeolit
dapat dibedakan dalam tiga komponen yaitu
rangka aluminosilikat, ruang kosong saling
berhubungan yang berisi kation logam, dan
molekul air dalam fase oklusi (Susetyaningsih
et al. 2009).
4
Gambar 1 Struktur dasar zeolit.
Zeolit yang digunakan dalam penelitian ini
merupakan zeolit alam dari Cikalong dalam
bentuk bongkahan batu berukuran kecil. Oleh
karena itu, agar dapat digunakan sebagai
bahan dalam optode, zeolit harus diubah
ukurannya menjadi lebih kecil, yaitu sekitar
200 mesh. Menurut Wennerstrum et al. (2002)
salah satu manfaat pengurangan ukuran
material adalah meningkatkan luas permukaan
untuk menambah reaktivitas, dengan demikian
bahan tersebut dapat dengan mudah
berinteraksi dengan bahan-bahan penyusun
optode lainnya.
Zeolit yang telah berukuran 200 mesh
diaktivasi dengan dua cara, yaitu cara kimia
dan cara fisik. Aktivasi dengan cara kimia
dilakukan dengan cara menambahkan asam,
yaitu HCl 3M yang berfungsi untuk
dealuminasi yang menyebabkan keluarnya Al
dan kation-kation dalam kerangka menjadi Al
dan kation-kation non kerangka. Dealuminasi
zeolit dapat dianggap sebagai proses
penggantian alumunium dengan hidrogen
yang melibatkan perubahan struktur
aluminosilikat Si-O-Al menjadi struktur silika
dalam bentuk gugus silanol -Si-OH. Proses
dealuminasi akan menyebabkan bertambahnya
luas permukaan zeolit karena berkurangnya
logam pengotor yang menutupi pori-pori
zeolit (Heraldy et al. 2003). Aktivasi secara
fisis dilakukan dengan cara pemanasan
dengan tanur selama 3 jam pada suhu 300 °C.
Aktivasi ini berfungsi untuk untuk
menguapkan air yang terperangkap dalam
pori-pori kristal zeolit sehingga pori-porinya
menjadi kosong dan dapat digunakan untuk
pertukaran ion dan proses adsorpsi
(Yuliusman et al. 2010). Zeolit yang telah
diaktivasi dianalisis menggunakan SEM untuk
melihat permukaan zeolit. Analisis morfologi
permukaan dilakukan dengan perbesaran 3000
kali. Morfologi permukaan zeolit
menunjukkan bahwa terdapat rongga
dibeberapa bagian zeolit (Gambar 2).
Gambar 2 Morfologi permukaan zeolit.
Zeolit juga dikarakterisasi menggunakan
XRD untuk mengetahui jenisnya.
Difraktogram hasil XRD zeolit Cikalong pada
Lampiran 2 dibandingkan dengan puncak
zeolit standar JCPDF Nomor 490924
(Lampiran 3).
Tabel 2 Puncak XRD zeolit alam mordenit
dan zeolit Cikalong Puncak (2θ)
Zeolit Alam (Mordenit-
Al) Standar JCPDF
Zeolit Cikalong
9.7610 9.8547
13.5010 13.5038 19.6810 19.6635
22.3810 22.2860
25.7790 25.6992 26.4020 26.2913
27.7420 27.7334
31.0480 30.9390 35.8470 35.7269
Berdasarkan hasil perbandingan puncak
zeolit sampel dan standar pada Tabel 2, dapat
ditentukan bahwa jenis dominan zeolit alam
Cikalong yang digunakan pada penelitian ini
adalah modernit. Zeolit mordenit
(Na8(Al8Si40O96).24H2O) memiliki bentuk
ortorombik dan membentuk 6 cincin yang
terhubung parallel (Armbuster & Gunter
2001).
Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Zeolit merupakan mineral aluminosilikat
terhidrasi yang mengandung alkali atau alkali
tanah dalam kerangka 3 dimensi. Mineral ini
memiliki sejumlah sifat, salah satu sifat zeolit
yang sering dimanfaatkan adalah sifatnya
sebagai penukar kation. Karakter ini
ditunjukkan dengan nilai kapasitas tukar
kation (KTK). KTK merupakan jumlah
milligram ekivalen (mek) kation yang dapat
dipertukarkan maksimum oleh 100 gram
bahan penukar ion (zeolit) dalam kondisi
setimbang. Nilai KTK zeolit terutama
dipengaruhi oleh rasio Al/Si dalam kerangka
zeolit, rongga, dan kation pada rongga atau
5
kerangka zeolit. Semakin banyak kandungan
kation yang dapat ditukar maka akan semakin
besar nilai KTK (Pradoyo et al. 2009).
