G08rfe.pdf

PENGARUH ION Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ PADA PENJERAPAN KROMIUM TRIVALEN OLEH ZEOLIT LAMPUNG

RITA FEBRIANTI

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

ABSTRAK RITA FEBRIANTI. Pengaruh Ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ pada Penjerapan Kromium Trivalen oleh Zeolit Lampung. Dibimbing oleh ETI ROHAETI dan BETTY MARITA SOEBRATA. Industri penyamakan kulit menghasilkan limbah yang mengandung kromium trivalen (Cr3+). Logam berat ini teroksidasi menjadi kromium heksavalen yang bersifat toksik. Salah satu upaya untuk mengurangi limbah kromium ialah mengendapkannya dengan basa seperti NaOH. Akan tetapi, cara ini hanya efektif saat konsentrasinya tinggi, sehingga untuk limbah kromium berkadar rendah harus digunakan cara lain seperti penjerapan oleh zeolit. Kemampuan zeolit menjerap kromium dipengaruhi oleh kationkation lain yang ada di dalam limbah. Dalam penelitian ini, pengaruh ion-ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ pada penjerapan Cr3+ oleh zeolit lampung dipelajari dengan metode penjerapan tumpak (batch). Tahapan analisisnya meliputi penjerapan larutan tunggal (Cr3+, Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+) dan larutan campuran (Cr3+/Na+, Cr3+/K+, Cr3+/Mg2+, dan Cr3+/Ca2+). Diperoleh bahwa urutan selektivitas penjerapan zeolit lampung terhadap larutan kation tunggal ialah Cr3+>K+>Na+>Ca2+>Mg2+, dengan nilai kapasitas jerapan maksimum berturut-turut sebesar 10.67, 2.96, 2.63, 2.09, dan 0.41 mg/g. Dalam larutan campuran, urutan ion yang memengaruhi penjerapan kromium adalah Mg2+>K+>Ca2+>Na+. Hal ini ditunjukkan oleh berkurangnya nilai kapasitas jerapan maksimum terhadap Cr3+ menjadi sebesar 8.50, 8.96, 9.06 dan 9.07 mg/g berturut-turut untuk larutan campuran Cr3+/Mg2+, Cr3+/K+, Cr3+/Ca2+ dan Cr3+/Na+. Zeolit lampung lebih selektif terhadap ion trivalen dibandingkan ion monovalen dan divalen. Faktor ukuran ion lebih memengaruhi selektivitas dibandingkan dengan faktor muatan ion. Campuran larutan kromium dengan larutan Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ dapat menurunkan kapasitas jerapan maksimum kromium.

ABSTRACT RITA FEBRIANTI. Effect of Na+, K+, Mg2+, and Ca2+ Ions to Chromium Trivalent Adsorption by Lampung’s Zeolite. Supervised by ETI ROHAETI and BETTY MARITA SOEBRATA. Tanning industries produce waste containing chromium trivalent (Cr3+). This heavy metal can be oxidized to chromium hexavalent which is toxic. One of the efforts to reduce chromium waste is by precipitating it with base, such as NaOH. However, this way is only effective at high concentration, and for low concentration of chromium, is needed other way such as adsorption with zeolite. Adsorption capacity of zeolite towards Cr3+ was influenced by the existence of other metal ions such as Na+, K+, Mg2+, and Ca2+. In this research, the effect of Na+, K+, Mg2+, and Ca2+ ions to Cr3+ adsorption on lampung’s zeolite were studied with batch adsorption. The analysis included single solution (Cr3+, Na+, K+, Mg2+, and Ca2+) and mixture solution adsorption (Cr3+/Na+, Cr3+/K+, Cr3+/Mg2+, and Cr3+/Ca2+). It was found that lampung’s zeolite towards single solutions selectivities was Cr3+>K+>Na+>Ca2+>Mg2+, with maximum adsorption capacities of 10.67, 2.96, 2.63, 2.09, and 0.41 mg/g, respectively. In mixture solutions, the order of ions influencing Cr3+ adsorption was Mg2+>K+>Ca2+>Na+. It was shown by decreasing maximum adsorption capacity values of Cr3+ to 8.50, 8.96, 9.06 and 9.07 mg/g for Cr3+/Mg2+, Cr3+/K+, Cr3+/Ca2+ and Cr3+/Na+, respectively. Lampung’s zeolite was more selective to the trivalent ion than divalent and the monovalent ion. Zeolite selectivity more influenced by ion size factor rather than ion charge factor. Metal ions mixture of Na+, K+, Mg2+, and Ca2+ will reduce chromium maximum adsorption capacity.

PENGARUH ION Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ PADA PENJERAPAN KROMIUM TRIVALEN OLEH ZEOLIT LAMPUNG

RITA FEBRIANTI

Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

: Pengaruh Ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ pada Penjerapan Kromium Trivalen oleh Zeolit Lampung Nama : Rita Febrianti NIM : G44203003

Judul

Menyetujui,

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Dr. Eti Rohaeti, M.S. 131 663 051

Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si. 131 694 523

Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

PRAKATA Alhamdulillahirobil’alamin, puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan selama bulan Juni 2007 sampai November 2007, tema yang dipilih ialah Pengaruh Ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ pada Penjerapan Kromium Trivalen oleh Zeolit Lampung. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr. Eti Rohaeti, M.S. dan Ibu Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si selaku pembimbing atas segala saran, kritik, dorongan, dan bimbingannya selama penelitian dan dalam penyusunan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pak Eman, Ibu Nunung, Pak Kosasih, Pak Dede, Pak Ridwan, serta seluruh staf Kimia Analitik atas fasilitas dan kemudahan yang diberikan. Selain itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan di Laboratorium Kimia Analitik dan rekan-rekan di Pondok Molekul atas semangat dan saran selama penelitian. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua tercinta (Bapak dan Mama), adikku (Devi, Winda, dan Fitra), serta seluruh keluarga atas kasih sayang, dorongan dan doanya, serta semua teman-teman khususnya Nurul, Lia, Noerhayati, Utin dan Siti atas dukungan dan kebersamaannya, serta rekan-rekan kimia angkatan ’40. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Maret 2008

Rita Febrianti

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Subang tanggal 18 Februari 1985 dari ayah Thoyib Hadiwijaya dan ibu Mia Mulyati. Penulis merupakan putri pertama dari empat bersaudara. Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 01 Ciasem dan pada tahun yang sama lulus dari seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Analitik Layanan ITP, Kimia Lingkungan Program Kimia, Kimia Dasar TPB, Elektroanalitik dan Teknik Pemisahan, Kimia Fisik Program Biokimia, dan Pemeliharaan dan Pengoperasian Alat program Diploma Analisis Kimia. Pada tahun 2006, penulis melaksanakan praktik lapangan di Balai Penelitian Tanaman Padi Sukamandi.

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR TABEL......................................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................viii DAFTAR LAMPIRAN..............................................................................................................viii PENDAHULUAN ......................................................................................................................1 TINJAUAN PUSTAKA Zeolit..................................................................................................................................... 1 Jerapan .................................................................................................................................. 2 Kromium............................................................................................................................... 2 Analisis Kromium, Natrium, Kalium, Magnesium, dan Kalsium ........................................ 2 BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan ..................................................................................................................... 3 Metode .................................................................................................................................. 3 HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Zeolit ..................................................................................................................... 5 Aktivasi Zeolit ....................................................................................................................... 5 Pembuatan Kurva Standar Kromium ..................................................................................... 5 Penentuan Waktu Optimum Penjerapan ................................................................................ 6 Penjerapan Kromium Tunggal ............................................................................................... 6 Penjerapan Natrium Tunggal ................................................................................................. 7 Penjerapan Kalium Tunggal .................................................................................................. 7 Penjerapan Magnesium Tunggal ........................................................................................... 7 Penjerapan Kalsium Tunggal................................................................................................. 8 Penjerapan Campuran (Cr3+/Na+) .......................................................................................... 8 Penjerapan Campuran (Cr3+/K+) ............................................................................................ 9 Penjerapan Campuran (Cr3+/Mg2+) ........................................................................................ 9 Penjerapan Campuran (Cr3+/Ca2+) ......................................................................................... 9 SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................................ 10 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 10 LAMPIRAN............................................................................................................................... 13

DAFTAR TABEL Halaman 1 2 3

Penentuan konsentrasi logam-logam ...................................................................................4 Perbandingan hasil penelitian...............................................................................................7 Perbandingan hasil penelitian...............................................................................................7

DAFTAR GAMBAR Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Struktur unit sel zeolit .........................................................................................................2 Reaksi antara DPC dan kromium heksavalen.......................................................................3 Warna kompleks kromium heksavalen dengan DPC pada berbagai konsentrasi................6 Hubungan waktu pengocokan dengan kapasitas jerapan kromium......................................6 Hubungan konsentrasi kromium dengan kapasitas jerapan..................................................6 Hubungan konsentrasi natrium dengan kapasitas jerapan ...................................................7 Hubungan konsentrasi kalium dengan kapasitas jerapan ....................................................7 Hubungan konsentrasi magnesium dengan kapasitas jerapan .............................................7 Hubungan konsentrasi kalsium dengan kapasitas jerapan...................................................8 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan natrium dengan kapasitas jerapan .................8 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan kalium dengan kapasitas jerapan...................9 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan magnesium dengan kapasitas jerapan ...........9 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan kalsium dengan kapasitas jerapan .................9

DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Bagan alir penelitian metode tumpak ...................................................................................14 Alat-alat ukur pada penentuan konsentrasi ion Cr3+, Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ ...................15 Kadar air zeolit .....................................................................................................................16 Kapasitas jerapan Cr3+pada pemanasan suhu 200°C dan 400°C .........................................17 Kurva standar kromium........................................................................................................18 Penentuan waktu optimum penjerapan Cr3+ .........................................................................19 Penjerapan Cr3+ berbagai konsentrasi...................................................................................20 Penjerapan Na+ tunggal pada berbagai konsentrasi.............................................................21 Penjerapan K+ tunggal pada berbagai konsentrasi................................................................21 Penjerapan Mg2+ tunggal pada berbagai konsentrasi...........................................................22 Penjerapan Ca2+ tunggal pada berbagai konsentrasi.............................................................22 Penjerapan Cr3+/ Na + pada berbagai konsentrasi .................................................................23 Penjerapan Cr3+/K + pada berbagai konsentrasi ....................................................................24 Penjerapan Cr3+/Mg2 + pada berbagai konsentrasi ................................................................25 Penjerapan Cr3+/Ca2 + pada berbagai konsentrasi .................................................................26

