BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kaca
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengankehidupan sehari-hari. Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair
yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair, namun kaca sendiri
berwujud padat. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan
peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai bahan penyusun lainnya Dian, 2001.
Tabel 2.1 Kandungan kimia dari kaca
Komposisi Oksida Kaca
SiO
2
72,42 Al
2
O
3
1,44 TiO
2
0,035 Cr
2
O
3
0,002 Fe
2
O
3
0,07 CaO
11,50 MgO
0,32 Na
2
O 13,64
K
2
O 0,35
SO3 0,21
Sumber : Value-Added Utilisation of waste Glass in Concrete Research Jurnal, Shayan, 2002
Universitas Sumatera Utara
Senyawa utama yang terkandung dalam limbah kaca adalah silikon dioksida SiO
2
dengan kadar lebih dari 70 dari total campuran senyawanya Coleman dkk, 2013. Tingginya kandungan SiO
2
dalam limbah kaca dapat dimanfaatkan dan diolah menjadi silika gel melalui pembentukkan natrium silikat
yang dihasilkan dari reaksi antara SiO
2
di dalam limbah kaca dengan natrium hidroksida Mori, 2003. Larutan natrium silikat yang dihasilkan dapat
direaksikan dengan suatu asam hingga membentuk asam silikat yang akan terpolimerisasi menjadi silika gel Affandi dkk, 2009.
2.2 Silika SiO
2
Silika silicon dioxide merupakan senyawa kimia dengan rumus molekul SiO
2
yang dapat diperoleh dari silika mineral dan sintesis kristal. Silika mineral adalah senyawa yang banyak mengandung SiO
2
yang ditemukan dalam bahan tambang dan galian yang berupa mineral seperti pasir kuarsa dan granit
Kalapathy, 2000. Selain terbentuk secara alami, silika dengan struktur kristal trimidit dapat
diperoleh dengan cara memanaskan pasir kuarsa pada suhu 870 C dan bila
pemanasan dilakukan pada suhu 1470 C dapat diperoleh silika dengan struktur
kristobalit. Silika juga dapat dibentuk dengan mereaksikan silikon dengan oksigen atau udara pada suhu tinggi Iler, 1979.
Silika atau dikenal dengan silikon dioksida SiO
2
merupakan senyawayang terbentuk dari atom silikon dan oksigen. Karena oksigen adalah
unsur yang melimpah di kulit bumi, sementara silikon adalah unsur kedua terbanyak, maka bentuk silika adalah bentuk yang sangat umum ditemukan di
alam. Silika yang terakumulasi di dalam makhluk hidup baik hewan atau tumbuhan memiliki sifat amorf, berbeda dengan silika yang tidak berasal dari
makhluk hidup seperti batuan dan debu yang memiliki struktur kristalin. Silikat sendiri merupakan bentuk mineral dari silika atau dengan kata lain senyawa silika
yang bereaksi dengan unsur lain Chandra, 2012.
Universitas Sumatera Utara
Beberapa sifat umum silika : Nama IUPAC
: Silikon dioksida Nama lain
: Kuarsa, silika, silkat oksida, silikon IV oksida Rumus molekul : SiO
2
Massa molar : 60.08 g mol
-1
Tampilan : kristal transparan
Kepadatan : 2.648 g cm
-3
Titik lebur : 1600 – 1725
C, 1873 – 1998 K, 2912 – 3137 F
Titik didih : 2230
C, 2503 K, 4046 F
Kelarutan : 0.079 g L
-1
dalam air Brownell, 1983
Silika ditemukan sedikitnya dalam dua belas bentuk yang berbeda. Bentuk kristal silika yang umum yakni quartz, trydmit, cristobalit, sedangkan bentuk
silika amorf berupa endapan silika, silika gel, koloidal sol silika dan silika pyrogenik. Silika amorf sangat berperan penting pada berbagai bidang seperti
digunakan sebagai adsorben dan untuk sintesis ultrafilrasi membran, katalis, support material, dan bidang permukaan yang aplikasinya berhubungan dengan
porositas Rouqe-Malherbe, 2007. Bentuk umum dari Kristal silika tersebut bila ditinjau berdasarkan
kestabilannya terhadap kenaikan suhu tinggi dapat dibagi atas 3 McColm, 1983, yaitu :
a. Quartz, sampai pada suhu 870
C b.
Trydimit, pada suhu 870 C sampai 1470
C c.
Cristobalit, pada suhu 1470 C sampai 1730
C Masing-masing dari ketiga bentuk diatas memiliki perubahan pada
suhutinggi dan rendah dimana strukturnya hanya sedikit berubah oleh perubahan yang sederhana pada orientasi dari SiO
4
yang relatif tetrahedral satu sama lain. Perubahan bentuk pada suhu tinggi memiliki simetri yang lebih tinggi atau
memiliki unit sel yang lebih kecil daripada perubahan bentuk pada suhu yang rendah McColm, 1983. Perubahan bentuknya dapat dilihat sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Perubahan bentuk Perubahan bentuk
867 C 1470
C Kuarsa
Timidit Kristobalit tinggi
tinggi tinggi
Perubahan Perubahan
Perubahan struktur
struktur struktur
573 C 160
C 200 – 270
Kuarsa Trimidit
Kristobalit Rendah
sedang rendah
Trimidit Rendah
Gambar 2.1. Perubahan Polimorf dari silika Barsoum, 1997
2.3 Jenis dan Struktur Silika