Penentuan KTK dilkukan dengan prosedur
Permentan No. 02/Pert/HK.060/2/2006, yaitu
dilakukan perkolasi menggunakan pelarut
amonium asetat,tabung perkolasi yang berisi
sampel ditambahkan dengan alkohol 96%
untuk menghilangkan kelebihan amonium
yang dapat mengganggu pengukuran nilai
KTK. Kation NH4+
dari amonium asetat akan
menjenuhi tempat pertukaran kation, sehingga
kation dapat tukar pada rongga zeolit
digantikan oleh kation NH4+. Pelarut NaCl
10% dimasukan ke dalam tabung perkolasi
untuk mempertukarkan kation NH4+ yang
berada dalam kerangka zeolit dengan kation
Na, sehingga menjadi Na-zeolit. Filtratnya
berupa NH4Cl ditampung dalam labu takar.
Kation NH4+ ini yang diukur sebagai KTK
Nilai KTK zeolit Cikalong yang
digunakan pada penelitian ini adalah sebesar
34.91 cmol/Kg. Menurut Permentan No
02/Pert/HK.060/2/2006 KTK zeolit tinggi jika
nilainya 80 cmol/Kg (Al Jabri 2008). Dengan
demikian, zeolit cikalong yang digunakan
memiliki nilai yang KTK kecil. Nilai KTK ini
berbeda dengan yang diperoleh oleh Al-Jabri
(2008) sebesar 51 cmol/Kg dengan
menggunakan cara perkolasi, dan Arif (2011)
sebesar 65 cmol/Kg dengan menggunakan
metode indeks kalsium.
Nilai KTK zeolit dipengaruhi oleh jenis
dan asal daerah zeolit yang digunakan. Selain
itu, cara aktivasi zeolit juga memengaruhi
nilai KTK zeolit. Semakin tinggi suhu yang
digunakan untuk aktivasi maka nilai KTK
akan berubah, bergantung pada jenis
lingkungan perlakuan tersebut. Aktivasi asam
akan menyebabkan menurunkan nilai KTK
yang sebanding dengan kenaikan suhu.
Penurunan ini sesuai dengan reaksi yang
mendasari bahwa semakin tinggi suhu akan
menghasilkan pelarutan aluminum yang
semakin besar. Aluminum akan terlarut sesuai
dengan kenaikan konsentrasi asam dan
kenaikan suhu yang digunakan dan
diindikasikan dengan turunnya nilai KTK
(Arif 2011). Nilai KTK yang kecil ini
menunjukan bahwa zeolit memiliki
kemampuan mengadsorpsi anion lebih besar
daripada kation. Hal ini sesuai dengan
pemanfaatannya sebagai adsorben untuk
adsorpsi Cr (VI), karena Cr (VI) yang berasal
dari larutan K2Cr2O7 dalam larutan akan
berada dalam bentuk anionnya.
Pengaruh Komposisi Optode
Modifikasi komposisi optode diharapkan
dapat meningkatkan sensitivitas, selektivitas,
dan responnya terhadap Cr(VI). Matriks yang
digunakan untuk menghasilkan membran pada
penelitian ini adalah polivinil klorida.
Polivinil klorida didasarkan sebagai matriks
karena harganya yang murah, memiliki sifat
mekanik yang baik, dan memiliki
amenabilitas yang baik terhadap plastizisasi.
Bahan aktif yang digunakan untuk
menghasilkan warna dalam penelitian ini
adalah difenilkarbazida (DPC). Bahan ini
memiliki kelebihan, yaitu memiliki waktu
respon yang lebih cepat dibandingkan
pembentuk warna lainnya (Scindia et al.
2004). Selain bahan pembentuk warna,
dibutuhkan juga bahan lain untuk menangkap
kromium heksavalen. Garam amonium
kuartener merupakan salah satu bahan
pengekstrak kromium heksavalen yang cukup
selektif. Aliquat 336 (tri oktilmetilamonium
klorida) merupakan bahan penjerap kromium
yang digunakan dalam penelitian ini (Gambar
3).
Gambar 3 Struktur Aliquat 336.