PENDAHULUAN Industri penyamakan kulit mengolah kulit mentah menjadi kulit jadi dengan menggunakan kromium sebagai bahan penyamak. Jumlah industri penyamakan kulit di Indonesia sekitar dua puluh delapan. Limbah penyamakan kulit yang terbuang sekitar 1.9 juta liter per tahun (Bapedal 2003). Kromium trivalen banyak digunakan dalam industri penyamakan kulit dikarenakan murah, efektif, dan banyak terdapat di pasaran. Ortega et al. (2005) melaporkan bahwa 90% penyamakan di dunia menggunakan kromium. Limbah kromium trivalen dapat membahayakan masyarakat. Kromium trivalen dapat teroksidasi menjadi kromium heksavalen. Kromium heksavalen lebih beracun dibandingkan dengan kromium trivalen (EPA 1998). Hal ini dikarenakan kromium heksavalen bersifat mutagenik dan karsinogenik. Keberadaan kromium dalam limbah memerlukan penanganan khusus agar tidak mencemari lingkungan. Metode yang digunakan adalah pengendapan menggunakan basa, seperti NaOH, MgO, dan Ca(OH)2. Pengendapan dengan basa hanya efektif jika konsentrasi kromium trivalen dalam limbah sekitar 20–8000 mg/l. Konsentrasi kromium limbah penyamakan kulit setelah pengendapan sekitar 20 mg/l (Esmaeili et al. 2005). Nilai tersebut jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai ambang batas yang diperbolehkan, yaitu sebesar 0.60 mg/l (Bapedal 1996). Konsentrasi kromium trivalen sekitar 20 mg/l kurang ekonomis jika diendapkan dengan basa. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode lain untuk mengurangi kadar kromium dalam limbah. Salah satu metode yang digunakan akhirakhir ini adalah metode penjerapan dengan zeolit sebagai adsorben. Studi pemanfaatan zeolit sebagai penjerap di antaranya telah dilakukan oleh Aningrum (2006) yang meneliti zeolit dapat menurunkan konsentrasi kromium dalam limbah penyamakan kulit. Rohaeti (2007) telah melakukan penelitian mengenai upaya pencegahan pencemaran kromium pada limbah penyamakan kulit dengan menggunakan zeolit. Zeolit sintetik dapat menjerap kromium trivalen dari limbah penyamakan kulit (Barros et al. 2003). Namun, zeolit sintetik ini memiliki kelemahan, yaitu komposisinya sangat dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia reaktan yang digunakan, contohnya adalah zeolit NaA, NaX, dan NaY (Barros et al.

2002). Zeolit alam yang telah ditambang secara intensif di Indonesia di antaranya terdapat di Lampung, dengan kelimpahan sebesar tiga puluh dua juta ton (Arryanto et al. 2002). Zeolit lampung belum dioptimumkan penggunaannya. Zeolit lampung termasuk jenis zeolit klinoptilolit. Zeolit dapat menjerap ion kromium. Selain itu juga, zeolit dapat menjerap ion logam lain, seperti natrium, kalium, magnesium, dan kalsium (Barros et al. 2003). Menurutnya, keberadaan ion lain seperti Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ dalam limbah akan berkompetisi dengan Cr3+ sehingga berpengaruh pada penjerapan zeolit terhadap Cr3+. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ pada penjerapan kromium trivalen oleh zeolit lampung. Penjerapannya dipelajari dengan metode tumpak (batch adsorption).

TINJAUAN PUSTAKA Zeolit Zeolit adalah mineral kristalin kelompok aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali dan alkali tanah dengan struktur tiga dimensi yang tidak terhingga. Rumus umum zeolit, ialah MxDy[Alx+2ySin-(x+2y)O2n].mH2O, dengan M : K+, Na+, atau kation monovalen lainnya; D : Mg2+, Ca2+, atau kation bivalen lainnya; x, y : bilangan tertentu; n : bilangan tertentu; m : jumlah mol kristal air. Zeolit berbeda dengan mineral golongan lain, seperti feldspar dan kuarsa. Dalam proses pembentukannya, unsur silikon yang bervalensi empat sebagian digantikan oleh unsur aluminium yang bervalensi tiga sehingga terjadi kelebihan muatan negatif. Kelebihan muatan negatif ini dapat dinetralkan oleh adanya kation-kation yang didominasi oleh natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg), dan kalsium (Ca) (Suwardi 2002). Ukuran jari-jari ion Na+ sebesar 1.02 Å, K+ 1.33 Å, Mg2+ 0.72 Å, dan Ca2+ 1.06 Å (Patnaik 2003). Diameter rongga zeolit sebesar 2.9–7.0 Å (Mumpton 1978), maka ion-ion tersebut dapat terjerap masuk ke dalam rongga zeolit. Zeolit merupakan batuan lempung (mineral aluminosilikat) yang mempunyai struktur lapisan (layer) (Zamroni & Thamzil 2002). Kation yang ada dalam zeolit umumnya berasal dari kation monovalen dan divalen

dari golongan alkali dan alkali tanah. Kationkation lain mungkin ada, tetapi jumlahnya sedikit. Jumlah dan komposisi kation dalam zeolit bergantung pada jenis zeolit dan lingkungan pembentukannya, misalnya mordernit umumnya banyak mengandung Ca sedangkan klinoptilolit banyak mengandung K dengan rumus kimia tiap unit selnya (Na4K4){Al8Si40O96}·24H2O (Sheppard 1973). Sehubungan dengan lingkungan pembentukannya, zeolit yang terbentuk pada lingkungan laut banyak mengandung kation natrium, sedangkan zeolit yang ditemukan di lingkungan vulkanik banyak mengandung kalium. Zeolit lampung termasuk jenis zeolit yang banyak mengandung ion kalium (Suwardi 2002). Zeolit sintetik dibuat dari bahan lain dengan proses sintesis sehingga menyerupai zeolit yang ada di alam. Zeolit sintetik di antaranya dikembangkan sebagai alternatif pengolahan limbah (Esmaeili et al. 2005). Struktur unit sel zeolit dapat dilihat pada Gambar 1.

O

O O

O

Si

Si

Si

O

O

Gambar 1 Struktur unit sel zeolit (Yang 2003). Jerapan Akumulasi partikel pada permukaan zat padat disebut adsorpsi atau penjerapan. Zat yang mengadsorpsi disebut adsorben dan material yang dijerap disebut adsorbat atau substrat (Atkins 1999). Cara penjerapan terdiri atas beberapa metode di antaranya metode tumpak (batch adsorption) dan lapik tetap (fixed bed adsorption). Pada metode tumpak, larutan contoh dicampur dan dikocok bersamaan dengan bahan penjerap sampai tercapai kesetimbangan. Sementara, metode lapik tetap menempatkan penjerap dalam kolom sebagai lapik. Zat yang akan dijerap dan dialirkan ke dalam kolom disebut influen. Larutan yang keluar dari kolom merupakan sisa zat yang tidak terjerap, disebut efluen. Kapasitas jerapan adalah jumlah zat yang terjerap tiap gram bahan penjerap. Mekanisme pertukaran kation pada larutan dapat dijelaskan sebagai berikut: kation dari

larutan menembus lapisan air dari butiran zeolit lalu masuk ke dalam saluran zeolit melalui difusi molekular. Kemudian terjadi pertukaran, selanjutnya kation zeolit dibebaskan ke dalam larutan. Proses pertukaran akan berakhir saat mencapai kesetimbangan, yaitu keadaan dengan perbandingan konsentrasi kation yang terjerap pada zeolit terhadap kation dalam larutan mencapai maksimum. Dalam keadaan setimbang, laju penjerapan adsorbat oleh adsorben sama dengan laju desorpsi (pelepasan adsorbat yang telah terikat kembali ke dalam larutan) (Sastiono 1993). Kromium Kromium merupakan salah satu logam berat unsur transisi golongan VIB, periode 4, mempunyai nomor atom 24, massa atom 51.996 sma, massa jenis 7.9 g/cm3, jari-jari ion 0.64 Å, titik didih 2658 °C, dan titik leleh 1875 °C (Cotton & Wilkinson 1989). Pada umumnya kromium ditemukan dalam tiga bentuk, yaitu kromium logam, kromium trivalen, dan kromium heksavalen (Bassett et al. 1994). Kromium bentuk heksavalen terdapat sebagai CrO4- dan Cr2O72-, sedangkan dalam bentuk trivalen terdapat sebagai Cr3+,[Cr(OH)]2+, [Cr(OH)2]+, dan [Cr(OH)4](Clesceri et al. 2005). Kedua bentuk ion kromium ini memiliki karakteristik kimia yang berbeda. Kromium trivalen termasuk logam esensial bagi manusia. Kromium memiliki fungsi yang baik dalam metabolisme karbohidrat jika dosisnya 20–50 mg per 100 g bobot badan (Vogel 1985). Kromium heksavalen memiliki sifat yang lebih toksik daripada kromium trivalen (Sivakumar & Subbhuraam 2005). Kromium heksavalen apabila masuk ke dalam tubuh dapat menyebabkan kerusakan hati, ginjal, pendarahan di dalam tubuh, dermatitis, kerusakan saluran pernapasan, dan kanker paru-paru (Vogel 1985). Analisis Kromium, Natrium, Kalium, Magnesium, dan Kalsium Metode yang umum digunakan untuk pengukuran kadar kromium total dan heksavalen adalah spektroskopi sinar tampak. Metode ini didasarkan pada pengukuran serapan larutan berwarna ungu kemerahan yang menunjukkan terjadinya kompleks antara 1,5-difenilkarbazida [(C6H5NHNH)2CO (DPC)] dan kromium heksavalen (Gambar 2). Kompleks kromium dengan DPC sangat

sensitif jika diukur pada panjang gelombang 540 nm (Clesceri et al.2005).

BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan

2

N

H

H

N N

N

C

+ CrO42-

H O

H

N NH NH C

N O Cr

OC

N

N

NH

NH

+ Cr2+

2+ N NH NH C

N O Cr

O

C NH NH

NH HN

(Kompleks warna ungu kemerahan) Gambar 2 Reaksi antara DPC dan kromium heksavalen (Vogel 1985). Pengukuran kromium trivalen atau kromium tingkat valensi lebih rendah lainnya dengan metode DPC memerlukan proses oksidasi terlebih dahulu. Oksidator yang biasa digunakan adalah KMnO4, tetapi Noroozifar & Khorasani (2003) melaporkan bahwa serium(IV) juga efektif untuk mengoksidasi kromium trivalen menjadi kromium heksavalen. Pengukuran ion-ion logam dapat diukur dengan fotometer nyala dan spektrofotometer serapan atom (SSA). Perbedaan dari kedua peralatan ini terletak pada sumber energi yang digunakan. Di dalam fotometer nyala, udara atau oksigen digunakan sebagai sumber energi. Sumber energi untuk SSA adalah lampu katode cekung. Selain itu, di dalam fotometer nyala digunakan filter, sedangkan SSA menggunakan monokromator (Hendayana et al. 1994).

Bahan-bahan yang digunakan ialah larutan standar tritisol chromium dari Merck, 1.5difenilkarbazida(DPC), Ce(NH4)2(SO4)3, CrCl3·6H2O (Merck), MgCl2·6H2O, CaCl2, KCl, NaCl, H2SO4-air (1:1), aseton, HNO3 0.5 M, dan zeolit asal Lampung. Alat-alat yang digunakan adalah Spectronic 20D+, SSA Perkin Elmer 1100B, fotometer nyala Corning 405, sentrifus, tanur, neraca analitik, ayakan ukuran 20–40 mesh, kertas saring Whatman 42 dengan ukuran 0.45 μm, alat kocok (shaker) Heidolp Titramax 101, kuvet kuarsa, dan peralatan kaca. Metode Penelitian Penelitian meliputi beberapa tahap, yaitu preparasi zeolit, aktivasi zeolit, penentuan waktu optimum penjerapan, penentuan kapasitas jerapan larutan tunggal (Cr3+, Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+), dan penentuan kapasitas jerapan larutan campuran (Cr3+/Na+, Cr3+/K+, Cr3+/Mg2+, dan Cr3+/Ca2+). Preparasi zeolit meliputi penggilingan dan pengayakan. Zeolit diaktivasi dengan pemanasan selama 4 jam. Metode jerapan yang dipilih adalah metode tumpak. Hal ini dikarenakan kapasitas jerapan metode tumpak lebih besar daripada metode lapik tetap. Selain itu, metode tumpak lebih efektif dan efisien dari segi waktu dibandingkan dengan metode lapik tetap. Waktu optimum penjerapan ditentukan dengan berbagai variasi waktu. Penjerapan larutan tunggal dan campuran dilakukan dengan berbagai variasi konsentrasi dan variasi jenis ion (Lampiran 1). Preparasi Zeolit Zeolit Lampung digiling dengan mortar, lalu diayak sehingga diperoleh zeolit dengan ukuran 20–40 mesh. Aktivasi Zeolit Sebanyak 2 g zeolit dipanaskan dalam tanur pada suhu 200 ºC dan 400 ºC selama 4 jam. Setelah itu, zeolit disimpan dalam eksikator dan ditimbang. Penentuan kadar air dilakukan sebanyak dua kali ulangan. Kadar air dihitung dengan rumus sebagai berikut: Kadar air (%) = (A – B)/A × 100% Keterangan : A = bobot zeolit awal B = bobot zeolit setelah dikeringkan

Pembuatan Kurva Standar Kromium Untuk pembuatan kurva standar digunakan larutan standar Cr3+ 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 dan 2.5 mg/l. Sebanyak 10 ml larutan standar dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambah 1 ml larutan Ce(IV) dan dikocok. Setelah itu, ditambah 7 tetes H2SO4–air (1:1) dan 0.2 ml DPC, lalu dikocok dan diukur serapannya pada panjang gelombang 540 nm dengan spektrofotometer (Clesceri et al. 2005). Larutan Ce(IV) dibuat dengan cara melarutkan 0.4 g Ce(NH4)2(SO4)3 dalam HNO3 0.5 M sehingga diperoleh 100 ml larutan. Larutan DPC 0.25% dibuat dengan cara melarutkan sebanyak 0.25 g DPC dilarutkan dalam aseton sehingga diperoleh 100 ml larutan. Larutan HNO3 0.5 M disiapkan dengan mengencerkan 31 ml HNO3 pekat dalam air sehingga diperoleh 1 liter larutan. Penentuan Waktu Optimum Penjerapan Sebanyak 2 g zeolit dimasukkan ke dalam Erlenmeyer yang berisi 50 ml larutan Cr3+ 200 mg/l. Konsentrasi kromium yang digunakan untuk pengocokan adalah 200 mg/l yang merupakan konsentrasi optimum pengocokan (Rohaeni 2005). Campuran dikocok menggunakan shaker dengan kecepatan 350 rpm dengan variasi waktu 18, 20, 22, 24, 26, 28, dan 30 jam. Sesudah itu, campuran disentrifus untuk memisahkan larutan dari zeolit. Supernatan yang diperoleh disaring dengan kertas saring Whatman 42 dan ditentukan konsentrasi Cr3+ nya sebagai Cr3+ yang tidak terjerap. Penentuan waktu optimum dengan variasi waktu dilakukan sebanyak dua kali ulangan. Setelah itu, ditentukan kapasitas jerapannya. Kapasitas jerapan dihitung dengan menggunakan rumus Kapasitas jerapan =

Keterangan : V = volume larutan (liter) Co = konsentrasi larutan awal (mg/l) C = konsentrasi larutan akhir (mg/l) m = massa zeolit (g)

Penentuan Penjerapan Kromium, Natrium, Kalium, Magnesium, dan Kalsium Tunggal Sebanyak 2 g zeolit dimasukkan ke dalam Erlenmeyer yang berisi 50 ml larutan logam Cr(III), natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan konsentrasi masing-masing 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l. Campuran dikocok menggunakan shaker dengan kecepatan 350 rpm selama waktu optimum penjerapan yang diperoleh. Sesudah itu, campuran disentrifus untuk memisahkan larutan dari zeolit. Supernatan yang diperoleh disaring dengan kertas saring Whatman 42 dan ditentukan konsentrasinya sebagai ion logam yang tidak terjerap. Penentuan ini diawali dengan menyiapkan larutan Cr(III), natrium, kalium, magnesium, dan kalsium. Larutan tersebut dibuat dengan konsentrasi masing-masing 1000 mg/l. Sebanyak 5.1248 g CrCl3·6H2O, 2.5420 g NaCl, 1.9066 g KCl, 8.3631 g MgCl2·6H2O, dan 2.7690 g CaCl2, masing-masing dilarutkan dengan air bebas ion pada gelas piala. Larutan lalu dimasukkan ke labu takar dan ditera sampai 1000 ml, sebelum diencerkan menjadi 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l. Konsentrasi Cr3+ diukur dengan Spectronic 20D+, Na+ dan K+ diukur dengan fotometer nyala Corning 405, serta Mg2+ dan Ca2+ diukur dengan SSA Perkin Elmer 1100B. Gambar masing-masing alat terdapat di Lampiran 2. Pengukuran konsentrasi Na+, K+, Mg2+, Ca2+, dan Cr3+ dapat dilihat di Tabel 1.

V ( C o− C ) m

Tabel 1 Penentuan konsentrasi logam-logam Unsur Natrium Kalium Magnesium Kalsium Kromium

Instrumen fotometer fotometer SSA SSA Spectronic 20D+

λ (nm) 589.0 766.5 285.2 422.7 540.0

Limit deteksi (mg/l) 0.0005 0.0005 0.0030 0.0020 0.0033

Penentuan Penjerapan Larutan Campuran (Cr3+/Na+, Cr3+/K+, Cr3+/Mg2+, dan 3+ 2+ Cr /Ca ) Larutan campuran Cr3+/Na+ dibuat dengan mencampurkan 25 ml larutan kromium (variasi konsentrasi 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l) dengan 25 ml larutan natrium (dengan konsentrasi yang sama). Dari pencampuran larutan tersebut diperoleh 50 ml larutan Cr3+/Na+ yang masing-masing memiliki konsentrasi kation sebesar 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l. Larutan campuran Cr3+/K+, Cr3+/Mg2+, dan Cr3+/Ca2+ dibuat dengan cara yang sama seperti larutan campuran Cr3+/Na+. Larutan campuran tersebut dikocok menggunakan alat kocok dengan kecepatan 350 rpm selama waktu optimum penjerapan yang diperoleh. Sesudah itu, campuran disentrifus untuk memisahkan larutan dari zeolit. Supernatan yang diperoleh disaring dengan kertas saring Whatman 42 dan diukur konsentrasi yang tidak terjerapnya. Metode pengukuran tiap ion logam sama seperti penjerapan larutan tunggal. Setelah itu, ditentukan kapasitas jerapannya untuk tiap ion logam. Penentuan kapasitas jerapan dilakukan tiga kali ulangan.

HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Zeolit Zeolit berukuran 20–40 mesh dipilih karena zeolit lebih cepat mengalami kesetimbangan. Pada ukuran butir zeolit 40– 60 mesh, kesetimbangan dicapai lebih lambat (Kusumawati 2006). Ukuran butir penjerap memengaruhi kapasitas jerapan. Ukuran butir zeolit yang lebih kecil menghasilkan luas permukaan yang lebih besar sehingga memungkinkan terjadi jerapan lebih banyak. Astiana & Wiradinata (1989) melaporkan bahwa ukuran butir 60 mesh menghasilkan kapasitas tukar kation (KTK) tertinggi, selanjutnya semakin halus ukuran butir, KTK menurun. Hal ini disebabkan sebagian struktur mikrokristalin mengalami kerusakan atau rongga saluran tertutup akibat penggerusan. Ukuran butir zeolit yang kecil lebih menguntungkan karena menghasilkan kapasitas jerapan lebih besar. Akan tetapi, penggunaannya dalam skala besar seperti untuk pengolahan limbah industri dapat merugikan. Hal ini disebabkan untuk menghasilkan zeolit yang berukuran kecil,

