Penentuan Kapasitas Penyerapan Mn2+ oleh Zeolit Aktif

SKRIPSI

Reny Eka Nurbaya

10502029

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2007

Penentuan Kapasitas Penyerapan Mn2+ oleh Zeolit Aktif

(Determination of Adsorption Capacity of Mn2+ by Active

Zeolite)

SKRIPSI

Reny Eka Nurbaya

10502029

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2007

iii

Abstrak

Zeolit adalah salah satu mineral yang banyak kegunaannya, diantaranya sebagai katalis, zat penukar ion, melunakkan air sadah, adsorben zat warna, dan lain-lain. Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki sumber daya alam zeolit yang cukup banyak, diantaranya terdapat di Bayah (Banten), Nanggung (Bogor), Tasikmalaya, Sulawesi, dan lain-lain. Dalam penelitian ini ditentukan kondisi-kondisi optimum penyerapan ion logam Mn2+ oleh zeolit aktif. Besarnya penyerapan diukur dengan menggunakan alat FAAS (Flame Atomic Absorption Spectrophotometer). Dari hasil yang diperoleh, diketahui massa jenis zeolit yang digunakan adalah 2,17 g/mL. Asam yang paling optimum untuk mengaktifkan zeolit adalah H2SO4 1,0 M. Penyerapan optimum ion Mn2+ oleh zeolit aktif selama 3 jam dalam suasana asam dengan penambahan HCl 0,1 M mampu menyerap ion Mn2+ sebesar 0,5423 mg Mn2+/gram zeolit.

ii

Abstract

The zeolite is one of mineral which have many functionality, there are as catalyst, ion exchange, water softener, adsorb ion and molecule, etc. Indonesia is the one of country which has natural resources of zeolite, there are present at Bayah (Banten), Nanggung (Bogor), Tasikmalaya, Sulawesi, etc. In this investigation were determined optimum conditions of ion Mn2+ adsorption by active zeolite. The amount of adsorption was measured by FAAS (Flame Atomic Absorption Spectrophotometry). From the result known that the density of zeolite is 2.17 g/mL. The most optimum acid to active the zeolite is H2SO4 1.0 M. Optimum adsorption of Mn2+ by zeolite during 3 hours in acid condition with adding HCl 0.1 M able to absorb 0.5423 mg Mn2+/gram zeolite.

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

Menerangkan bahwa skripsi yang disusun oleh:

Nama : Reny Eka Nurbaya

NIM : 10502029

telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar

Sarjana Kimia

Pada tanggal ________________

Drs. Saepudin Suwarsa, M.S

NIP: 130235118

iv

v

Bukanlah sebaik-baik kamu yang bekerja untuk dunianya saja tanpa akhiratnya, dan tidak pula orang-

orang yang bekerja untuk akhiratnya saja dan meninggalkan dunianya. Dan sesungguhnya sebaik-

baiknya kamu adalah orang yang bekerja untuk (akhirat) dan untuk untuk (dunia).”

(Hadist Rasulullah SAW)

Untuk Allah Swt yang telah menciptakan ilmu.

Muhammad SAW yang memberikan teladan bagi seluruh umat.

Mamah dan Bapak tercinta.

Adik-adikku penerus generasi harapan.

vi

Ucapan Terima Kasih

Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena dengan cinta, rahmat, ridho

dan kasih sayang-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Salawat serta salam

semoga selalu terlimpah kepada taudalan sepanjang masa, Nabi Muhammad saw.

Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Drs.

Saepudin Suwarsa, M.S. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan,

pengetahuan, saran dan dukungan kepada penulis selama mengerjakan tugas akhir dan

Skripsi. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sedalam-

dalamnya kepada:

1. Kedua orang tua yang telah memberikan kasih sayang yang melimpah, do’a yang tak

putus-putus, dan perhatian yang tak berhingga.

2. Para pegawai di laboratorium Penelitian Kimia Analitik, terima kasih atas keramahan,

dan bantuannya.

3. Dosen-dosen Kimia ITB, atas ilmu pengetahuan berharga yang telah diberikan.

4. Dr. Aman S. P. M.S., atas dukungan dan bantuan saran yang telah diberikan.

5. Teman-teman satu bimbingan Tugas Akhir: Novita, Rizky, dan Faiz. Terima kasih atas

dukungan dan kebersamaan yang selama ini telah diberikan.