Aliquat 336 telah digunakan di beberapa
penelitian. Choi dan Moon (2004)
menggunakan aliquat 336 pada elektroda
selektif ion dan memperoleh rentang deteksi
yang cukup baik yaitu 1.052 – 5200 mg/L.
Menurut Lo dan Shiue (1998), aliquat 336
mampu mengekstrak kromium heksavalen
dengan baik pada pH 3 – 8. Selain itu, aliquat
336 juga berfungsi sebagai pembawa sampel
dari permukaan ke dalam membran agar dapat
bereaksi dengan DPC (Castillo et al. 2002).
Metode yang digunakan untuk mengetahui
adanya interaksi antara DPC dengan Cr(VI)
adalah dengan spektroskopi sinar tampak.
Metode ini didasarkan pada pengukuran
serapan larutan berwarna ungu kemerahan
yang menunjukkan terjadinya kompleks
antara 1,5-difenilkarbazida (DPC) dan Cr(VI)
(Gambar 4). Reaksi antara Cr(VI) dengan
DPC berlangsung cepat dan spesifik. Senyawa
kompleks berwarna violet yang terbentuk
menyerap pada panjang gelombang ~540 nm.
6
).
Modifikasi dilakukan dengan meragamkan
komposisi zeolit pada membran optode, yaitu
0, 2.5, 5.0, 7.5 mg dan optode tanpa tambahan
DPC sebagai blanko. Tidak terdapat
perubahan warna optode setelah dan sebelum
dicelupkan ke dalam Cr(VI). Absorbans yang
diperoleh adalah sebesar 0.192 sebelum
dicelupkan ke dalam larutan Cr(VI) dan 0.203
setelah dicelupkan ke dalam larutan Cr(VI).
Terjadi sedikit peningkatan absorbans pada
optode yang telah dicelupkan ke dalam larutan
Cr(VI), hal ini disebabkan oleh warna optode
yang sedikit keruh akibat matriks optode yaitu
PVC dapat menyerap air (Scindia et al. 2004).
Namun perubahan absorbans ini tidak terlalu
terlihat jika dilihat dengan mata biasa, oleh
karena itu hal ini tidak terlalu menganggu.
Lampiran 4 menunjukkan nilai absorbans
optode Nomor 2 – 5 setelah direndam ke
dalam 25 mL K2Cr2O7 1 mg/L selama 20
menit. Masing-masing optode menunjukkan
perubahan warna dari tak bewarna menjadi
ungu. Gambar 5 menunjukkan hubungan
jumlah zeolit pada optode terhadap nilai
absorbansnya nampak bahwa dengan jumlah
zeolit sebesar 5 mg memiliki nilai absorbans
paling tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa
tambahan zeolit dengan jumlah yang sama
dengan DPC lebih banyak menjerap Cr(VI)
dibandingkan modifikasi lainnya.
Gambar 5 Pengaruh jumlah zeolit terhadap
nilai absorbans optode.
Nilai tertinggi pada optode dengan zeolit
sebesar 0.005 gram diduga disebabkan oleh
pori-pori zeolit yang ikut menangkap Cr(VI)
dalam larutan. Jumlah zeolit yang lebih besar
justru menurunkan respon terhadap Cr(VI),
hal ini mungkin disebabkan oleh ketebalan
optode yang meningkat akibat penambahan
bahan. Membran optode yang tebal akan
menyebabkan porositasnya menjadi kecil,
kerapatan ion akan semakin besar, sedangkan
daya difusi ion akan semakin kecil sehingga
ion semakin tidak bebas mengadakan reaksi
pertukaran ion (Fardiyah 2003).
Pengaruh Jumlah Zeolit terhadap Leaching
DPC ke Larutan
Optode yang direndam dalam larutan yang
mengandung Cr(VI) akan berubah warna
menjadi ungu akibat reaksi pembentukan
kompleks DPC-Cr(VI) yang terbentuk.
Gambar 6 menunjukkan air rendaman optode.
Gelas piala sebelah kiri merupakan air sisa
rendaman tanpa Cr(VI) dan yang kanan
mengandung Cr(VI). Warna ungu pada gelas
yang kanan menunjukkan terjadi pelunturan
DPC di dalam optode ke larutan dan bereaksi
dengan sisa Cr(VI) yang tidak termobilisasi ke
dalam membran. Menurut Scindia et al.
(2004) aliquat 336 mampu mengekstrak
Cr(VI) hingga 85% jika memiliki
perbandingan dengan DPC minimal 1:0.125.