dibutuhkan proses penyiapan zeolit yang lebih lama dan biaya produksi yang lebih besar. Oleh karena itu, ukuran butir zeolit yang digunakan adalah ukuran 20–40 mesh. Aktivasi Zeolit Aktivasi zeolit dilakukan dengan pemanasan. Pemanasan pada suhu 200 ºC, kadar air yang diperoleh sebesar 4.16% (b/b), sedangkan kadar air pada suhu 400 ºC sebesar 3.34% (b/b) (Lampiran 3). Suhu yang digunakan untuk pemanasan zeolit selanjutnya adalah suhu 200 ºC selama 4 jam. Hal ini dikarenakan dengan suhu rendah dan energi yang rendah, kapasitas jerapan pada suhu 200 ºC hanya berbeda 3% dibandingkan dengan suhu 400ºC (Lampiran 4). Kadar air yang masih dapat diterima, ialah tidak melebihi 5% (b/b) (Muta’alim 2002). Astiana & Wiradinata (1989) menyebutkan bahwa kisaran suhu perlakuan aktivasi yang baik ialah suhu 150–300 °C dengan waktu pemanasan 2–4 jam. Kondisi ini menyebabkan struktur zeolit tidak mengalami kerusakan sehingga daya adsorpsi dan KTK meningkat. Aktivasi pemanasan yang tinggi akan menyebabkan terjadinya dehidroksilasi, yaitu pemutusan gugus –OH yang menurunkan nilai KTK. Selain itu, juga dapat terjadi kerusakan pada struktur kristal zeolit (Astiana & Wiradinata 1989). Aktivasi zeolit melalui pemanasan bertujuan mengeluarkan air yang terdapat dalam rongga-rongga zeolit. Pada umumnya rongga yang besar pada saluran zeolit diisi oleh molekul air. Apabila molekul air yang terdapat pada rongga zeolit dikeluarkan melalui pemanasan, maka molekul-molekul yang memiliki jari-jari lebih kecil dapat dijerap ke bagian permukaan dalam rongga kristal zeolit (Sastiono 1993). Zeolit hasil pemanasan tersebut disimpan dalam eksikator agar zeolit tetap kering dan untuk menghindari penjerapan uap air dan gas-gas lain ke dalam rongga zeolit. Penentuan Kurva Standar Kromium Kurva standar kromium digunakan untuk menentukan konsentrasi kromium pada suatu larutan. Kapasitas jerapan diperoleh dari pengukuran absorbans kromium yang terjerap di dalam zeolit menggunakan spektrofotometer. Kurva standar kromium mempunyai persamaan y = 0.1941x + 0.0096 ; dengan r = 99.27% (Lampiran 5).

Suasana asam efektif untuk mengubah kromium trivalen menjadi kromium heksavalen sehingga digunakan asam sulfat– air (1:1). 1,5-Difenilkarbazida digunakan sebagai pengompleks warna, karena metode pewarnaan dengan DPC cukup sensitif dengan nilai absorptivitas molar sebesar 40000 l mol-1 cm-1 (Clesceri et al. 2005). Warna kompleks kromium heksavalen dengan DPC adalah ungu kemerahan (Gambar 3).

Gambar

3

Warna kompleks kromium heksavalen dengan DPC pada berbagai konsentrasi.

Kromium trivalen diukur pada panjang gelombang 540 nm (Clesceri et al. 2005), yang merupakan panjang gelombang serapan maksimum. Panjang gelombang maksimum memberikan ketepatan yang tinggi dalam menentukan konsentrasi suatu senyawa sehingga akan meningkatkan kepekaan analisis (Day & Underwood 1999). Penentuan Waktu Optimum Penjerapan Penentuan waktu optimum penjerapan dilakukan untuk menentukan penjerapan maksimum kromium dan larutan yang lain. Kromium yang terjerap dihitung dengan mengurangkan kromium yang tersisa dalam larutan dari kromium awal. Berdasarkan percobaan diperoleh bahwa waktu penjerapan maksimum kromium terjadi pada jam ke-24 (Gambar 4).

3+

kapasitas jerapan Cr (mg/g)

4.50 4.00 3.50 18

20

22

24

26

28

30

3+

waktu penjerapan Cr (jam)

Gambar 4 Hubungan waktu pengocokan dengan kapasitas jerapan kromium. Gambar 4 menunjukkan bahwa zeolit mengalami kenaikan kapasitas jerapan sampai mencapai maksimum pada jam ke-24, yaitu sebesar 4.44 mg/l (Lampiran 6). Setelah lebih dari 24 jam, kapasitas jerapan zeolit terhadap kromium menurun. Hal ini menunjukkan pada waktu pengocokan 24 jam, kontak antara zeolit sebagai adsorben telah optimum. Permukaan zeolit seluruhnya telah menjerap ion kromium saat pengocokan telah berlangsung selama 24 jam. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Rohaeni (2005).

Penjerapan Kromium Tunggal Kapasitas jerapan maksimum kromium tunggal sebesar 10.67 mg/g (Gambar 5). Data selengkapnya dapat dilihat di Lampiran 7. Desorpsi terjadi karena perbedaan konsentrasi antara zat terlarut pada permukaan zeolit dan pada larutan. Konsentrasi dalam larutan lebih rendah sehingga terjadi difusi dari permukaan zeolit ke dalam larutan, yang menurunkan kapasitas jerapan. kapasitas jerapan (mg/g)

Linearitas merupakan korelasi antara kadar analit dan absorbans. Menurut ASEAN (2000), koefisien korelasi (r) dari suatu metode uji minimum 0.990. Dalam penelitian ini, koefisien korelasinya sebesar 0.992, maka metode uji yang digunakan dapat diterima. Oksidator yang digunakan untuk mengubah kromium trivalen menjadi kromium heksavalen adalah Ce(IV) 0.4% (Noroozifar & Khorasani 2003). Hal ini dikarenakan kemampuan serium mengonversi kromium trivalen menjadi kromium heksavalen lebih besar dibandingkan dengan KMnO4, yaitu 100.00% (Wijayanti 2005), sedangkan KMnO4 91.06% (Martha 2004).

12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

konsentrasi kromium (mg/l)

Gambar 5 Hubungan konsentrasi kromium dengan kapasitas jerapan. Rohaeti (2007) melaporkan bahwa kapasitas jerapan maksimum kromium sebesar 0.01 mg/g. Aningrum (2006) melaporkan bahwa kapasitas jerapan maksimum kromium sebesar 3.02 mg/g. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut dalam

Parameter Konsentrasi (mg/l) Waktu (jam)

Penelitian ini 100–500

Rohaeti (2007) 10–400

Aningrum (2006) 40–100

24

40

48

Lamanya waktu kontak larutan dengan zeolit dan adanya pengocokan menyebabkan proses jerapan berlangsung maksimum sampai akhirnya membentuk kesetimbangan. Selain itu, lamanya waktu kontak menyebabkan pertukaran ion antara ion-ion dalam kerangka zeolit dan ion kromium bebas. Penjerapan Natrium Tunggal

K a p a s i ta s je r a p a n (m g / g )

Kapasitas jerapan maksimum natrium tunggal ialah sebesar 2.63 mg/g (Gambar 6). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 8. Berdasarkan Gambar 6, kapasitas jerapan natrium meningkat dengan semakin meningkatnya konsentrasi natrium. Zeolit belum jenuh oleh natrium sampai pada konsentrasi kesetimbangan natrium. Hal ini disebabkan oleh ukuran jari-jari ion natrium yang sebesar 1.02 Å, lebih besar dibandingkan dengan kromium (0.64Å) (Patnaik 2003). Semakin besar ukuran ion, penjerapan berjalan semakin lambat sehingga dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk mencapai kesetimbangan (Notodarmojo 2004). Penjerapan berjalan lambat karena energi yang dibutuhkan untuk masuk ke dalam rongga zeolit lebih besar jika dibandingkan dengan ukuran jari-jari ion yang lebih kecil.

Kapasitas jerapan (mg/g

Tabel 2 Perbandingan hasil penelitian

dengan ion K+ (1.33Å) (Patnaik 2003). Kation dengan ukuran lebih besar membutuhkan energi yang lebih besar untuk masuk ke dalam rongga zeolit sehingga dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk kesetimbangan (Notodarmojo 2004). 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.00

100.00

200.00

300.00

Konsentrasi kalium (mg/l)

Gambar 7 Hubungan konsentrasi kalium dengan kapasitas jerapan. Jika dibandingkan dengan natrium, kapasitas jerapan kalium lebih besar walaupun jari-jari kalium lebih besar. Hal ini disebabkan zeolit Lampung merupakan jenis zeolit klinoptilolit yang banyak mengandung K (Suwardi 2002). Penjerapan Magnesium Tunggal Kapasitas jerapan maksimum magnesium tunggal ialah sebesar 0.41 mg/g (Gambar 8). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 10. Ginting & Chai (2006) melaporkan bahwa kapasitas jerapan maksimum zeolit Lampung terhadap ion magnesium sebesar 0.81 mg/g.

K a p a s i ta s je r a p a n (m g / g )

larutan dan lamanya waktu kontak (Sastiono 1993). Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

0.50

0.00 -0.500.00

100.00

200.00

300.00

400.00

-1.00 -1.50 Konsentrasi magnesium (mg/l)

3.00 2.00

Gambar 8 Hubungan konsentrasi magnesium

1.00 0.00 0.00

dengan kapasitas jerapan. 100.00

200.00

300.00

400.00

Konsentrasi natrium (mg/l)

Gambar 6 Hubungan konsentrasi natrium dengan kapasitas jerapan. Penjerapan Kalium Tunggal Kapasitas jerapan maksimum kalium tunggal ialah sebesar 2.96 mg/g (Gambar 7). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 9. Kapasitas jerapan kalium juga lebih kecil dibandingkan dengan kromium, karena ukuran ion Cr3+ (0.64Å) lebih kecil dibandingkan

Perbedaan kapasitas jerapan maksimum magnesium yang diperoleh disebabkan oleh perbedaan waktu kontak, ukuran butir zeolit, dan konsentrasi larutan yang digunakan. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Perbandingan hasil penelitian Parameter Waktu kontak (jam) Ukuran butir (mesh) Konsentrasi (mg/l)

Penelitian ini 24 20-40 100-500

Ginting & Chai 2006 1.5 20-30 70-120

Gambar 8 menunjukkan terjadinya penurunan kapasitas jerapan. Hal ini diduga disebabkan oleh galat pada pengukuran menggunakan SSA. Pengukuran dengan SSA dipengaruhi oleh konsentrasi suatu larutan (Khopkar 1990). Penyimpangan dapat terjadi jika konsentrasi terlalu pekat atau terlalu encer. Nilai konsentrasi terlalu encer menyebabkan atom-atom yang masih dalam keadaan dasar mempunyai kecenderungan untuk menyerap energi yang dipancarkan oleh atom tereksitasi ketika kembali ke keadaan dasar. Akibat kelemahan ini, hubungan antara konsentrasi dan intensitas yang terbaca menjadi tidak linear dan intensitasnya menjadi lebih rendah daripada yang sesungguhnya. Sementara itu, pada daerah konsentrasi yang terlalu pekat terjadi interaksi antara molekulmolekul zat penyerap yang berdekatan. Molekul zat penyerap yang berdekatan akan mengganggu serapan radiasi oleh suatu molekul.