6. Teman-teman Kimia, Ami (terima kasih atas persaudaraan yang tulus, maafkan jika

penulis belum bisa membalasnya), Nila, Meta, Fenti, Fani, Dhian, Elviera, Nurin,

Wiwin, dan lain-lain. Terima kasih atas nasihatnya yang pernah membuat penulis tetap

berjalan di jalan-Nya.

7. Adikku, Deni Nurcahya, terima kasih atas persaudaraan yang manis selama ini.

Seorang adik di Jepang (terima kasih atas semangat yang menjadi sumber inspirasi

penulis).

8. Teman-teman asrama: Teh Arni (terima kasih atas kebaikan selama ini sejak penulis

memasuki gerbang ITB hingga sekarang), Humez (terima kasih atas masukan

pandangan-pandangannya yang luas tentang kehidupan), Nadia (terima kasih atas

bantuan di saat-saat krisis menyelesaikan skripsi ini), Dilla dan Diko (terima kasih atas

vii

canda tawa dan kebaikan yang telah diberikan). Kebaikan kalian tak akan pernah

penulis lupakan, semoga Allah membalas dengan kebaikan yang lebih melimpah.

9. Saudara-saudara di Purwakarta dan Subang, terima kasih atas do’a dan dukungannya,

maafkan jika selama ini penulis belum bisa menjadi saudara yang baik.

10. Teman-teman penelitian Laboratorium Kimia Analitik, terima kasih atas kebaikan dan

dukungannya selama ini

11. Teman-teman pengurus Kamamuki 2002, terima kasih atas ilmu, persaudaraan, dan

pengalaman yang telah diberikan.

12. Adik-adikku di bimbingan belajar PUST Risma Nahrul Hayat, PT Pupuk Kujang

Cikampek, terima kasih atas kasih sayang dan dukungan yang selama ini menjadi

sumber semangat penulis untuk tetap tersenyum.

13. TVXQ, Super Junior, NewS, Kat-tun, dan Arashi, terima kasih telah memberikan

keceriaan di saat dunia penulis tak berwarna.

Rekan-rekan dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga segala apa yang telah semua pihak lakukan mendapatkan balasan dari Allah SWT

sebagai ibadah. Penulis juga memohon maaf jika penulis banyak melakukan kesalahan

selama proses menuntut ilmu di Kimia ITB. Semoga Skripsi ini menjadi salah satu bagian

yang bisa memberikan manfaat kepada siapapun membacanya.

Bandung, 14 Juni 2007

Penulis

viii

Daftar Isi

Abstract………..…………………………………………………………………………… ..ii

Abstrak……..……………………………………………………………………………….. iii

Ucapan Terima Kasih.............................................................................................................. vi

Daftar Isi ............................................................................................................................... viii

Daftar Tabel...............................................................................................................................x

Daftar Gambar..........................................................................................................................xi

Daftar Lampiran......................................................................................................................xii

1 Pendahuluan................................................................................................................ 1

1.1 Tinjauan Masalah.........................................................................................................1

1.2 Tujuan Penelitian..........................................................................................................2

1.3 Ruang Lingkup Kajian.................................................................................................2

2 Tinjauan Pustaka..........................................................................................................3

2.1 Zeolit Alam..................................................................................................................3

2.1.1 Struktur Zeolit..............................................................................................................4

2.1.2 Penggunaan Zeolit........................................................................................................6

2.2 Adsorpsi.......................................................................................................................9

2.3 Mangan.......................................................................................................................10

2.3.1 Mangan di Alam dan Sifat-sifatnya...........................................................................10

2.3.2 Penggunaan dan Toksisitas Mangan..........................................................................11

2.4 Metode Spektrofotometri Serapan Atom...................................................................12

3 Percobaan...................................................................................................................15

3.1 Bahan dan Alat...........................................................................................................15

3.1.1 Bahan..........................................................................................................................15

3.1.2 Alat.............................................................................................................................15

3.2 Diagram Alir Percobaan.............................................................................................16

3.3 Cara Kerja..................................................................................................................17

3.3.1 Penyiapan Zeolit.........................................................................................................17

3.3.2 Penentuan Berat Jenis Zeolit......................................................................................17

3.3.3 Pembuatan Larutan Standar Ion Logam Mn2+ 1000 ppm..........................................17

3.3.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Ion Logam Mn2+.................................17

3.3.5 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit..................................18

ix

3.3.6 Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif dan Non-aktif..................................18