Namun, masih terdapat lunturan DPC ke
larutan seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Oleh karena itu, penambahan zeolit
diharapkan mampu menahan lunturnya DPC
dengan ikatan hidrogen.
Gambar 6 Air rendaman optode.
Gambar 7 menunjukkan perbandingan
absorbans air sisa rendaman optode dengan
jumlah zeolit pada optode. Gambar
menunjukkan bahwa nilai absorbans menurun
dengan adanya tambahan zeolit sebesar
0.0025 gram kemudian meningkat seiring
dengan penambahan zeolit. Penurunan warna
0,0000
0,0500
0,1000
0,1500
0,2000
0,2500
0 2,5 5 7,5
Ab
sorb
ans
Jumlah Zeolit (mg)
Gambar 4 Reaksi DPC dengan Cr(VI)
7
larutan ini terlihat pada nilai absorbans larutan
sisa rendaman optode, yaitu 0.0260 untuk
optode tanpa zeolit, 0.0210 untuk optode
dengan zeolit 0.0025 gram, 0.302 untuk
optode dengan massa zeolit 0.005 gram, dan
0.0360 untuk optode dengan massa zeolit
0.0075 gram (Lampiran 5).
Gambar 7 Pengaruh jumlah zeolit terhadap
pelunturan DPC ke larutan
Cr(VI).
Penentuan kondisi pH Larutan Cr(VI)
Terbaik
Kondisi lingkungan dibutuhkan untuk
membentuk kompleks DPC-Cr(VI), salah satu
kondisi yang divariasikan dalam penelitian ini
adalah pH. Penentuan kondisi pH terbaik
dilakukan dengan memvarisikan pH larutan
Cr(VI) yang digunakan untuk merendam
optode dengan kisaran 2 – 6. Ion kromat
memiliki berbagai bentuk oksidasi yang
berbeda dalam larutan (HCrO4, Cr2O72-
,
CrO42-
, HCr2O7-). Distribusi masing-masing
bentuk oksida ini bergantung pada jumlah pH.
Penambahan basa akan menggeser
ketimbangan ke arah kiri sehingga bentuk ion
Cr (VI) yang lebih dominan pada suasana basa
adalah kromat (CrO42-
), sedangkan
penambahan asam akan menggeser
kesetimbangan ke arah kanan sehingga bentuk
ion Cr (VI) yang lebih dominan pada suasana
asam adalah dikromat (Cr2O72-
) (Jain et al.
2005).
2CrO42-
+2H+ Cr2O7
2-+H2O
Panjang gelombang maksimum yang
diperoleh pada optode yang direndam dalam
larutan Cr(VI) adalah 425 nm untuk pH 2, 543
nm untuk pH 3, 514.67 nm untuk pH 4,
506.33 untuk pH 5, dan 513.83 nm untuk pH
6 (Lampiran 6 dan 7). Menurut Kong dan Ni
(2009), kompleks DPC-Cr(VI) memiliki
panjang gelombang sekitar 540-550 nm.
Selain itu, pada Gambar 8 juga terlihat bahwa
nilai absorbans terbesar berada pada optode
yang direndam dalam larutan pH 3. Hal ini
menujukkan bahwa larutan Cr(VI) dengan pH
merupakan kondisi terbaik untuk merendam
optode.
Gambar 8 Pengaruh pH terhadap nilai
absorbans.
Gambar 9 menunjukkan optode yang
dicelupkan ke dalam aquabides dengan pH
yang berbeda. Gambar 9a menunjukkan warna
optode yang tetap tak bewarna setelah
dicelupkan ke dalam aquabides pH 3 dan
gambar lainnya merupakan optode yang
dicelupkan pada pH 6. Opotode yang
dicelupkan pada pH 6 menghasilkan warna
merah walaupun tidak terdapat ion Cr(VI).
Hal ini diduga disebabkan oleh sifat aliquat
336, yang akan sedikit bewarna ketika pH
diatas 3 yang ditunjukkan dengan pergeseran
panjang gelombang maksimum optode dari
548 nm menjadi 528 pada pH 6, namun
mekanisme pembentukan warna ini belum
diketahui secara pasti (Scindia et al. 2004).
(a) (b)
Aliquat 336 memiliki peran sebagai
pembawa Cr(VI) dari larutan ke dalam
membran untuk bereaksi dengan DPC. dalam
suasana asam (pH 2 – 3) aliquat 336 bereaksi
kompleks dengan Cr(VI) dengan reaksi
berikut.