K a p a sita s je r a p a n (m g /g

2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

Konsentrasi kalsium (mg/l)

Gambar 9 Hubungan konsentrasi kalsium dengan kapasitas jerapan. Berdasarkan Gambar 9, kapasitas jerapan kalsium meningkat sampai konsentrasi 300 mg/l sebelum desorpsi. Desorpsi kalsium terjadi karena perbedaan konsentrasi antara zat terlarut pada permukaan zeolit dan zat terlarut dalam larutan. Jika konsentrasi ion dalam zeolit berubah, maka akan terjadi perubahan kesetimbangan antara adsorpsi dan desorpsi ion. Apabila konsentrasi ion dalam larutan berkurang, maka ion yang ada di permukaan zeolit akan berdifusi untuk lepas ke dalam larutan sehingga terjadi desorpsi. Penjerapan Campuran (Cr3+/Na+) Kapasitas jerapan kromium dan natrium dari larutan campuran (Cr3+/Na+) berturutturut sebesar 9.07 mg/g dan 4.85 mg/g (Gambar 10). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 12. K a p a s ita s jera p a n (m g /g )

Semakin singkat waktu kontak, semakin banyak ion yang belum terjerap ke dalam rongga zeolit. Menurut Ginting & Chai (2006), zeolit Lampung mampu menurunkan konsentrasi ion Mg2+ terutama pada 10 menit pertama dan kedua setelah dikocok. Setelah itu, penurunannya berjalan lambat. Hal ini membuktikan bahwa waktu kontak zeolit dengan larutan memengaruhi penjerapannya. Semakin kecil ukuran butiran zeolit, semakin besar kapasitas jerapannya (Atkins 1999). Ukuran butir yang lebih kecil menghasilkan luas permukaan yang lebih besar sehingga memungkinkan terjadi jerapan lebih banyak. Konsentrasi larutan yang digunakan berpengaruh pada proses difusi dan transfer massa dari larutan ke permukaan zeolit. Semakin pekat larutan yang digunakan, maka proses difusi transfer massa berjalan lebih lambat (Notodarmojo 2004).

Kromium tunggal kromium (Cr3+/Na+) natrium tunggal Natrium (Cr3+/Na+)

12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00

0.00 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00

Konsentrasi larutan (mg/l)

Gambar 10 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan natrium dengan

Penjerapan Kalsium Tunggal Kapasitas jerapan kalsium tunggal ialah sebesar 2.09 mg/g (Gambar 9). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 11. Menurut Atastina et al. (1999) kapasitas jerapan maksimum zeolit terhadap ion Ca2+ sebesar 3.61 mg/g.

kapasitas jerapan. Gambar 10 menunjukkan adanya kompetisi antara ion Na+ dan Cr3+. Ion Na+ menurunkan kapasitas jerapan Cr3+ sebesar 15.02% dari 10.7 ke 9.07 mg/g. Sebaliknya kapasitas jerapan ion Na+ naik dari 2.6316 mg/g pada larutan tunggal menjadi 4.85 mg/g pada larutan campuran. Meskipun demikian, kapasitas jerapan zeolit terhadap Cr3+ masih jauh lebih besar daripada terhadap Na+. Hal ini dikarenakan ion Cr3+ berukuran lebih kecil

Kompetisi juga terjadi antara ion K+ dan Cr . Ion K+ menurunkan kapasitas jerapan Cr3+ sebesar 16.03% menjadi 8.96 mg/g, sementara kapasitas jerapan K+ naik menjadi 3.61 mg/g pada larutan campuran (Cr3+/K+) (Gambar 11). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 13. 3+

Kromium tunggal

K a p a sit a s j e r a p a n ( m g /g )

12.00 10.00

Kromium (Cr3+/K+)

8.00 6.00

Kalium tunggal

4.00 2.00 0.00 0.00

Kalium (Cr3+/K+)

100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 Konsentrasi larutan (mg/l)

Gambar 11 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan kalium dengan kapasitas jerapan. Lebih rendahnya kapasitas jerapan K+ juga disebabkan oleh ukurannya yang lebih besar dibandingkan dengan Cr3+ (K+:1.33Å; Cr3+:0.64Å). Kompetisi yang terjadi menyebabkan persaingan antara ion kromium dan kalium untuk memperebutkan tempat pada permukaan zeolit (Notodarmojo 2004). Penjerapan Campuran (Cr3+/Mg2+) Kapasitas magnesium

jerapan kromium dan pada larutan campuran

(Cr3+/Mg2+) berturut-turut sebesar 8.50 dan 2.82 mg/g (Gambar 12). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 14. Kromium tunggal

K a p a sit a s j e r a p a n ( m g /g )

12.00 10.00

Kromium (Cr3+/Mg2+)

8.00 6.00

Magnesium tunggal

4.00

Magnesium (Cr3+/Mg2+)

2.00 0.00 0.00 -2.00

100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 Konsentrasi larutan (mg/l)

Gambar 12 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan magnesium dengan kapasitas jerapan. Mekanisme adsorpsi terhadap ion magnesium adalah adanya transfer massa ion Mg2+ dari cairan ke permukaan luar zeolit. Kemudian terjadi difusi ion Mg2+ dari permukaan luar zeolit ke tempat terjadinya reaksi pertukaran ion. Reaksi pertukaran ion terjadi melalui pori-pori zeolit. Reaksi pertukaran ion di permukaan pori terjadi antara ion Mg2+ dengan ion Na+ (Ginting 2006). Menurut Ginting 2006, pada umumnya pertukaran antara ion-ion yang valensinya berbeda dipengaruhi oleh difusi. Difusi yang terjadi disebabkan oleh beda keelektrostatikan dan gaya dorong karena beda konsentrasi (Ginting 2006). Penjerapan Campuran (Cr3+/Ca2+) Kapasitas jerapan maksimum kromium dan kalsium dalam larutan campuran (Cr3+/Ca2+) berturut-turut sebesar 9.06 dan 2.77 mg/g (Gambar 13). Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 15. K a p a sita s je r a p a n (m g /g )

(r=0.64Å) dibandingkan dengan ion Na+ (r=1.02Å) (Patnaik 2003). Kapasitas jerapan zeolit dipengaruhi oleh selektivitas pertukaran zeolit. Selektivitas pertukaran tergantung pada struktur dan ukuran rongga zeolit, jenis ion yang dipertukarkan, mobilitas ion yang dipertukarkan, dan pengaruh difusi ion ke dalam larutan. Ming & Mumpton 1989 diacu dalam Aningrum 2006 melaporkan bahwa sifat fisika dan kimia zeolit jenis klinoptilolit memiliki nisbah Si/Al 4.3-5.3. Nisbah Si dan Al dari struktur ikut menentukan sifat selektivitasnya. Zeolit dengan nisbah Si/Al yang tinggi akan cenderung mengikat kation monovalen daripada divalen dan trivalen (Sastiono 1993). Jenis klinoptilolit cenderung menyukai kationkation yang ukurannya lebih besar (Sastiono 1993). Akan tetapi, pada penelitian ini tidak demikian, lebih tingginya kapasitas jerapan Cr3+ menunjukkan bahwa faktor ukuran ion lebih memengaruhi kapasitas jerapan dibandingkan dengan faktor muatan ion. Penjerapan Campuran (Cr3+/K+)

Kromium tunggal Kromium (Cr3+/Ca2+) Kalsium tunggal Kalsium (Cr3+/Ca2+)

12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

Konsentrasi larutan (mg/l)

Gambar 13 Hubungan konsentrasi larutan kromium dan kalsium dengan kapasitas jerapan. Kapasitas jerapan kromium berkurang dengan adanya pengaruh kalsium. Hal ini disebabkan oleh adanya kompetisi diantara

ion kalium dan kromium untuk terjerap ke permukaan zeolit. Urutan selektivitas zeolit untuk larutan tunggalnya ialah Cr3+>K+>Na+>Ca2+>Mg2+. Hal ini dilihat dari nilai kapasitas jerapan maksimum zeolit terhadap ion Cr3+, K+, Na+, Ca2+, dan Mg2+ berturut-turut sebesar 10.67, 2.96, 2.63, 2.09, dan 0.41 mg/g. Dalam larutan campuran dengan kromium, urutan ion yang memengaruhi kapasitas jerapan kromium adalah Mg2+>K+>Ca2+>Na+. Hal ini terlihat dari penurunan nilai kapasitas jerapan maksimum zeolit terhadap Cr3+ menjadi sebesar 8.50, 8.96, 9.06, dan 9.07 mg/g berturut-turut untuk larutan campuran Cr3+/Mg2+, Cr3+/K+, Cr3+/Ca2+ dan Cr3+/Na+. Urutan tersebut didasarkan pada penurunan kapasitas jerapan kromium. Pencampuran larutan kromium dengan larutan Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ dapat menurunkan kapasitas jerapan kromium sebesar 15.02, 16.03, 20.38, dan 15.08%. Selektivitas zeolit berbeda pada larutan tunggal dan larutan campuran. Hal ini sesuai dengan pernyataan Barros et al. (2003). Hal ini disebabkan adanya kompetisi beberapa ion yang menyebabkan akumulasi ion di suatu tempat. Akumulasi ion yang tidak merata dapat menutup sebagian permukaan zeolit. Tertutupnya sebagian permukaan zeolit menyebabkan luas permukaan zeolit menurun sehingga kapasitas jerapan menurun. Kemampuan kompetisi untuk tiap ion bergantung pada karakteristik bahan penjerap. Selektivitas zeolit lampung terhadap kation Cr3+ lebih besar dibandingkan dengan kation K+, Na+, Mg2+, dan Ca2+. Hal ini sesuai dengan laporan Barros et al. (2003) yang melaporkan bahwa selektivitas penjerapan zeolit sintetik NaY terhadap kation Cr3+ lebih besar dibandingkan terhadap kation K+, Mg2+, dan Ca2+. Akan tetapi, zeolit sintetik lain seperti NaX memiliki sifat sebaliknya, yaitu kecenderungan penjerapannya terhadap kation K+ dan Mg2+ lebih besar daripada penjerapan terhadap Cr3+. Kation bervalensi tiga hanya diikat oleh zeolit dengan nisbah Si dan Al sangat rendah seperti yang dimiliki zeolit sintetik (Barrel dan Langley, Boles 1972, diacu dalam Sastiono 1993). SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Zeolit lampung lebih selektif terhadap ion trivalen dibandingkan ion monovalen dan

divalen. Hal tersebut dapat dilihat dari kapasitas jerapan maksimum tertinggi pada larutan tunggal adalah Cr3+ diikuti oleh ion K+, Na+, Ca2+, dan Mg2+ dengan nilai kapasitas jerapannya berturut-turut sebesar 10.67, 2.96, 2.63, 2.09, dan 0.41 mg/g. Urutan ion yang memengaruhi penjerapan kromium pada larutan campuran adalah Mg2+>K+>Ca2+>Na+. Hal ini dapat dilihat dari penurunan kapasitas jerapan maksimum terhadap Cr3+ menjadi sebesar 8.50, 8.96, 9.06 dan 9.07 mg/g berturut-turut untuk larutan campuran Cr3+/Mg2+, Cr3+/K+, Cr3+/Ca2+ dan Cr3+/Na+. Faktor ukuran ion lebih memengaruhi selektivitas zeolit dibandingkan dengan faktor muatan ion. Campuran larutan kromium dengan larutan Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ dapat menurunkan kapasitas jerapan maksimum kromium. Saran Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan pada pengukuran Mg2+, penentuan waktu optimum terhadap ion-ion (Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+). Selain itu juga, dilakukan aktivasi pengasaman pada zeolit lampung untuk meningkatkan kapasitas jerapannya.

