15 Zeolit tidak stabil terhadap asam. Pada umumnya zeolit baik dioperasikan
pada pH yang tidak kurang dari 4. Pengoperasian zeolit pada pH 6 akan memberikan hasil yang optimum.
Kadar air zeolit umumnya cukup tinggi, berkisar antara 10-20 berat. Air ini mengisi lubang kristal, ada yang terikat kuat dengan kerangka alumino
silikat dan ada yang tidak. Air yang tidak terikat kuat dapat dibuang dengan mudah melalui pemanasan sampai 35
o
C membentuk rongga-rongga dalam zeolit yang memungkinkan terjadinya adsorpsi reversibel. Affinitas layer ke
kation interlayer zeolit sangat kuat, sehingga air tidak dapat masuk ke interlayer, menghidrasi kation interlayer dan mengikat bagian hidrofilik.
Sifat kimia terpenting dari zeolit adalah kapasitas tukar kation yang tinggi, yaitu berkisar 100 – 300 meq100 gram. Kapasitas tukar kation zeolit
merupakan fungsi derajat substitusi Al dan Si dalam kerangka tetrahedral. Substitusi kation alkali dan alkali tanah menghasilkan muatan listrik yang
netral Hardjanto, 1987. Kation-kation yang terdapat dalam mineral zeolit tidak terikat kuat dalam
kerangka kristalnya sehingga dapat dipertukarkan dengan mudah. Hal inilah yang menyebabkan kapasitas tukar kationnya tinggi.Kemampuan atau sifat
pertukaran kation zeolit ditentukan oleh struktur kristalnya, sedangkan jika terjadi kerusakan pada struktur kristal tersebut kemampuan sebagai penukar
kation akan menurun Poerwadio dan Masduqi, 2004. Dalam keadaan normal, rongga-rongga dan saluran-saluran dalam zeolit
terisi oleh molekul-molekul air yang membentuk hidrasi disekitar kation- kation yang dapat dipertukarkan Harjanto,1987.
D. Kapasitas Tukar Kation
Menurut Poerwadio dan Masduqi 2004, pertukaran ion merupakan salah satu proses penting untuk mengontrol distribusi elemen dalam larutan dan fasa
partikulat yang dapat meregulasi polutan-polutan logam dalam hidrosfer. Jumlah total kation atau anion yang mampu dipertukarkan oleh lempung
didefinisikan sebagai kapasitas tukar kation KTK atau kapasitas tukar anion KTA. Kemampuannya berbeda-beda tergantung pada jenis komponen
penyusunnya. Sifat inilah yang mewakili pemanfaatannya sebagai resin.
16 Lempung alam memiliki KTK berkisar antara 3-150 cmolkg. Kualitas ini
dapat ditingkatkan melalui berbagai upaya modifikasi.
E. Adsorpsi
Adsorpsi adalah suatu proses dimana suatu partikel “menempel” pada suatu permukaan akibat dari adanya “perbedaan” muatan lemah diantara
kedua benda gaya Van der Waals, sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis partikel-partikel halus pada permukaan tersebut. Adsorpsi
merupakan suatu peristiwa fisik atau kimia pada permukaan yang dipengaruhi oleh spesific affinity atau reaksi kimia antara bahan pengadsorp adsorben
dengan zat yang diadsorb adsorbat Cheremisionoff dan Morresi, 1978. Adsorben adalah padatan atau cairan yang mengadsorp, dan adsorbat adalah
padatan, cairan atau gas yang diserap sebagai molekul, atom atau ion. Proses adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan padatan, gas dengan padatan, gas
dengan cairan, cairan dengan cairan, dan cairan dengan padatan.
Sumber: Henning and Degel 1990
Gambar 6. Dasar proses adsorpsi Adsorpsi merupakan suatu fenomena permukaan yang tergantung atas
specific affinity afinitas jenis antara zat yang terlarut dengan adsorben.
Pemilihan adsorben pada proses adsorpsi sangat mempengaruhi daya adsorpsi. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya adsorpsi adalah ukuran pertikel, jenis
kepolaran adsorben, luas permukaan, volume pori dan lain-lain.
17 Mekanisme peristiwa adsorpsi:
a. Molekul adsorbat berdifusi melalui suatu lapisan batas ke
permukaan luar adsorben disebut difusi eksternal. b.
Sebagian ada yang teradsorbsi di permukaan luar. c.
Sebagian besar terdifusi lanjut ke dalam pori-pori adsorben disebut difusi internal.
d. Jika kapasitas adsorbsi masih sangat besar, sebagian akan
teradsorbsi dan terikat dipermukaan, namun bila permukaan sudah jenuh atau mendekati jenuh dengan adsorbat, dapat terjadi:
Terbentuknya lapisan adsorpsi kedua dan seterusnya diatas adsorbat yang telah terikat dipermukaan. Gejala ini disebut
adsorpsi multi layer. Tidak terbentuk lapisan kedua dan seterusnya sehingga
adsorbat yang belum teradsorbsi berdifusi keluar pori dan kembali ke arus fluida.
Sumber
:
Industrial Minerals Association - North America 2006
Gambar 7. Mekanisme adsorbsi Ada dua metode adsorpsi yaitu adsorbsi secara fisik physiosorption dan
adsorpsi secara kimia chemisorption. Kedua metode ini terjadi jika molekul- molekul dalam fasa cair diikat pada permukaan suatu fasa padat sebagai akibat
18 dari gaya tarik menarik pada permukaan padatan adsorben, mengatasi energi
kinetik dari molekul-molekul kontaminan dalam cairan adsorbat Grim, 1968.
Beberapa faktor yang mempengaruhi adsorbsi antara lain ialah: 1. Sifat fisika dan kimia adsorben, yaitu antara lain luas permukaan, ukuran
pori-pori, komposisi kimia. 2. Sifat fisika dan kimia adsorbat, yaitu antara lain ukuran molekul, polaritas
molekul, komposisi kimia. Molekul adsorpsi bebas bergerak di sekitar permukaan adsorben. Adsorpsi
secara fisik umumnya bersifat reversibel. Adsorpsi secara kimiawi dihasilkan oleh gaya yang cukup kuat, dalam keadaan normal senyawa yang diadsorpsi
membentuk lapisan di atas permukaan adsorben pada ketebalan tertentu. Sifat molekul yang diadsorpsi tidak dapat bergerak bebas dari sisi yang satu ke sisi
yang lain dari permukaan adsorben, bila permukan adsorben diselubungi oleh lapisan molekul sejenis monomolekuler, maka kapasitas adsorben telah
mencapai jenuh. Adsorpsi kimiawi seperti ini jarang bersifat reversibel. Exchange adsorpsion
merupakan mekanisme adsorpsi yang disebabkan oleh gaya tarik listrik antara adsorbat dan adsorben, proses penukaran ion
merupakan salah satu bentuk exchange adsorpsion. Ion dari subtansi adsorbat mengumpul pada permukaan melalui gaya tarik listrik yang lebih besar bila
dibanding ion yang muatannya lebih kecil terhadap muatan yang berbeda Henning dan Degel, 1990.
Menurut Djatmiko et al 1985, untuk adsorpsi diperlukan pengadukan. Kecepatan adsorpsi terbesar adalah pada periode permulaan, kemudian lambat
laun akan berkurang. Biasanya waktu adsorpsi optimum adalah 10-15 menit. Larutan yang kekentalannya tinggi memerlukan waktu yang lama untuk
diadsorpsi.
F. Pemurnian
