TUGAS PAPER

DEALUMINASI ZEOLIT ALAMMELALUI PENAMBAHAN ASAM DAN OKSIDATOR

Dikerjakan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah

Elusidasi Senyawa Anorganik

Disusun Oleh :

Sugiarti Norvia 24030110130052

Erwin Nur Cahyanto 24030110120047

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013

ABSTRAK

Sampai saat ini zeolit tetap menjadi primadona sebagai bahan penapis molekuler atau adsorben. Umumnya zeolit alam perlu diberi perlakuan tertentu bila akan digunakan sebagai adsorben, karena rasio Si/Al rendah dan mengandung unsur-unsur pengotor yang harus diminimalkan pengaruhnya. Oleh karena itu perlu dilakukan dealuminasi. Salah satu metode dealuminasi adalah pengasaman dan untuk memaksimalkannya ditambah dengan oksidator KMnO4.

Prosedur kerja penelitian ini meliputi dealuminasi zeolit alam menggunakan H2SO4 dan HCl serta ditambah dengan oksidator KMnO4. Selanjutnya dilakukan karakterisasi terhadap zeolit sebelum dan sesudah perlakuan dealuminasi menggunakan spektrofotometer inframerah (IR), difraktometer sinar-x (XRD) dan spektroskopi serapan atom (AAS).

Dari hasil interpretasi terhadap data spektra inframerah maupun difraktogram XRD menunjukkan bahwa zeolit alam yang digunakan termasuk jenis mordenit. Dari data penentuan kadar unsur menggunakan AAS diperoleh hasil bahwa pada dealuminasi menggunakan H2SO4 dan KMnO4 mampu menaikkan rasio Si/Al dari 2,852 menjadi 11-12. sedangkan dengan menggunakan HCl rasio Si/Al naik menjadi 9,945.

Kata kunci: dealuminasi; zeolit alam; pengasaman; oksidator

BAB IPENDAHULUAN

Zeolit merupakan mineral alam yang jumlahnya berlimpah di Indonesia. Melimpahnya deposit zeolit alam memberikan kemudahan untuk mengeksplorasinya. Zeolit mempunyai rongga yang berhubungan dengan lainnya membentuk saluran-saluran (chanel) ke segala arah dengan ukuran saluran tergantung pada garis tengah logam M. Di dalam saluran tersebut dapat terisi air yang disebut air kristal yang dapat lepas dengan adanya pemanasan. Struktur tiga dimensi yang unik ini menawarkan rentang difusivitas yang luas yang merupakan bagian bentuk selektivitas material karena hanya mampu mengadsorbsi molekul-molekul yang berbentuk dan berukuran sama (Augustine, 1996), bahkan zeolit dapat dimanfaatkan untuk memperoleh normal parafin dari berbagai timbunan umpan hidrokarbon (Sukandarrumidi, 1999).

Dengan mengkaji sifat-sifat zeolit dapat dikatakan bahwa zeolit dapat menggantikan adsorben seperti silika gel. Dalam penelitian ini diupayakan untuk meningkatkan rasio Si/Al yaitu dengan metode dealuminasi melalui pengasaman dan penambahan oksidator. Perlakuan dealuminasi mengacu pada Sriyanti (2000).

Aktivasi kimia dilakukan melalui proses dealuminasi. Dealuminasi merupakan proses pelepasan atom Al dari zeolit. Dealuminasi ini dilakukan untuk meningkatkan rasio Si/Al. meningkatnya rasio Si/Al berarti juga akan meningkatkan situs asam dari zeolit itu sendiri. Situs asam ini merupakan situs yang berfungsi sebagai sisi aktif pada zeolit. Dengan meningkatnya situs asam berarti juga meningkatkan keaktivan zeolit. Pada percobaan ini deluminasi dilakukan dengan penambahan HCl. Selain menyebabkan terjadinya dealuminasi, penambahan asam ini dapat membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dipertukarkan.

Proses aktivasi fisika dilakukan dengan pemanasan (kalsinasi). Kalsinasi zeolit dimaksudkan untuk meningkatkan sifat-sifat khusus zeolit dengan cara menghilangkan unsur-unsur pengotor dan menguapkan air yang terperangkap dalam pori kristal zeolit.