0,0000
0,0050
0,0100
0,0150
0,0200
0,0250
0,0300
0,0350
0,0400
0,0 2,5 5,0 7,5
Ab
sorb
ans
laru
tan
massa zeolit (mg)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2 3 4 5 6
Ab
sorb
ans
pH
Gambar 9 Optode yang direndam dalam
aquabides pH 3(a), dan Optode
yang direndam dalam aquabides
pH 6(b).
8
2R3CH3N .Cl + Cr2O72- R3CH3N .Cr2O7
+2Cl-
Aliquat 336 akan tetap berinteraksi dengan
ion Cr(VI) jika kondisi lingkungan
mengandung ion OH-, namun terdapat
pengganggu potensial yang akan mengurangi
pengambilan Cr(VI). Reaksi akan berjalan
sebagai berikut (Lo & Shiue 1998).
R3CH3N . Cl + HCrO4- R3CH3N . HCrO4
-
+ Cl-
R3CH3N . HCrO4- + 2OH- R3CH3N . OH +
CrO42- + H2O
Analisis FTIR
Warna ungu yang terbentuk saat optode
direndam dalam larutan Cr(VI) merupakan
hasil dari reaksi kompleks antara Cr(VI) dan
DPC. Tahapan yang terjadi dalam optode
adalah mula-mula Cr(VI) dibawa oleh aliquat
336 ke dalam membran, kemudian Cr(VI)
akan mengalami reduksi menjadi Cr(III) dan
DPC akan mengalami oksidasi dan setelah itu
terbentuklah kompleks DPC-Cr. Dugaan ada
tidaknya reaksi antara DPC dan Cr(VI) pada
optode bisa dilihat menggunakan FTIR.
Campuran bahan-bahan kimia dalam optode
tidak mengalami perubahan secara kimia jika
optode direndam dalam larutan Cr(VI). Hal ini
dapat dilihat pada Gambar 10 yang
merupakan spektrum hasil analisis FTIR.
Tidak ada perbedaan serapan yang
cukup besar pada optode, baik sebelum
maupun yang sudah direndam ke dalam
Cr(VI). Hanya terdapat penurunan intensitas
dibeberapa daerah serapan. Serapan pada
bilangan gelombang 3341 cm-1
, 1603 cm-1
,
dan 636 – 614 cm--1
mengalami penurunan
intensitas setelah optode direndam dalam
larutan Cr(VI). Serapan-serapan tersebut
diduga sebagai gugus N-H (Silverstain et al.
1999). Penurunan intensitas ini diduga sebagai
penurunan gugus fungsi N-H pada DPC
menjadi gugus fungsi N N. Gugus fungsi N=N
tidak aktif IR sehingga tidak terdapat gugus
fungsi baru pada sampel yang telah direndam
dalam larutan Cr(VI).
Gambar 10 Analisis spektrum FTIR optode.
4000.0 3000 2000 1500 1000 450.0
-10 .0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90.0
cm-1
%T
Laborato ry T es t Result
s ampel 2 (dengan krom)
sampel 1 (tanpa krom)
sampel 1 (tanpa krom)
Rentang Kerja Optode
Optode yang dihasilkan dalam penelitian
ini berpotensi untuk digunakan sebagai
indikator Cr(VI) dengan cara visual. Warna
ungu yang dihasilkan pada optode cukup
nyata yang menggambarkan jumlah Cr(VI)
pada sampel larutan. Warna yang dihasilkan
cukup dapat dibedakan jika dilihat
menggunakan mata. Gambar 11 menunjukkan
linearitas absorbans optode dengan larutan
K2Cr2O7 dari 2.25 hingga 0.05 mg/L. Warna
ungu dapat mulai terlihat oleh mata ketika
dicelupkan dalam larutan 0.1 mg/L K2Cr2O7
atau sebesar 0.04 mg/L Cr(VI). Linearitas
nilai absorbans optode sebesar 0.985, dengan
rentang konsentrasi 0.5 hingga 2 mg/L
K2Cr2O7. Absorbans akan turun setelah
melewati konsentrasi 2 mg/L (Lampiran 8).
Gambar 11 Linearitas konsetrasi K2Cr2O7
dengan absorbans optode.