DAFTAR PUSTAKA Aningrum S. 2006. Optimasi jerapan kromium trivalen oleh zeolit Lampung dengan metode lapik tetap dan perlakuan kromium limbah penyamakan kulit. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Arryanto Y, Amini S, Max GQL. 2002. Prospects of natural zeolites in Indonesia for industrial separations and environmental management. J Zeolit Indones 1:1-4. [ASEAN] Association of South East Asian Nations. 2000. Operational Manual of Implementation of GMP. Jakarta: ASEAN. Astiana, Wiradinata OW. 1989. Peranan zeolit dalam peningkatan produksi pertanian [laporan penelitian]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Atastina SB, Praswasti PDK, Wulan, Syarifudin. 1999. Penghilangan kesadahan air yang mengandung ion Ca2+ dengan menggunakan zeolit alam Lampung sebagai penukar kation. [Skripsi]. Depok: Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Atkins PW. 1999. Kimia Fisik. Ed ke-4. Kartohadiprojo II, penerjemah; Indarto PW, editor. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry Bapedal. 1996. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor KEP51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. Jakarta. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Bapedal. 2003. Data industri Kecil dan Agroindustri yang potensial mencemari lingkungan. Jakarta. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan http://www.menlh. go.id/usaha-kecil [14 Nov 2003] Barros MASD, Zola AS, Augusto AP, Sousa AEF, Tavares CRG. 2002. Equilibrium and dynamics ion exchange studies of Cr3+ on zeolites NaA and NaX. Maringa 24:1619-1625. Barros MASD, Zola AS, Augusto AP, Sousa AEF, Tavares CRG. 2003. Binary ion exchange of metal ions in Y and X zeolites.Braz. J Chem. Eng 20:1-14. Basset J, Denney RC, Jeffery GH, Mendham J. 1994. Quantitative Inorganic Analysis. Ed ke-4. Jakarta: EGC. Clesceri IS, Arnold EG, Andrew DE. 2005. Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater. Ed ke-21. Washington DC: Apha Awwa Wes. Cotton FA, Wilkinson G. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Suharto S, penerjemah; Jakarta: UI Pr. Terjemahan dari: Inorganic Chemistry Day RA, Underwood AL. 1999. Quantitative Analytical Chemistry. Ed ke-4. Jakarta: Erlangga. [EPA] Environmental Protection Agency. 1998. Toxicological Review Of Hexavalent Chromium (CAS No. 1854029-9). Washington DC: US Pr.

Esmaeili A, Meshdaghi NA, Vajrinejad R. 2005. Chromium(III) removal and recovery from tannery leather wastewater by precipitation process. Am J Appl Sci 2:1471-1473. Ginting S. 2006. Pemanfaatan zeolit alam Lampung teraktifkan (aktivasi fisik) sebagai penukar kation pada penurunan kesadahan air yang mengandung ion magnesium.Prosiding Hasil-Hasil Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat 2006. Lampung: Jurusan Teknik kimia Universitas Lampung: hlm: 191-195. Ginting S, Chai N. 2006. Pemodelan kinetika adsorpsi ion Mg2+ dalam larutan sadah menggunakan zeolit alam Lampung yang teraktivasi. Prosiding HasiHasilPenelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat 2006.Lampung: Jurusan Teknik kimia Universitas Lampung: hlm: 196-203. Hendayana S, Kadarohmah A, Sumarna AA, Supriatna A. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Semarang: IKIP Press. Khopkar SM. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Saptorahardjo A, penerjemah; Jakarta: UI Pr. Terjemahan dari: Basic Concepts of Analytical Chemistry Kusumawati T. 2006. Jerapan kromium limbah penyamakan kulit oleh zeolit Cikembar dengan metode lapik tetap. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Martha F. 2004. Penetapan Limit Deteksi dan Limit Respons Linear serta Pengaruh Oksidasi terhadap Pengukuran Kromium dengan Spektrofotometri Sinar Tampak [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Mumpton FA. 1978. Natural Zeolites: A New Industrial Mineral Commodity. New York: Pergamon. Muta’alim 2002. Standardisasi zeolit alam sebagai komoditas dalam rangka menjamin mutu untuk keperluan industri. J Zeolit Indones. 1:17-22.

Noroozifar M, Khorasani MM. 2003. Specific extraction of chromium as tetrabutylammonium-chromate and spectrophotometric determination by diphenylcarbazide: speciation of chromium in effluents streams. Anal Sci 19:705-708. Notodarmojo S. 2004. Pencemaran Tanah dan Air Tanah. Bandung: ITB Pr. Ortega LM, Rlebrum, Noel IM. 2005. [Application of nanofiltration in the recovery of chromium(III) from tannery effluents] Separation and Purification Technol 44:45-52 Patnaik P. 2003. Handbook of Inorganic Chemistry. New York: McGraw-Hill. Rohaeni A. 2005. Penetapan kapasitas jerapan zeolit dan zeolit termodifikasi heksadesilmetil amonium bromida terhadap K2Cr2O7 [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Rohaeti E. 2007. Upaya pencegahan pencemaran lingkungan oleh logam berat krom limbah cair penyamakan kulit (studi kasus di kabupaten Bogor). [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Sastiono A. 1993. Perilaku mineral zeolit dan pengaruhnya terhadap perkembangan tanah. [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Sheppard RA. 1973. Zeolites and Associated Authogenic Silicate Minerals in Tuffaceous Rocks. Washington: US Pr. Sivakumar S, Subbhuraam CV. 2005. Toxicity of chromium(III) and chromium(VI) to the earthworm Eisenia fetida. Ecotoxicology and environmental safety 93-98 [terhubung berkala]. http://www.surya.co.id/web/index2. [19 Maret 2005]. Suwardi. 2002.Prospek pemanfaatan mineral zeolit di bidang pertanian. J Zeolit Indones hlm: 5-12. Vogel. 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Ed ke-5. Setiono

L, Pudjaatmaka AH, penerjemah. Jakarta: Kalman Media Pusaka. Terjemahan dari: Qualitative Inorganic Analysis. Wijayanti E. 2005. Ekstraksi kromium heksavalen sebagai tetrabutilamoniumkromat dan pengukuran secara spektrofotometri sinar tampak [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Yang RT. 2003. Adsorbents Fundamentals and Applications. Washington: US Pr. Zamroni H, Thamzil L. 2002. Penggunaan zeolit dalam bidang industri dan lingkungan. J Zeolit Indones.1:23-30.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Bagan alir penelitian metode tumpak Zeolit

1. 2.

Preparasi Zeolit

Penggilingan Pengayakan (20–40 mesh)

Aktivasi zeolit suhu 200°C dan 400 °C selama 4 jam

Zeolit siap pakai Penentuan waktu optimum penjerapan

Penjerapan larutan campuran, variasi konsentrasi 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l

Penjerapan larutan tunggal, variasi konsentrasi 100, 200, 300, 400, dan 500 mg/l Cr3+/Na+

Zeolit siap pakai ± 2 gram

Penjerapan Cr3+ 200 mg/l Variasi waktu 18, 20, 22, 24, 26, 28, dan 30 jam

Cr3+

Spectronic 20D+

Kapasitas jerapan Waktu optimum penjerapan

Na+

K+

Cr3+/Mg2 + Cr3+/Ca2+

Mg2+ Ca2+

Fotometer nyala

Kapasitas jerapan

Cr3+/K +

SSA

Kapasitas jerapan

Cr3+ Æ Spectronic 20D+ + + Na dan K Æ Fotometer nyala Mg2+ dan Ca2+Æ SSA

Kapasitas jerapan

Lampiran 2 Alat-alat ukur pada penentuan konsentrasi ion Cr3+, Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+

Spektrofotometer serapan atom merk Perkin Elmer 1100B untuk pengukuran Mg2+dan Ca2+.

Fotometer nyala merk Corning 405 untuk pengukuran Na+ dan K+.

Spectronic 20D+ untuk pengukuran Cr3+.