Pengaruh proses dealuminasi terhadap keasaman zeolit dapat diketahui dengan membandingkan nilai keasaman zeolit yang mengalami dealuminasi (Zeolit Alam /ZA) dengan Zeolit Alam yang mengalami dealuminasi (Zeolit Alam Aktif /ZAA). Zeolit alam yang digunakan dalam percobaan ini adalah mordenit.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Zeolit

Zeolit merupakan mineral hasil tambang yang bersifat lunak dan mudah kering. Warna dari zeolit adalah putih keabu-abuan, putih kehijau-hijauan, atau putih kekuning-kuningan. Ukuran kristal zeolit kebanyakan tidak lebih dari 10–15 mikron (Mursi Sutarti, 1994)

Zeolit terbentuk dari abu vulkanik yang telah mengendap jutaan tahun silam. Sifat-sifat mineral zeolit sangat bervariasi tergantung dari jenis dan kadar mineral zeolit. Zeolit mempunyai struktur berongga biasanya rongga ini diisi oleh air serta kation yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu. Oleh karena itu zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekuler, senyawa penukar ion, sebagai filter dan katalis.

Kerangka dasar struktur zeolit terdiri dari unit-unit tetrahedral [AlO4] dan [SiO4] yang saling berhubungan melalui atom O (Barrer, 1987).

Dalam struktur tersebut Si4+ dapat diganti Al3+ (gambar 2), sehingga rumus umum komposisi zeolit dapat dinyatakan sebagai berikut :

Mx/n [(AlO2)x(SiO2)y] m H2O (Lesley dkk, 2001 : 238)Dimana : n     = Valensi kation M (alkali / alkali tanah)x, y = Jumlah tetrahedron per unit selm    = Jumlah molekul air per unit selM   = Kation alkali / alkali tanah

Zeolit dibedakan menjadi 2 jenis yaitu zeolit alam dan zeolit buatan. Zeolit alam terbentuk karena adanya perubahan alam (zeolitisasi) dari bahan vulkanik dan dapat digunakan secara langsung untuk berbagai keperluan, namun daya jerap maupun daya tukar ion zeolit ini belum maksimal. Untuk memperoleh zeolit dengan daya guna tinggi

diperlukan suatu perlakuan yaitu dengan aktivasi. Sedangkan zeolit buatan merupakan hasil rekayasa manusia secara proses kimia yang bisa dimodifikasi sesuai kebutuhan.

Proses aktivasi zeolit alam dapat dilakukan dengan 2 cara, yang pertama yaitu secara fisika melalui pemanasan dengan tujuan untuk menguapkan air yang terperangkap di dalam pori-pori kristal zeolit, sehingga luas permukaannya bertambah (Khairinal, 2000). Proses pemanasan zeolit dikontrol, karena pemanasan yang berlebihan kemungkinan akan menyebabkan zeolit tersebut rusak.

Yang kedua aktivasi zeolit secara kimia dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Proses aktivasi zeolit dengan perlakuan asam HCl pada konsentrasi 0,1N hingga 11N menyebabkan zeolit mengalami dealuminasi dan dekationisasi yaitu keluarnya Al dan kation-kation dalam kerangka zeolit. Aktivasi asam menyebabkan terjadinya dekationisasi yang menyebabkan bertambahnya luas permukaan zeolit karena berkurangnya pengotor yang menutupi pori-pori zeolit. Luas permukaan yang bertambah diharapkan meningkatkan kemampuan zeolit dalam proses penjerapan (Weitkamp, 1999). Menurut Hamdan yang dikutip oleh Dina tingginya kandungan Al dalam kerangka zeolit menyebabkan kerangka zeolit sangat hidrofilik. Sifat hidrofilik dan polar dari zeolit ini merupakan hambatan dalam kemampuan penjerapannya. Proses aktivasi dengan asam dapat meningkatkan kristalinitas, keasaman dan luas permukaan (Hari, 2001 yang dikutip oleh Dina).