Berdasarkan hasil, optode ini cukup
berpotensi untuk dikembangkan menjadi
indikator Cr(VI) yang berbasis visual. Hal ini
disebabkan oleh kemampuan optode
mendeteksi Cr(VI) hingga di bawah ambang
batas Cr(VI) dan terdapat perbedaan warna.
Optode ini hanya dapat digunakan satu kali
karena reaksi DPC-Cr(VI) yang irreversible
(Scindia et al. 2004).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Optode berbahan dasar PVC dengan bahan
pewarna DPC berhasil dibuat. Optode dibuat
dengan melakukan modifikasi jumlah zeolit.
Penambahan zeolit dapat mengurangi
leaching namun tidak begitu besar. Selain itu,
penambahan zeolit juga membantu
meningkatkan nilai absorbans optode. Optode
dengan jumlah zeolit sebesar 5 mg
menghasilkan serapan absorbans terbaik.
Selain itu, optode berfungsi cukup baik jika
direndam dalam larutan Cr(VI) pada pH 3.
Warna optode masih dapat terlihat pada 0.1
ppm K2Cr2O7 dan memiliki nilai rentang kerja
sekitar 0.5 hingga 2 mg/L larutan K2Cr2O7.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
mengenai umur pakai elektroda. Perlu adanya
pencetak membran agar didapatkan ketebalan
membran yang seragam. Perlu adanya
penelitian lebih lanjut mengenai komposisi
zeolit terhadap optode terutama pada kisaran
2.5 – 5 mg. Perlu dilakukan pengaruh
interferens terhadap kinerja optode.
DAFTAR PUSTAKA Al-Jabri M. 2008. Kajian metode penetapan
kapasitas tukar kation zeolit sebagai
pembenah tanah untuk lahan pertanian
terdegradasi. J Standardisasi 10 (2):56-69.
Arif Z. 2011. Karakterisasi dan modifikasi
zeolit alam sebagai bahan media
pendeteksi studi kasus: kromium
heksavalen [Tesis]. Bogor: Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Pertanian Bogor.
Armbruster T, Gunter ME. 2001. Crystal
Structures of Natural Zeolites. Di Dalam:
Bish DL, Ming DW, Ribbe PH, Rosso JJ,
editor. Reviews in Mineralogy &
Geochemistry 45 Natural Zeolite:
Occurrence, properties, Applications. New
York: Mineralogical Society of America
dan Geochemical Society. hlm 1-69.
Arvand M, Zanjanchi MA, Islamnezh A.
2009. Zeolite-Modified Carbon-Paste
Electrode as a Selective Voltammetric
Sensor for Detection of Tryptophan in
Pharmaceutical Preparations. Analytical
Letters 42: 727–738.
Asri BH. 2011. Pembuatan dan pencirian
elektroda ion selektif Ion Lu3+
dengan
ionofor 4-Dodekanadiolbis-(1-fenil-3-
metl-5-pirazolon. [skripsi]. Bogor:
Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Baral A, Engelken RD. 2002. Chromium-
based regulations and greening in metal
R² = 0.985
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
0 1 2 3
Ab
sorb
ans
[K2Cr2O7] (ppm)
10
finishing industries in the USA. Environ
Sci Pol 5: 121–133.
Castillo E, Granados M, Cortina JL. 2002.
Liquid-supported membranes in
chromium(VI) optical sensing: transport
modeling. Anal Chim Acta (464): 197 –
208.
Fardiyah Q. 2003. Aplikasi elektroda ion
selektif nitrat tipe kawat terlapis untuk
penentuan secara tidak langsung gas
[tesis]. Bandung: Program Pascasarjana,
Institut Teknologi Bandung.
Grabarczyk MR, Bas B, Korolczuk M. 2009.
Application of a renewable silver based
mercury film electrode to the
determination of Cr(VI) in soil samples.
Microchim Acta 164: 465-470.
Guell R, Fontas C, Salvado V, Antico E.
2007. Development of a selective optical
sensor for Cr(VI) monitoring in polluted
waters. Anal Chim Acta 594: 162 – 168.
Heraldy E, Hisyam SW, Sulistiono.
Characterization and activation zeolite
from Ponorogo. Indonesian Journal of
Chemistry 3(2): 91-97.
Jain AK, Gupta VK, Singh LP, Srivastavac P,
Raisonia JR. 2005. Anion recognition
through novel C-
thiophenecalix[4]resorcinarene: PVC
based sensor for chromate ions. Talanta
65: 716-721.