3.3.7 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif............18

3.3.8 Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif dalam Kondisi Netral dan Asam.....19

3.3.9 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh

Zeolit..........................................................................................................................19

3.3.10 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn2+ oleh Zeolit Aktif pada Kondisi-Kondisi

Optimum.....................................................................................................................19

4 Hasil dan Pembahasan................................................................................................20

4.1 Penyiapan Zeolit.........................................................................................................20

4.2 Penentuan Berat Jenis Zeolit......................................................................................20

4.3 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit..................................21

4.4 Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif dan Non-aktif..................................22

4.5 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif............22

4.6 Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh Zeolit Aktif dalam Kondisi Netral dan Asam.....23

4.7 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh

Zeolit..........................................................................................................................23

4.8 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn2+ oleh Zeolit Aktif pada Kondisi-Kondisi

Optimum.....................................................................................................................24

5 Kesimpulan dan Saran................................................................................................25

5.1 Kesimpulan.................................................................................................................25

5.2 Saran...........................................................................................................................25

Daftar Pustaka.........................................................................................................................26

Lampiran ................................................................................................................................28

x

Daftar Tabel

Tabel A .1 Data penentuan berat jenis zeolit..................................................................31

Tabel B.1 Data kurva kalibrasi larutan standar ion logam Mn2+...................................32

Tabel B.2 Penentuan konsentrasi optimum dari asam pengaktif zeolit.........................32

Tabel B.3 Penyerapan ion logam oleh zeolit aktif dan non-aktif...................................33

Tabel B.4 Penentuan waktu penyerapan optimum ion logam Mn2+..............................33

Tabel B.5 Penyerapan ion logam Mn2+ dalam kondisi netral dan asam........................34

Tabel B.6 Penentuan konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam Mn2+ oleh

zeolit aktif......................................................................................................34

Tabel C.1 Penentuan kapasitas penyerapan ion Mn2+ pada kondisi-kondisi

optimum........................................................................................................36

Tabel D.1 Tipe-Tipe Zeolit............................................................................................37

Tabel E.1 Saringan dan Derajat Halus Serbuk..............................................................35

xi

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Struktur Zeolit.................................................................................................5

Gambar 2.2 Bentuk kristal tiga kelompok utama zeolit......................................................6

Gambar 2.3 Ilustrasi proses adsorpsi oleh zeolit.................................................................8

Gambar 2.4 Ilustrasi proses pertukaran ion oleh zeolit.......................................................8

Gambar 2.5 Kristal mangan..............................................................................................11

Gambar 2.6 Rangkaian alat SSA.......................................................................................13

Gambar 2.7 Diagram alir penelitian..................................................................................16

Gambar 2.8 Proses dealuminasi........................................................................................21

Gambar 4.1 Kurva penentuan konsentrasi optimum dari asam pengaktif zeolit..............22

Gambar 4.2 Kurva penentuan waktu penyerapan optimum ion logam Mn2+...................23

Gambar 4.3 Kurva penentuan konsentrasi asam untuk kondisi penyerapan ion logam

Mn2+ oleh zeolit aktif....................................................................................24

Gambar 4.4 Kurva penentuan kapasitas penyerapan ion Mn2+ pada kondisi-kondisi

optimum........................................................................................................24

Gambar B.1 Kurva kalibrasi larutan standar ion logam Mn2+...........................................30

xii

Daftar Lampiran

A Penentuan Berat Jenis Zeolit .....................................................................................31

B Kondisi Optimum Penyerapan.................................................................................. 32

B.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Ion Logam Mn2+.................................32

B.2 Penentuan Konsentrasi Optimum dari Asam Pengaktif Zeolit..................................32

B.3 Penyerapan Ion Logam oleh Zeolit Aktif dan non-aktif............................................33

B.4 Penentuan Waktu Penyerapan Optimum Ion Logam Mn2+........................................33

B.5 Penyerapan Ion Logam Mn2+ dalam Kondisi Netral dan Asam.................................34

B.6 Penentuan Konsentrasi Asam untuk Kondisi Penyerapan Ion Logam Mn2+ oleh

Zeolit..........................................................................................................................34

C Penentuan Kapasitas Penyerapan Ion Mn2+ pada Kondisi-Kondisi Optimum...........36

D Jenis-Jenis Zeolit......................................................................................................37

E Saringan dan Derajat Halus Serbuk...........................................................................39