Kaca Silika SiO TINJAUAN PUSTAKA

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