Kong F, Ni Y. 2009. Development of
cellulosic paper-based test strips for
Cr(VI) determination. Bioresources 4(3):
1088-1097.
Kuo S, Bembenek R. 2008. Sorption and
desorption of chromate by wood shavings
impregnated with iron or aluminum oxide.
Biorsource Technol 99: 5617–5625.
Liu B, Lu L, Wang M, Zi Y. 2008. A study of
nanostructured gold modified glassy
carbon electrode for the determination of
trace Cr(VI). J Chem Sci 120 (5): 493-498.
Lo SL, Shiue SF. 1998. Recovery of Cr(VI)
by quartenary amonium compounds.
Water Research 32 (1): 174 – 178.
Ojeda CB, Rojas FS. 2006. Recent
development in optical chemical Sensors
coupling with Flow injection analysis.
Sensor 6: 1245 – 1307.
Pardoyo, Listiana, Darmawan A. 2009.
Pengaruh perlakuan HCl pada kristalinitas
dan kemampuan adsorpsi zeolit alam
terhadap ion Ca2+
. J Sains & Matematika
17 (2): 100-104.
Scindia YM, Pandey AK, Reddy AVR,
Manohar SB. 2004. Chemically selective
membrane optode for Cr(VI)
determination in aqueous samples. Anal
Chim Acta 515: 311-321.
Silverstein RM, Bessler G, Morril TC. 1999.
Spectroscopic Identification of Organic
Compounds. Ed ke-5. New York: Jhon
Wiley and Sons.
Syafii F. 2011. Modifikasi zeolit melalui
interaksi dengan Fe(OH)3 untuk
meningkatkan kapasitas tukar anion
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan, Alam Institut Pertanian
Bogor.
Susetyaningsih R, Kismolo E, Prayitno. 2009.
Karakerisasi zeolit alam pada reduksi
kadar krom dalam limbah cair. Di dalam:
Sumber Daya Manusia Nuklir. Seminar
Nasional V; Yogayakarta, 5 November
2009. Yogyakarta: Badan Tenaga Nuklir
Nasional. Hlm 741-748.
Wang XS, Li ZZ, Tao ST. 2009. Removal of
chromium (VI) from aqueous solution
using walnut hull. J Environ Manage 90:
721-729.
Wennerstrum S, Kendrick T, Tomaka J, and
Cain J. 2002. Size reduction solutions for
hard-to-reduce materials. Powder Bulk
Eng 1 : 1-5.
Wulansari L. Karakterisasi Elektroda
Membran Termodifikasi Zeolit untuk
Pengukuran Kromium (VI) [skripsi]. 2012.
Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Yuliusman, Widodo WP, Yulianto SN, Yuda
P. 2010. Preparasi zeolit alam lampung
dengan larutan HF, HCl, dan kalsinansi
untuk adsorpsi gas CO. Seminar Rekayasa
dan Proses. Semarang: Universitas
Diponegoro.
LAMPIRAN
12
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Analisis KTK
Pengujian rentang
kerja
Analisis FTIR
Preparasi Sampel zeolit
ukuran 200 mesh
Aktivasi zeolit dengan HCl
3M
Pembuatan membran
optode
Membran optode
Pengujian pH terbaik
Karakterisasi
Zeolit
XRD SEM
Pengujian Pengaruh
jumlah zeolit
13
Lampiran 2 Hasil analisis XRD zeolit Cikalong
Lampiran 3 Data JCPDS zeolit Al-mordenit
14
Lampiran 4 Pengaruh jumlah zeolit terhadap nilai absorbans optode yang
direndam ke dalam larutan K2Cr2O7
ulangan Jumlah DPC (mg) Jumlah zeolit
(mg) Absorbans
faktor
koreksi
Absorbans
terkoreksi
0 (blangko) 5 0.203 0.192 0.011
1
5 0.0
0.367 0.170 0.197
2 0.345 0.170 0.175
3 0.345 0.170 0.175
rerata absorbans terkoreksi 0.182
1
5 2.5
0.480 0.305 0.175
2 0.431 0.305 0.126
3 0.430 0.305 0.125
rerata absorbans terkoreksi 0.142
1
5 5.0
0.515 0.301 0.214
2 0.515 0.301 0.214
3 0.534 0.301 0.233
rerata absorbans terkoreksi 0.220
1
5 7.5
0.482 0.301 0.181
2 0.488 0.301 0.187
3 0.518 0.301 0.217