2.2 Mordenit

Mordenit merupakan mineral zeolit yang langka, dengan rumus empiris (Ca,Na2,K2)Al2Si10O24•7(H2O).Sistem Kristal Mordenit adalah ortorombik. Mineral ini biasanya ditemukan di dalam batuan volcanik bersamasamadengan Stilbit dan Heulandit. Ditemukan pertamakali oleh Henry How, dan nama Heulandit diberikan berdasarkan nama suatu komunitas “Morden”. Mordenit merupakan salah satu jenis zeolit alam dengan rasio Si/Al yang tinggi. Hal ini menyebabkan mordenit memiliki stabilitas termal yang tinggi. Dehidrasi terjadi pada range 80 – 4000C.

2.3 Dealuminasi

Dealuminasi merupakan proses pelepasan atom Al dari zeolit. Dealuminasi dilakukan untuk megoptimumkan kandungan Alumunium dalam zeolit sehingga lebih stabil pada suhu tinggi. Dealuminasi juga dimaksudkan untuk mengontrol aktivitas keasaman maupun selektivitas zeolit. Perbandingan antara silika dan alumina yang tinggi menyebabkan aktivitas adsorpsi meningkat (Trisunaryanti, 1991). Jumlah situs asam Bronsted dari zeolit akan bertambah dengan bertambahnya kandungan alumunium didalamnya. Katalis zeolit dengan kandungan Al yang tinggi mempunyai kestabilan yang rendah pada suhu tinggi. Maka untuk mengoptimumkan kandungan Al dalam zeolit dilakukan dengan cara dealuminasi. Dealuminasi pada zeolit dapat dilakukan salah satunya dengan cara mereaksikannya dengan larutan asam, misalnya HNO3, HCl, atau H2SO4. Alumunium dalam zeolit dapat terekstrak dengan penambahan asam. Perlakuan

asam pada dasarnya untuk meningkatkan rasio Si/Al. larutan HCl dapat mengekstrak alumunium dalam zeolit karena HCl dapat bereaksi dengan alumina.

2.4 Kalsinasi

Kalsinasi merupakan proses pemanasan suatu benda hingga temperaturnya tinggi, tetapi masih di bawah titik lebur untuk menghilangkan kandungan yang dapat menguap. Proses aktivasi zeolit melalui kalsinasi menyebabkan pelepasan air sehingga luas permukaan pori – pori zeolit bertambah yang meningkatkan kemampuan untuk adsrpsi. Kalsinasi zeolit dimaksudkan untuk meningkatkan sifat-sifat khusus zeolit dengan cara menghilangkan unsur-unsur pengotor dan menguapkan air yang terperangkap dalam pori kristal zeolit. Adapun reaksi yang terjadi selama kalsinasi adalah sebagai berikut:

membakar aditif organic pada suhu tinggiKalsinasi Reaksi:CO2 + H2OOrganik + O2 + suhu tinggi Pengeringan zeolit biasanya dilakukan dalam ruang hampa dengan menggunakan

gas atau udara kering nitrogen atau methana dengan maksud mengurangi tekanan uap airterhadap zeolit itu sendiri.

Zeolit dipanaskan untuk menghilangkan kandungan air dan bahan pengotor lainnya, sehingga menghasilka pori – pori yang bersih dan luas permukaan pori yang lebih besar. Kalsinasi dilakukan dengan meletakkan zeolit di dalam pipa nuccel dan dipanaskan dengan furnace. Dalam proses ini dialirkan pula gas N2 untuk mendorong impuritas keluar dari pori - pori zeolit.

Proses kalsinasi dilakukan dengan memasukkan zeolit hasil dealuminasi ke dalam pipa nuccel. Zeolit ini kemudian dipanaskan di dalam furnace bersuhu 600oC selama 5 jam. Waktu kalsinasi dihitung setelah tercapai suhu 600oC. Selama proses kalsinasi dialirkan pula gas N2 dengan laju alir 1L/menit.

2.4 Spektroskopi Infra Merah

Hampir semua senyawa yang memiliki ikatan kovalen baik organik maupun anorganik akan menyerap radiasi elektromagnetik dalam spektrum infra merah (Sastrohamidjojo, 1992). FT-IR merupaka alat yang dapat digunakan untuk karakterisasi zeolit, karena dapat memberikan informasi tentang keberadaan unit bangun tetrahedral pada zeolit. Spektra IR yang biasa digunakan untuk keperluan ini adalah daerah pada frekuensi 200 – 3400 cm-1. Daerah ini dapat dibagi menjadi daerah utama yaitu:

Jenis Vibrasi Vibrasi Internal (cm-1) Vibrasi Eksternal (cm-1)Rentang asimetrik 1250-950 1150-1050Rentang simetrik 720-650 820-750Vibrasi cincin ganda - 650-500Vibrasi tekuk TO4 500-420 -Vibrasi pori terbuka - 420-300

Semua vibrasi rentangan diatas sangat sensitive untuk analisis struktur dan komposisi senyawa zeolit. Pergeseran frekuensi rentangan asimetri (1000-1100 cm-1) berhubungan dengan fraksi Al kerangka. Penurunan frekuensi terjadi apabila terjadi substitusi Si oleh Al.

BAB IIIMETODE PENELITIAN

Tahap I : Penyiapan sampel Zeolit alam digerus sampai halus dan diayak dengan ukuran 100-200 mesh.

Selanjutnya dipanaskan dalam oven pada temperatur 110oC selama 5 jam.

Tahap II : Dealuminasi zeolit alam 1. Sebanyak 50 gr zeolit ditambah 100 ml H2SO4 6M dan 100 ml KMnO4 0,5 M.

Campuran dipanaskan pada temperatur 80oC selama 4 jam. Selanjutnya dicuci sampai netral dan dikeringkan pada temperatur 110oC selama 5 jam (KODE A1).

2. Sebanyak 50 gr zeolit ditambah 100 ml H2SO4 6 M dan 100 ml KMnO4 0,5 M. Campuran dipanaskan pada temperatur 80oC selama 4 jam, didiamkan semalam pada temperatur kamar. Selanjutnya dicuci dengan akuades sampai netral dan dikeringkan pada pada temperatur 110oC selama 5 jam (KODE A2).

3. Hasil no. 1 segera ditambah dengan 100 ml H2SO4 6 M dan dipanaskan pada temperatur 80oC selama 5 jam dengan pengadukan perlahan. Kemudian dicuci dengan akuades sampai netral. Selanjutnya ditambah 150 ml HCl 6 M dan dipanaskan pada temperatur 80oC selama 3 jam dengan pengadukan perlahan. Hasil dicuci dengan akuades sampai netral dan dikeringkan pada tempeartur 110oC selama 5 jam (KODE A3).

4. Sebanyak 50 gr zeolit ditambah 100 ml HCl 6 M, kemudian ditambah 100 ml KMnO4 0,5 M. Campuran ini dipanaskan pada temperatur 80oC selama 4 jam. Selanjutnya dicuci dengan akuades sampai netral dan dikeringkan pada temperatur 110oC selama 5 jam. (KODE A4).

Tahap III : Karakterisasi zeolit alam dan hasil dealuminasi Karakterisasi dilakukan terhadap zeolit alam sebelum dan sesudah proses

dealuminasi yaitu rasio Si/Al menggunakan spektroskopi serapan atom (AAS), kristalinitas menggunakan XRD-600 Shimadzu dan perubahan struktur menggunakan spektroskopi infra merah (IR).

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Karakter zeolit alam

3.1.1 Interpretasi difraktogram XRD zeolit alam

Karakterisasi dengan menggunakan difraksi sinar-x (XRD) merupakan hal yang vital karena digunakan sebagai identifikasi kualitatif dari zeolit. Dari pola difraktogram XRD dapat diketahui “sidik jarinya”, yang memberikan informasi tentang mikrostruktur suatu kristal yaitu fasa kemurniannya dan perubahan kisi kristal.

Kerangka struktur zeolit dibentuk oleh tetrahedral alumina (AlO4)- dan tetrahedral silikat (SiO4)4- . Satuan bangun tetrahedral yang membentuk zeolit sangat bervariasi dari yang paling sederhana yaitu cincin empat tunggal sampai yang kompleks yaitu polihedral. Menurut Berck (1974), zeolit sebagai mineral alam maupun zeolit sintetik diklasifikasikan berdasarkan tipe satuan bangun penyusunnya. Masing-masing klas zeolit mempunyai kristalinitas yang berbeda yang ditandai dengan munculnya puncak-puncak khas pada sudut dan basal spacing tertentu pada difraktogramnya.

