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