rerata absorbans terkoreksi 0.195
15
Lampiran 5 Pengaruh jumlah zeolit terhadap pelunturan DPC dari optode ke
larutan sampel
ulangan massa zeolit (mg) Absorbans larutan
1
0.0
0.0270
2 0.0250
3 0.0260
rerata 0.0260
1
2.5
0.0210
2 0.0200
3 0.0220
rerata 0.0210
1
5.0
0.0310
2 0.0310
3 0.0300
rerata 0.0307
1
7.5
0.0360
2 0.0370
3 0.0350
rerata 0.0360
16
Lampiran 6 Penentuan λmaks kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 2 – 6
Kurva panjang gelombang maksimum kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 2
Kurva panjang gelombang maksimum kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 3
Kurva panjang gelombang maksimum kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 4
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ans
Panjang Gelombang (nm)
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ans
Panjang Gelombang (nm)
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ans
Panjang Gelombang (nm)
17
Lanjutan
Kurva panjang gelombang maksimum kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 5
Kurva panjang gelombang maksimum kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 6
Keterangan
: Ulangan 1
: Ulangan 2
: Ulangan 3
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ans
Panjang Gelombang (nm)
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ans
Panjang Gelombang (nm)
18
Lampiran 7 Nilai Absorbans λmaks kompleks DPC-Cr(VI) pada pH 2 – 6
ulangan pH λmaks (nm) Absorbans
1
2
425 1.2040
2 425 1.4000
3 425 1.2910
Rerata 425 1.2983
1
3
543 1.5430
2 543 1.5480
3 543 1.5490
Rerata 543 1.5467
1
4
515 1.3680
2 515 1.1530
3 514 1.2700
Rerata 514.67 1.2637
1
5
506 1.0690
2 507 1.1600
3 506 1.2730
Rerata 506.33 1.1673
1
6
514.5 1.1600
2 514 1.1600
3 513 1.2980
Rerata 513.83 1.2060
19
Lampiran 8 Absorbans optode yang direndam dalam larutan larutan K2Cr2O7
dengan konsentrasi 0.05 – 2.25 ppm
Absorbans optode (ulangan 1)
[K2Cr2O7] (ppm) CrO42-
(ppm) Absorbans Faktor
koreksi
Absorbans
Terkoreksi
0.050 0.02 0.346 0.331 0.015
0.075 0.03 0.505 0.377 0.128
0.100 0.04 0.519 0.377 0.142
0.250 0.10 0.561 0.322 0.239
0.500 0.20 0.662 0.344 0.318
0.750 0.30 0.753 0.322 0.431
1.000 0.40 0.974 0.344 0.63
1.250 0.50 1.123 0.322 0.801
1.500 0.60 1.474 0.377 1.097
1.750 0.70 1.644 0.331 1.313
2.00 0.80 1.866 0.331 1.535
2.250 0.90 1.769 0.344 1.425
Absorbans optode (ulangan 2)
[K2Cr2O7] (ppm) CrO42-
(ppm) Absorbans Faktor
koreksi
Absorbans
Terkoreksi
0.050 0.02 0.335 0.331 0.004
0.075 0.03 0.509 0.377 0.132
0.100 0.04 0.526 0.377 0.149
0.250 0.10 0.548 0.322 0.226
0.500 0.20 0.669 0.344 0.325
0.750 0.30 0.758 0.322 0.436
1.000 0.40 0.888 0.344 0.544
1.250 0.50 1.144 0.322 0.822
1.500 0.60 1.573 0.377 1.196
1.750 0.70 1.637 0.331 1.306
2.00 0.80 1.883 0.331 1.552
2.250 0.90 1.698 0.344 1.354
20
Lanjutan
Absorbans optode (ulangan 3)
[K2Cr2O7] (ppm) CrO42-
(ppm) Absorbans Faktor koreksi Absorbans
Terkoreksi
0.050 0.02 0.374 0.331 0.043
0.075 0.03 0.487 0.377 0.110
0.100 0.04 0.494 0.377 0.117
0.250 0.10 0.549 0.322 0.227
0.500 0.20 0.691 0.344 0.347
0.750 0.30 0.720 0.322 0.398
1.000 0.40 1.026 0.344 0.682
1.250 0.50 1.100 0.322 0.778
1.500 0.60 1.475 0.377 1.098
1.750 0.70 1.620 0.331 1.289
2.00 0.80 1.769 0.331 1.438
2.250 0.90 1.698 0.344 1.354