Dalam penelitian ini, zeolit alam yang digunakan sebagai adsorben mempunyai puncak puncak utama pada sudut 2seperti tertera pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Difraktogram XRD zeolit alam yang digunakan

Dengan membandingkan data yang diperoleh dengan data x-ray powder yang terdapat pada Berck (1974) dan data dari JCPDS 2001 diketahui bahwa zeolit alam ini termasuk jenis mordenit dengan rumus umum (Ca, Na2, K2)Al2Si10O24.7H2O yaitu kalsium aluminium silikat hidrat. Berdasarkan strukturnya zeolit ini termasuk grup 6 yang tersusun oleh satuan bangun

sekunder (SBU) berupa kompleks 5-1, T8O16 yaitu 5 cincin tetrahedral SiO4 dan tetrahedral AlO4 tunggal.

3.1.2 Interpretasi spektra inframerah zeolit alam

Pada penelitian ini salah satu karakterisasi zeolit alam dilakukan dengan spektroskopi inframerah, karena dengan metode ini dapat diketahui karakter strukturnya. Dari sini akan diperoleh informasi tentang panjang pendeknya ikatan yang disebabkan oleh lattice coupling electrotatic dan pengaruh lainnya. Frekuensi vibrasi daerah tengah/sedang inframerah adalah 300-1300 cm-1. Pada daerah ini memberikan informasi tentang komposisi dan kondisi tetrahedra SiO4

4- atau AlO45- pada zeolit alam. Hasil karakterisasi zeolit alam dengan

spektroskopi inframerah dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Spektra inframerah zeolit alam

Dari tabel 3.1 terlihat bahwa zeolit alam ini tidak mempunyai vibrasi eksternal D4R dan D6R. Hal ini menunjukkan bahwa dalam zeolit alam tidak mengandung cincin-4 ganda (D4R) dan atau cincin-6 ganda (D6R), artinya keduanya bukanlah satuan bangun sekunder yang menyusun kerangka zeolit ini. Sebagaimana data yang diperoleh dari difraktogram XRD terdapat kesesuaian bahwa zeolit alam yang digunakan ini adalah jenis mordenit dengan struktur kompleks 5-1, T8O16. Puncak-puncak yang muncul pada frekuensi di atas 1250 cm-1 bukanlah puncak karakteristik zeolit, dalam hal ini muncul puncak pada 1637,5 cm-1 merupakan vibrasi rentangan C=O, 3421,5 cm-1 merupakan vibrasi rentangan OH.

Berdasarkan hasil pengukuran dengan spektroskopi serapan atom diketahui bahwa zeolit alam ini mempunyai rasio Si/Al = 2,852. Data dari penelitian ini sedikit berbeda dengan yang dikemukan oleh Berck bahwa zeolit jenis mordenit umumnya mempunyai rasio Si/Al = 4,17 – 5,0. Hal ini menunjukkan bahwa zeolit alam yang digunakan mempunyai kandungan alumina relatif lebih tinggi. Namun kondisi ini cukup wajar, mengingat zeolit merupakan mineral batuan alam yang kandungan unsur-unsurnya berbeda tergantung lokasinya. Seperti telah diuraikan pada bab sebelumnya bahwa

dengan tingginya kadar alumina berarti zeolit ini mempunyai kepolaran relatif tinggi atau bersifat hidrofilik.

Sebagai material berpori, zeolit jenis mordenit juga mempunyai kemampuan sebagai penapis molekuler/molecular sieve atau sebagai adsorben. Terdapat dua hal penting yang menentukan sifat zeolit sebagai adsorben yaitu (1) adanya pori, rongga dan saluran yang merupakan bagian dari bentuk tiga dimensi. Bagian ini memberikan kontribusi interaksi fisik terhadap materi yang diadsorp. (2) sifat permukaan yang ditentukan oleh keberadaan Si dan Al. Bagian ini memberikan kontribusi interaksi kimia terhadap materi yang diadsorp.

3.2 Dealuminasi zeolit alam

3.2.1 Analisis rasio Si/Al zeolit alam hasil dealuminasi

Zeolit yang digunakan sebagai sampel dalam penelitian ini mempunyai rasio Si/Al relatif rendah atau kandungan aluminanya tinggi, jadi sifat permukaannya adalah hidrofilik. Mengingat materi yang diadsorp adalah senyawa aromatik yang mempunyai sifat kepolaran rendah, maka perlu dilakukan pengurangan polaritas terhadap zeolit alam dengan cara mengurangi kandungan aluminanya. Dalam penelitian ini, pengurangan kandungan alumina dalam kerangka zeolit dilakukan melalui dealuminasi.