Lampiran 3 Kadar air zeolit A. Pemanasan 200 °C No 1 2

Bobot zeolit awal (g) (A) 2.0055 2.0024

Bobot zeolit setelah dikeringkan (g) (B) 1.9214 1.9198

A-B

Kadar air (%)

0.0841 0.0826 Rerata

4.19 4.13 4.16

Contoh perhitungan : Kadar air pada saat zeolit dipanaskan dalam tanur 200 °C selama 4jam Kadar air = (A – B)/A × 100% = (2.0055 – 1.9214)/ 2.0055 × 100% = 4.19% Keterangan :

Kadar air = (A – B)/A × 100% A = bobot sampel awal B = bobot sampel setelah dikeringkan

B. Pemanasan 400 °C No 1 2

Bobot zeolit awal (g) (A) 2.0070 2.0098

Bobot zeolit setelah dikeringkan (g) (B) 1.9409 1.9418

A-B

Kadar air (%)

0.0661 0.0680 Rerata

3.29 3.38 3.34

Lampiran 4 Kapasitas jerapan Cr3+pada pemanasan suhu 200 °C dan 400 °C Konsentrasi Cr3+ (mg/l)

13.4 12.8

[Cr3+] terjerap (mg/l) 88.74 87.53

Kapasitas .jerapan (mg/g) 2.22 2.19

2.0016 2.0018

9.80 8.00

174.42 169.08

4.36 4.22

200 400

2.0029 2.0056

9.20 6.80

269.70 261.73

6.73 6.52

400

200 400

2.0079 2.0059

4.80 6.60

353.03 361.43

8.79 9.01

500

200 400

2.0020 2.0047

3.60 4.00

415.19 417.97

10.4 10.4

Suhu (°C) 200 400

Bobot zeolit (g) 2.0011 2.0008

200

200 400

300

100

%T

Contoh perhitungan : Kapasitas jerapan Cr3+ (100 mg/l) pada saat zeolit dipanaskan dalam tanur 200°C selama 4 jam V ( C o− C ) m = 50 ml (90.0225-1.2856)/ 1000 mg/l 2.0011 gram = 2.2172 mg/g = 2.22 mg/g

Kapasitas jerapan =

Lampiran 5 Kurva standar kromium Standar 0.30 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

% T 89.0 80.0 58.0 48.2 41.6 32.4

A 0.05 0.10 0.24 0.32 0.38 0.49

absorbans

Contoh data pengukuran kurva standar kromium 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.00

y = 0,1941x + 0,0096 r= 99.27%

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Konsentrasi standar kromium (mg/l)

3.00

Lampiran 6 Penentuan waktu optimum penjerapan Cr3+ Jam ke

Zeolit yang ditimbang (g) 2.0010 2.0040

%T

A

44.6 61.8

0.35 0.21

20

2.0093 2.0047

66.0 52.4

0.18 0.28

22

2.0091 2.0057

72.0 62.2

0.14 0.21

24

2.0013 2.0081

77.0 72.2

0.11 0.14

26

2.0073 2.0041

44.0 36.4

0.35 0.44

28

2.0073 2.0029

46.4 21.2

0.33 0.67

30

2.0082 2.0073

29.6 23.4

0.53 0.63

18

[Cr3+] Sisa (mg/l) 17.57 10.27 13.92 8.80 13.97 11.39 6.86 10.13 8.49 5.35 6.80 6.07 17.87 22.12 19.99 16.69 34.21 25.45 26.74 32.00 29.37

[Cr3+] Sebenarnya (mg/l) 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95 183.95

[Cr3+] Terjerap (mg/l) 166.37 173.68 170.02 175.14 169.98 172.56 177.09 173.82 175.45 178.60 177.15 177.87 166.08 161.83 163.95 167.26 149.73 158.50 157.20 151.94 154.57

Kapasitas jerapan (mg/g) 4.16 4.33 4.24 4.36 4.24 4.30 4.41 4.33 4.37 4.46 4.41 4.44 4.14 4.04 4.09 4.17 3.74 3.95 3.91 3.78 3.85

Contoh perhitungan : Penentuan waktu optimum Cr3+ pada panjang gelombang 540 nm jam ke-18 ulangan 1 Kurva standar y = 0.1941x + 0.0096 ; r = 99.27% 0.3507 = 0.1941x + 0.0096 0.1946x = 0.3411 x = 1.75734 mg/l × fp = 1.75734 mg/l × 10 = 17.5734 mg/l = 17.57 mg/l.

Lampiran 7 Penjerapan Cr3+ berbagai konsentrasi Konsentrasi Cr3+ (mg/l)

Bobot zeolit (g) 2.0076 2.0088 2.0011

%T

A

71.4 68.8 13.4

0.15 0.16 0.11

200

2.0087 2.0085 2.0016

61.8 60.8 9.80

0.21 0.22 0.24

300

2.0057 2.0070 2.0029

51.0 57.2 9.20

0.29 0.24 0.27

400

2.0063 2.0049 2.0079

50.8 48.6 4.80

0.29 0.31 0.55

500

2.0099 2.0064 2.0020

44.6 46.6 3.60

0.35 0.33 0.68

600

2.0045 2.0034 2.0034

84.4 38.6 38.6

0.07 0.41 0.41

700

2.0006 2.0038 2.0006

31.6 26.8 31.6

0.50 0.57 0.50

100

[Cr3+] sisa (mg/l) 7.04 7.87 5.09 6.67 10.57 10.64 12.09 11.10 14.57 12.00 13.50 13.36 14.66 15.65 28.06 19.46 17.57 16.59 34.50 22.89 433.94 416.07 472.11 440.71 565.62 579.39 574.16 573.06

[Cr3+] sebenarnya (mg/l) 90.02 90.02 90.02 183.95 183.95 183.95 280.88 280.88 280.88 381.36 381.36 381.36 451.09 451.09 451.09 555.73 555.73 555.73 625.01 625.01 625.01

[Cr3+] terjerap (mg/l) 82.98 82.15 84.93 83.35 173.38 173.31 171.86 172.85 266.31 268.88 267.38 267.52 366.70 365.70 353.30 361.90 433.52 434.50 416.60 428.21 121.79 139.65 83.62 115.02 59.39 45.62 50.85 51.95

Kapasitas jerapan (mg/g) 2.07 2.04 2.12 2.08 4.32 4.31 4.29 4.31 6.64 6.70 6.68 6.67 9.14 9.12 8.80 9.02 10.78 10.83 10.40 10.67 3.04 3.48 2.09 2.87 1.48 1.14 1.27 1.30

Lampiran 8 Penjerapan Na+ tunggal pada berbagai konsentrasi Konsentrasi Na+ (mg/l)

Bobot zeolit (g)

100

2.0083 2.0069 2.0069

200

2.0070 2.0047 2.0047

300

2.0091 2.0018 2.0018

400

2.0050 2.0029 2.0029

500

2.0046 2.0093 2.0093

[Na+] sisa (mg/l) 38.00 37.50 35.00 36.83 72.50 75.00 80.00 75.83 125.50 115.00 127.50 122.67 155.00 140.00 135.00 143.33 196.50 190.00 185.00 190.50

[Na+] sebenarnya (mg/l) 84.25 84.25 84.25

[Na+] terjerap (mg/l) 46.25 46.75 49.25

140.00 140.00 140.00

67.50 65.00 60.00

202.50 202.50 202.50

77.00 87.50 75.00

240.62 240.62 240.62

85.62 100.62 105.62

296.18 296.18 296.18

99.68 106.18 111.18

Kapasitas jerapan (mg/g) 1.15 1.16 1.23 1.18 1.68 1.62 1.50 1.60 1.92 2.19 1.87 1.99 2.13 2.51 2.64 2.43 2.49 2.64 2.77 2.63

Lampiran 9 Penjerapan K+ tunggal pada berbagai konsentrasi konsentrasi K+ (mg/l) 100

Bobot zeolit (g) 2.0018 2.0011 2.0062

200

2.0068 2.0013 2.0071

300

2.0095 2.0097 2.0064

400

2.0051 2.0075 2.0023

500

2.0002 2.0033 2.0091

[K+] sisa (mg/l) 15.00 21.00 15.00 17.00 47.00 40.00 40.00 42.33 68.00 65.00 66.50 66.50 90.00 100.00 100.00 96.67 125.00 137.50 131.25 131.25

[K+] sebenarnya (mg/l) 85.00 85.00 85.00

[K+] terjerap (mg/l) 70.00 64.00 70.00

137.50 137.50 137.50

90.50 97.50 97.50

178.75 178.75 178.75

110.75 113.75 112.25

210.00 210.00 210.00

120.00 110.00 110.00

250.00 250.00 250.00

125.00 112.50 118.75

Kapasitas jerapan (mg/g) 1.75 1.60 1.74 1.67 2.25 2.44 2.43 2.37 2.76 2.83 2.80 2.79 2.99 2.74 2.75 2.83 3.12 2.81 2.96 2.96

Lampiran 10 Penjerapan Mg2+ tunggal pada berbagai konsentrasi Konsentrasi Mg2+ (mg/l) 100

Bobot zeolit (g) 2.0064 2.0085 2.0064

200

2.0066 2.0082 2.0066

300

2.0050 2.0060 2.0060

400

2.0034 2.0042 2.0034

500

2.0016 2.0060 2.0060

[Mg2+] sisa (mg/l) 51.80 54.00 57.00 54.27 127.70 140.00 138.50 135.40 232.30 236.50 238.00 235.60 365.50 311.50 358.00 345.00 359.00 366.50 339.40 354.97

[Mg2+] sebenarnya (mg/l) 70.75 70.75 70.75

[Mg2+] Terjerap (mg/l) 18.95 16.75 13.75

140.10 140.10 140.10

12.40 0.10 1.60

222.75 222.75 222.75

-9.55 -13.75 -15.25

294.00 294.00 294.00

-71.50 -17.50 -64.00

367.00 367.00 367.00

8.00 0.50 27.60

Kapasitas jerapan (mg/g) 0.47 0.42 0.34 0.41 0.31 0.00 0.04 0.12 -0.24 -0.34 -0.38 -0.32 -1.78 -0.44 -1.60 -1.27 0.20 0.01 0.69 0.30

Lampiran 11 Penjerapan Ca2+ tunggal pada berbagai konsentrasi Konsentrasi Ca2+ (mg/l) 100

200

300

400

500

[Ca2+] Bobot zeolit [Ca2+] sisa (mg/l) Sebenarnya (g) (mg/l) 2.0056 33.20 77.85 2.0071 30.50 77.85 2.0071 30.00 77.85 31.23 2.0030 90.00 148.05 2.0041 79.00 148.05 2.0030 71.90 148.05 80.30 2.0076 158.50 238.50 2.0097 154.00 238.50 2.0097 151.00 238.50 154.50 2.0064 221.00 308.50 2.0041 267.50 308.50 2.0041 223.50 308.50 237.33 2.0058 328.50 374.00 2.0021 361.50 374.00 2.0021 298.00 374.00 329.33

[Ca2+] Terjerap (mg/l) 44.65 47.35 47.85 58.05 69.05 76.15 80.00 84.50 87.50 87.50 41.00 85.00 45.50 12.50 76.00

Kapasitas jerapan (mg/g) 1.11 1.18 1.19 1.16 1.45 1.72 1.90 1.69 1.99 2.10 2.18 2.09 2.18 1.02 2.12 1.77 1.13 0.31 1.90 1.11

Lampiran 12 Penjerapan Cr3+/ Na + pada berbagai konsentrasi Konsentrasi ion (mg/l)

