8
2. Metode Sol Gel
Metode sol gel merupakan proses pembentukan jaringan oksida dengan reaksi polikondensasi yang dari molekul prekursor dalam medium air. Proses ini
meliputi transisi sistem dari fasa larutan sol menjadi fasa padat gel Brinker Scherer, 1990 dalam Buhani dkk., 2012: 265. Melalui proses sol gel dapat
dilakukan pengontrolan untuk memperoleh hasil berupa bahan oksida anorganik dengan sifat tertentu yang meliputi kekerasan, dan porositas sesuai yang
dikehendaki. Proses ini dapat dilakukan pada temperatur rendah Brinker Scherer, 1990 dalam Nuryono Narsito, 2005: 265.
Reaksi kimia yang terjadi dalam proses sol gel terdiri dari reaksi hidrolisis dan kondensasi. Reaksi hidrolisis terjadi pada Na-silikat yang
ditambahkan asam menghasilkan asam silikat yang mengandung gugus silanol dengan reaksi berikut:
NaSiO
3
aq + 2H
+
aq + H
2
Ol → SiOH
4
aq + 2Na
+
aq Silanol yang terbentuk
selanjutnya akan bereaksi dengan gugus silanol dari monomer asam silikat lain membentuk siloksan
dengan reaksi sebagai berikut:
Reaksi ini disebut dengan reaksi kondensasi. Reaksi kondensasi terjadi sebelum reaksi hidrolisis selesai Brinker Scherer, 1990: 108.
3. Adsorben Silika Gel
Silika gel merupakan silika amorf yang terdiri dari globula-globula SiO
4
tetrahedral yang tersusun secara tidak teratur dan beragregrasi membentuk
9 kerangka tiga dimensi yang lebih besar sekitar 1-25
. Rumus kimia silika gel secara umum adalah SiO
2
.xH
2
O Sriyanti dkk., 2005: 2. Silika gel memiliki beberapa keunggulan, seperti stabil dalam kondisi asam, non swelling, porositas
tinggi, luas permukaan yang besar, dan tahan terhadap temperatur tinggi Buhani dkk., 2010: 83. Keunggulan dari silika gel ini menyebabkan silika gel banyak
digunakan sebagai adsorben. Silika gel memiliki gugus silanol
dan siloksan yang merupakan gugus aktif pada permukaannya. Adanya kedua gugus ini
menyebabkan silika gel dapat digunakan untuk keperluan adsorpsi Kristianingrum, Siswani, Fillaeli, 2011: 282. Silika gel dapat digunakan
untuk menyerap ion-ion logam. Atom O sebagai situs aktif pada permukaan silika gel, berfungsi sebagai donor pasangan elektron, yang akan berinteraksi
dengan logam berat. Atom O mempunyai ukuran relatif kecil dan polarisabilitas rendah atau bersifat basa keras Atkins, 1990 dalam Mujiyanti, Nuryono,
Kunarti, 2010: 151. Sintesis silika gel dapat dilakukan dengan pencampuran antara natrium
silikat dan asam. Natrium silikat dibuat dengan cara ekstraksi SiO
2
dengan menggunakan NaOH Rosmawati, Tjahjanto, Prananto, 2013: 162. Adapun
reaksinya adalah sebagai berikut: SiO
2
s + 2NaOHaq → Na
2
SiO
3
aq + H
2
Ol Pada SiO
2
, elektronegativitas atom O yang tinggi menyebabkan Si lebih elektropositif dan terbentuk intermediet
[SiO
2
OH]
-
yang tidak stabil. Lalu akan terjadi dehidrogenasi dan ion hidroksil dari NaOH akan berikatan dengan
10 hidrogen membentuk air. Dua ion Na
+
akan menyeimbangkan muatan negatif yang terbentuk dan berinteraksi dengan ion SiO
3 2-
sehingga terbentuk natrium silikat Na
2
SiO
3
Mujiyanti, Nuryono, Kunarti, 2010: 156. Natrium silikat yang terbentuk ditambah dengan asam maka akan
terbentuk asam silikat. Penambahan asam pada prekursor natrium silikat menyebabkan terjadinya protonasi gugus siloksi SiO
-
menjadi silanol SiOH. Gugus silanol yang terbentuk kemudian diserang lanjut oleh gugus siloksi SiO
-
dengan bantuan katalis asam membentuk ikatan siloksan .
Reaksi ini akan menghasilkan alkogel yang akan mengalami sineresis apabila didiamkan aging dan menjadi hidrogel. Hidrogel dicuci dan dipanaskan hingga
membentuk xerogel Mujiyanti, Nuryono, Kunarti, 2010: 157.
4. Adsorpsi
Kategori