11 dengan larutan asam nitrat HNO
3
. Jenis asam lainnya juga pernah digunakan untuk sintesis silika gel seperti asam sulfat H
2
SO
4
oleh Thuadaij dan Nuntiya 2008 serta Kalapathy et al. 2000 menggunakan asam klorida HCl.
3. Proses Sol-Gel
Proses sol-gel didefinisikan sebagai pembentukan jaringan oksida dengan reaksi polikondensasi yang progresif dari molekul prekursor pada medium cair
Aryanto, 2009: 118. Menurut Brinker dan Scherer 1990, proses sol-gel adalah pelarutan pada temperatur yang rendah merupakan dasar pada sintesis gelas.
Pembentukan matriks silika diperoleh dengan melalui hidrolisis pada suatu alkoksi yang diikuti dengan jembatan okso. Hidrolisis menghasilkan konversi
ikatan Si-OR ke Si-OH yang memadat membentuk suatu polimer berjembatan okso Si-O-Si. Reaksi yang terjadi dalam daerah yang terlokalisasi menuju
pembentukan partikel sol. Material yang kental kemudian mengeras membentuk suatu gel yang porous.
Menurut Sriyanti dkk. 2005, silika dapat disintesis dengan metode sol-gel karena metode ini relatif mudah dilakukan, tidak memerlukan waktu yang lama,
dan memiliki homogenitas yang tinggi. Teknik sol-gel memiliki beberapa keunggulan antara lain bersifat homogen, dapat dipreparasi pada temperatur
rendah, bercampur dengan baik pada sistem multi-komponen, serta ukuran, bentuk dan sifat partikel dapat dikontrol Buhani dkk., 2009.
Proses sol-gel dimulai dengan mengasamkan larutan natrium silikat hingga terbentuk gel karena silika memiliki kelarutan yang tinggi pada pH 10 Scott,
1993. Pengasaman natrium silikat dapat dilakukan dengan HCl sehingga
12 menyebabkan pembentukan gel yang sangat cepat, hal ini terjadi di sekitar pH 9-7
dan jika HCl terus menerus ditambahkan maka gel akan melarut kembali. Hal ini kemungkinan disebabkan ion logam Na akan terjebak kedalam matriks gel dan
tidak larut dengan pencucian. Menurut Kalapathy dkk. 2000, penggunaan HCl pada pengasaman langsung menghasilkan silika gel dengan kandungan Na yang
tinggi sekitar 6,577 dibandingkan dengan yang mengandung K, Ca, atau Mg. Pada keadaan pH basa, proses reaksi pembentukan gel atau proses sol-gel terjadi
akibat dari penyerangan nukleofilik atom Si oleh ion -OH atau Si-O
-
yang terbentuk oleh disosiasi H
+
dari molekul air atau gugus Si-OH. Pada reaksi hidrolisis, anion hidroksi menyerang atom Si dengan mekanisme SN
2
dimana –OH menggantikan –OR. Pada reaksi kondensasi, suatu nukleofilik ion silanolat
menyerang spesies netral silikat dan akan menggantikan –OH atau –OR.
Sedangkan pada kondisi asam, atom oksigen dari gugus Si-OH atau Si-OR terprotonasi pada langkah pertama dengan cepat. Kerapatan elektron dari atom
pusat Si akan berkurang sehingga akan bersifat lebih elektrofilik dan lebih mudah untuk diserang oleh air reaksi hidrolisis atau gugus silanol reaksi kondensasi.
Pada kondisi ini, reaksi hidrolisis berlangsung lebih cepat dari pada reaksi kondensasi, kebalikan dari kondisi basa dimana reaksi kondensasi lebih cepat.
Jika gelasi dilakukan pada kondisi basa, akan berlangsung lebih cepat dibanding kondisi asam. Hal tersebut disebabkan pada kondisi basa, reaksi kondensasi
berlangsung lebih cepat relatif terhadap reaksi hidrolisis, sedangkan pada kondisi asam terjadi sebaliknya, reaksi hidrolisis relatif lebih cepat dibanding reaksi
kondensasi Sriyanti dkk., 2005.
13
4. Kation Mg