Ion

100

Cr3+ Cr3+ Cr3+

Bobot zeolit (g) 2.0019 2.0055 2.0050

Na+ Na+ Na+

2.0019 2.0055 2.0050

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0023 2.0078 2.0067

Na+ Na+ Na+

2.0023 2.0078 2.0067

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0035 2.0097 2.0097

Na+ Na+ Na+

2.0035 2.0097 2.0097

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0065 2.0063 2.0063

Na+ Na+ Na+

2.0065 2.0063 2.0063

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0085 2.0096 2.0096

Na+ Na+ Na+

2.0085 2.0096 2.0096

200

300

400

500

%T

A

63.2 70.6 59.8

0.20 0.15 0.22

67.8 65.6 67.8

68.0 62.2 59.8

64.4 63.0 63.4

62.0 62.4 63.4

0.17 0.18 0.17

0.17 0.21 0.22

0.19 0.20 0.20

0.21 0.20 0.20

[Larutan] sisa (mg/l) 0.45 0.36 0.62 0.48 45.00 46.00 47.50 46.17 3.20 4.75 4.23 4.06 60.00 60.00 65.0 61.67 20.90 28.01 31.15 26.69 75.00 74.00 73.50 74.17 41.54 53.99 52.98 49.50 85.00 80.00 84.00 83.00 97.18 83.27 79.46 86.64 98.75 100.00 105.00 101.25

[Larutan] sebenarnya (mg/l) 90.02 90.02 90.02

[Larutan] terjerap (mg/l)

Kapasitas.jerapan (mg/g)

89.57 89.66 89.40

84.25 84.25 84.25

39.25 38.25 36.75

183.95 183.95 183.95

180.75 179.19 179.72

140.00 140.00 140.00

80.00 80.00 75.00

280.88 280.88 280.88

259.98 252.87 249.73

202.50 202.50 202.50

127.50 128.50 129.00

381.36 381.36 381.36

339.82 327.37 328.38

240.62 240.62 240.62

155.62 160.62 156.62

451.09 451.09 451.09

353.92 367.82 371.63

296.18 296.18 296.18

197.42 196.18 191.18

2.24 2.24 2.23 2.23 0.98 0.95 0.92 0.95 4.51 4.46 4.48 4.48 2.00 1.99 1.87 1.95 6.49 6.29 6.21 6.33 3.18 3.20 3.21 3.20 8.47 8.16 8.19 8.27 3.88 4.00 3.90 3.94 8.81 9.15 9.25 9.07 4.91 4.88 4.76 4.85

Lampiran 13 Penjerapan Cr3+/K + pada berbagai konsentrasi konsentrasi ion (mg/l)

Ion

100

Cr3+ Cr3+ Cr3+

Bobot zeolit (g) 2.0038 2.0046 2.0062

%T

A

58.0 46.8 58.0

0.24 0.33 0.24

K+ 2.0038 K+ 0046 K+ 2.0062 200

300

400

500

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0082 2.0069 2.0071

K+ K+ K+

2.0082 2.0069 2.0071

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0052 2.0099 2.0064

K+ K+ K+

2.0052 2.0099 2.0064

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0041 2.0066 2.0023

K+ K+ K+

2.0041 2.0066 2.0023

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0007 2.0025 2.0091

K+ K+ K+

2.0007 2.0025 2.0091

66.4 65.2 66.4

72.4 61.6 67.4

75.4 73.8 75.8

64.8 58.8 58.8

0.18 0.19 0.18

0.14 0.21 0.17

0.12 0.13 0.12

0.19 0.23 0.23

[Larutan] sisa (mg/l) 0.61 1.01 0.67 0.76 35.00 36.00 40.00 37.00 3.58 4.85 4.60 4.34 53.75 56.00 54.00 54.58 9.89 4.98 4.32 6.40 72.50 75.00 70.00 72.50 21.41 16.23 24.47 20.70 87.50 87.00 85.00 86.5 80.77 97.50 97.48 91.92 107.50 104.00 104.00 105.17

[Larutan] sebenarnya (mg/l) 90.02 90.02 90.02

[Larutan] terjerap (mg/l)

Kapasitas.jerapan (mg/g)

89.41 89.01 89.35

85.00 85.00 85.00

50.00 49.00 45.00

183.95 183.95 183.95

180.36 179.10 179.35

137.50 137.50 137.50

83.75 81.50 83.50

280.88 280.88 280.88

270.99 275.90 276.56

178.75 178.75 178.75

106.25 103.75 108.75

381.36 381.36 381.36

359.95 365.13 356.89

210.00 210.00 210.00

122.50 123.00 125.00

451.09 451.09 451.09

370.32 353.60 353.61

250.00 250.00 250.00

142.50 146.00 146.00

2.23 2.22 2.23 2.23 1.25 1.22 1.12 1.20 4.49 4.46 4.47 4.47 2.08 2.03 2.08 2.06 6.76 6.86 6.89 6.84 2.65 2.58 2.71 2.65 8.98 9.10 8.91 9.00 3.06 3.06 3.12 3.08 9.26 8.83 8.80 8.96 3.56 3.64 3.63 3.61

Lampiran 14 Penjerapan Cr3+/Mg2 + pada berbagai konsentrasi Konsentrasi ion (mg/l)

Ion

100

Cr3+ Cr3+ Cr3+

Bobot zeolit (g) 2.0042 2.0040 2.0074

Mg2+ Mg2+ Mg2+

2.0042 2.0048 2.0074

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0029 2.0060 2.0085

Mg2+ Mg2+ Mg2+

2.0029 2.0060 2.0085

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0018 2.0033 2.0075

Mg2+ Mg2+ Mg2+

2.0018 2.0033 2.0075

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0052 2.0067 2.0013

Mg2+ Mg2+ Mg2+

2.0052 2.0067 2.0013

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0039 2.0073 2.0055

Mg2+ Mg2+ Mg2+

2.0039 2.0073 2.0055

200

300

400

500

%T

A

72.6 60.0 70.5

0.14 0.22 0.15

53.0 45.4 51.6

58.8 54.8 60.6

63.4 59.6 56.6

59.4 53.4 54.6

0.28 0.34 0.29

0.23 0.26 0.22

0.20 0.22 0.25

0.23 0.27 0.26

[Larutan] sisa (mg/l) 0.31 0.62 0.36 0.43 29.10 27.50 21.50 26.03 8.16 10.63 8.58 9.12 62.60 88.00 85.70 78.77 32.50 38.12 30.09 33.57 105.00 154.00 174.00 144.33 44.444 62.84 71.08 59.46 163.00 184.00 195.50 180.83 95.07 120.55 115.23 110.28 285.45 296.80 282.50 288.25

[Larutan] sebenarnya (mg/l) 90.02 90.02 90.02

[Larutan] terjerap (mg/l)

Kapasitas.jerapan (mg/g)

89.71 89.40 89.66

70.75 70.75 70.75

43.90 43.25 49.25

183.95 183.95 183.95

175.79 173.32 175.36

140.10 140.10 140.10

77.50 52.10 54.40

280.88 280.88 280.88

248.38 242.76 250.79

222.75 222.75 222.75

117.75 68.75 48.75

381.36 381.36 381.36

336.91 318.52 310.28

294.00 294.00 294.00

131.00 110.00 98.50

451.09 451.09 451.09

356.03 330.54 335.86

367.00 367.00 367.00

81.55 70.20 84.50

2.24 2.23 2.23 2.23 1.10 1.08 1.23 1.13 4.39 4.32 4.37 4.36 1.93 1.30 1.35 1.53 6.20 6.06 6.25 6.17 2.94 1.72 1.21 1.96 8.40 7.94 7.75 8.03 3.27 2.74 2.46 2.82 8.88 8.23 8.37 8.50 2.03 1.75 2.11 1.96

Lampiran 15 Penjerapan Cr3+/Ca2 + pada berbagai konsentrasi konsentrasi ion (mg/l)

Ion

100

Cr3+ Cr3+ Cr3+

Bobot zeolit (g) 2.0013 2.0046 2.0074

Ca2+ Ca2+ Ca2+

2.0013 2.0046 2.0074

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0013 2.0040 2.0078

Ca2+ Ca2+ Ca2+

2.0013 2.0040 2.0078

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0030 2.0061 2.0049

Ca2+ Ca2+ Ca2+

2.0030 2.0061 2.0049

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0034 2.0077 2.0024

Ca2+ Ca2+ Ca2+

2.0034 2.0077 2.0024

Cr3+ Cr3+ Cr3+

2.0087 2.0079 2.0080

Ca2+ Ca2+ Ca2+

2.0087 2.0079 2.0080

200

300

400

500

%T

A

63.4 62.2 62.2

0.20 0.21 0.21

59.8 53.8 51.6

62.4 54.6 58.8

70.2 61.0 61.2

64.6 60.6 56.0

0.22 0.27 0.29

0.20 0.26 0.23

0.15 0.21 0.21

0.19 0.22 0.25

[Larutan] sisa (mg/l) 0.53 0.56 0.56 0.55 28.10 39.20 46.00 37.77 6.23 7.92 8.58 7.58 58.75 82.70 81.50 74.32 23.70 38.41 32.50 31.53 68.75 88.90 86.25 81.30 44.69 55.44 58.61 52.91 176.00 196.70 186.00 186.23 81.95 88.32 90.98 87.08 257.50 277.00 254.00 262.83

[Larutan] sebenarnya (mg/l) 90.02 90.022 90.02

[Larutan] terjerap (mg/l)

Kapasitas.jerapan (mg/g)

89.49 89.46 89.46

77.85 77.85 77.85

49.75 38.65 31.85

183.95 183.95 183.95

177.72 176.03 175.36

148.05 148.05 148.05

89.30 65.35 66.55

280.88 280.88 280.88

257.19 242.47 248.38

238.50 238.50 238.50

169.75 149.60 152.25

381.36 381.36 381.36

336.68 325.92 322.75

308.50 308.50 308.50

132.50 111.80 122.50

451.09 451.09 451.09

369.14 362.78 360.12

374.00 374.00 374.00

116.50 97.00 120.00

2.24 2.23 2.23 2.23 1.24 0.96 0.79 1.00 4.44 4.39 4.37 4.40 2.23 1.63 1.66 1.84 6.42 6.04 6.19 6.22 4.24 3.73 3.80 3.92 8.40 8.12 8.06 8.19 3.31 2.78 3.06 3.05 9.19 9.03 8.97 9.06 2.90 2.42 2.99 2.77