Pada penelitian ini hasil pengukuran rasio Si/Al terhadap zeolit alam setelah proses dealuminasi dapat dilihat pada tabel 3.2. Dealuminasi tertinggi terjadi pada zeolit A3, pada sampel ini zeolit alam mengalami dua kali proses pengasaman yaitu dengan H2SO4 kemudian dengan HCl dan waktu interaksi dengan asam lebih lama, sehingga alumina yang keluar dari kerangka zeolit lebih banyak. Namun kenaikan rasio Si/Al pada zeolit A3 tidak signifikan dibandingkan zeolit A1 dan A2. Baik zeolit A1 maupun A2, keduanya diberi asam H2SO4 dan KMnO4 serta waktu refluks 4 jam pada temperatur 80oC. Selanjutnya untuk zeolit A2 didiamkan selama semalam pada temperatur kamar. Ternyata rasio Si/Al untuk zeolit A2 sedikit lebih tinggi dibanding A1. Jika zeolit A1, A2 dan A3 dibandingkan dengan zeolit A4, maka rasio Si/Al untuk zeolit A4 paling rendah. Kemungkinan hal ini dikarenakan pada zeolit A4

dealuminasi menggunakan HCl dan KMnO4 dengan waktu refluks 4 jam pada temperatur 80oC. Jadi dapat dikatakan bahwa untuk waktu dan temperatur yang sama penggunaan H2SO4 sebagai agen dealuminasi lebih efektif dibandingkan HCl.

Interaksi asam dengan permukaan zeolit mengakibatkan keluarnya spesies alumina dari zeolit. Ion H+ yang berasal dari asam mempengaruhi elektron bebas pada atom O untuk membentuk ikatan koordinasi. Dengan demikian pada Al-O akan kekurangan elektron sehingga akan bersifat lebih polar dan tidak sekuat sebelumnya, sehingga Al akan putus dari ikatannya.

3.2.2 Interpretasi spektra inframerah terhadap zeolit alam hasil dealuminasi

Menurut Hamdan (1992) semua pita yang disebabkan oleh vibrasi internal dalam kerangka adalah sensitif terhadap struktur dan komposisi kerangka. Dengan naiknya kandungan Si atau dengan kata lain dengan naiknya rasio Si/Al, intensitas pita pada daerah 300 – 1300 cm-1 akan berkurang dan bergeser ke frekuensi yang lebih tinggi. Vibrasi kerangka juga sensitif terhadap jenis dan muatan kation penyeimbang muatan.

Perubahan struktur pada zeolit setelah perlakuan dealuminasi dapat diamati dari spektra inframerahnya. Dalam penelitian ini perubahan spektra inframerah dari zeolit hasil dealuminasi dapat dilihat pada gambar 5.4. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat pergeseran frekuensi atau bilangan gelombang pada daerah rentangan asimetris O-Si-O dan O-Al-O. Pergeseran tersebut terjadi dari frekuensi 1066,6 cm-1 menjadi 1082,0 cm-1 pada A1, 1076,2 cm-1 pada A2, 1089,7 cm-1 pada A3 dan 1082,0 cm-1 pada A4. Untuk daerah rentangan simetris O-Si-O dan O-Al-O yang terdapat pada frekuensi 796,5 cm-1

tidak mengalami pergeseran kecuali pada A2, dan pergeserannyapun sangat kecil yaitu hanya 2,1. cm-1. Untuk daerah vibrasi tekuk Si-O dan Al-O yaitu 441,7 cm-1 terjadi pergeseran menjadi 447,5 cm-1 pada A1, 414,7 cm-1 pada A2, 443,6 cm-1 pada A3 dan 455,1 cm-1 pada A4. Hampir semua pita pada zeolit hasil dealuminasi yang telah disebutkan di atas mengalami pengurangan intensitas bila dibandingkan dengan pita zeolit sebelum proses dealuminasi. Jadi dengan

adanya berkurangnya spesies alumina dari kerangkan zeolit menyebabkan pergeseran frekuensi dan pengurangan intensitas pita spektra inframerah, hal ini sesuai dengan teori yang dikemukakan oleh Hamdan.

A1

A2

A3

A4

Gambar 3 .4 Spektra inframerah zeolit alam sesudah dealuminasi

3.2.3 Interpretasi difraktogram XRD zeolit alam hasil dealuminasi

Kerangka struktur zeolit dibentuk oleh tetrahedral alumina (AlO4)- dan tetrahedral silikat (SiO4)4-. Masingmasing klas zeolit mempunyai kristalinitas yang berbeda yang ditandai dengan munculnya puncak-puncak khas pada sudut tertentu pada difraktogramnya. Dengan adanya peristiwa dealuminasi, maka sebagian kerangka zeolit akan mengalami perubahan. Hal ini akan berakibat pada perubahan kristalinitasnya. Perubahan data difraktogram XRD zeolit alam sebelum dan sesudah proses dealuminasi

dapat diketahui dengan membandingkan difraktogramnya, gambar selengkapnya dapat dilihat pada gambar 3.5. Pada zeolit hasil dealuminasi baik A1, A2, A3 maupun A4 puncak-puncak dengan sudut 2ϴ < 10 sebagian tidak muncul. Puncak pada 2 ϴ = 18,9400o juga tidak muncul pada sampel setelah dealuminasi. Beberapa puncak pada sudut antara 25- 30o juga tidak muncul. Perubahan yang cukup signifikan terdapat pada zeolit A3. Pada sampel ini banyak puncak-puncak yang hilang dan jumlah puncak yang muncul relatif lebih sedikit dibanding ketiga zeolit lainnya dan zeolit sebelum dealuminasi. Selain itu perubahan yang dapat diamati adalah pengurangan intensitas puncak pada zeolit A1, A2 dan A4. Untuk zeolit A3 puncak-puncak yang muncul pada 2 ϴ < 250, hampir semua intensitas puncak mengalami penurunan, sedangkan puncak dengan sudut 2 ϴ > 250 intensitasnya sedikit bertambah. Jadi jelas bahwa adanya peristiwa dealuminasi mengakibatkan meningkatnya rasio Si/Al. Keadaan ini turut mempengaruhi kristalinitasnya, terbukti dari difraktogram XRDnya hampir semua puncak mengalami penurunan intensitas dan bahkan sebagian puncak tidak muncul.

BAB VPENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil interpretasi terhadap data spektra inframerah maupun difraktogram XRD menunjukkan bahwa zeolit alam yang digunakan termasuk jenis mordenit. Dari data penentuan kadar unsur menggunakan AAS diperoleh hasil bahwa pada dealuminasi menggunakan H2SO4 dan KMnO4 mampu menaikkan rasio Si/Al dari 2,852 menjadi 11-12. sedangkan dengan menggunakan HCl rasio Si/Al naik menjadi 9,945.

Pada interpretasi IR, dapat dikatakan bahwa untuk waktu dan temperatur yang sama penggunaan H2SO4 sebagai agen dealuminasi lebih efektif dibandingkan HCl.

DAFTAR PUSTAKA

Augustine, R.L, 1996, “Heterogeneous Catalysis For The Synthetic Chemist”, 1st Edition, Marcel Dekker, Inc. New York.

Berck, D.W., 1974, “Zeolite Molecular Sieve, Structure Chemistry and Use”, John Willey and Sons, New York.

Hamdan, H., 1992, “Introduction to Zeolite Synthesis, Characterization and Modification”, 1st Edition, Universiti Teknologi Malaysia, Kualalumpur. JCPDS, 2001, “International Center for Diffraction Data”.

Sriatun, Dkk., 2005, “Dealuminasi Zeolit Alam Cipatujah melalui Penambahan Asam dan Oksidator”,Universitas Diponegoro Semarang, Indonesia, JSKA.Vol.VIII.No.2.

Sriyanti, 2000, “Impregnasi 2-Merkaptobenzotiazol pada Zeolit Alam dan Pemanfaatannya pada adsorpsi selektif Kadmium (II) dan Besi (III) dalam Medium Air, Thesis S-2, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Sukandarrumidi, 1999, “ Bahan Galian Industri”, Cetakan pertama, Gajah Mada Press, Yogyakarta.