beterbangan kemudian mengendap didasar danau dan dasar lautan. Debu-debu vulkanik tersebut selanjutnya mengalami berbagai macam perubahan oleh air danau
atau air laut sehingga terbentuk sedimen-sedimen yang mengandung zeolit di dasar danau atau lautan Setyawan, 2002.
Zeolit alam dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu : a.
Zeolit yang terdapat diantara celah-celah batuan atau diantara lapisan batuan. Zeolit jenis ini biasanya terdiri dari beberapa jenis mineral zeolit bersama-sama
dengan mineral lain seperti kalsit, kwarsa, renit, klorit, fluorit dan mineral sulfida. b.
Zeolit yang berupa batuan, hanya sedikit jenis zeolit yang berbentuk zeolit, diantaranya adalah : klinoptiolit, analsium, laumantit, modernit, filipsit, erlonit,
kabasit, dan heulandit. Zeolit alam langsung ditambang dari alam, oleh karena itu zeolit alam ini memiliki
beberapa kelemahan, diantaranya mengandung banyak pengotor seperti Na, K, Ca, Mg dan Fe serta kristalinitasnya kurang baik. Keberadaan pengotor-pengotor
tersebut dapat mengurangi aktivitas dari zeolit, untuk memperbaiki karakter zeolit alam sehingga dapat digunakan sebagai katalis, absorben, atau aplikasi lainnya,
biasanya dilakukan aktivasi dan modifikasi terlebih dahulu. Yunita, 2010.
2.7 Aktivasi Zeolit Alam
Aktivasi zeolit alam dapat dilakukan baik secara fisika maupun secara kimia. Aktivasi secara fisika dilakukan melalui pengecilan ukuran butir, pengayakan dan pemanasan
pada suhu tinggi, tujuannya untuk menghilangkan pengotor-pengotor organik, memperbesar pori dan memperluas permukaan. Sedangkan aktivasi secara kimia
dilakukan melalui pengasaman. Tujuannya untuk menghilangkan pengotor anorganik. Pengasaman ini akan menyebabkan terjadinya pertukaran kation dengan H
+
. Disamping aktivasi untuk memperbaiki karakter zeolit dilakukan modifikasi zeolit,
yang bertujuan untuk mendapatkan bentuk kation dan komposisi kerangka yang berbeda. Modifikasi zeolit alam yang umum dilakukan adalah Dealuminasi zeolit.
Dealuminasi zeolit dilakukan bertujuan untuk mendapatkan jumlah AI yang diinginkan pada suatu zeolit alam. Kenaikan rasio SiAI akan memberikan perubahan medan
magnet elektrostatik dalam zeolit, sehingga mempengaruhi interaksi adsorpsi zeolit. Zeolit bersilika rendah akan bersifat hidrofilik, sementara zeolit bersilika tinggi
bersifat hidrofobik dan lipofilik Ertan, 2005.
2.8 Sifat-sifat Zeolit
Zeolit memiliki sejumlah sifat kimia maupun fisika yang menarik diantaranya mampu menyerap adsorpsi zat organik maupun anorganik, sebagai penukar kation ion
exchanger, katalisator catalyst, dan penyaring molekul berukuran halus molecular sieving, Dixon dan Weed, 1989.
2.8.1 Sifat-sifat adsorpsi dari zeolit
Adsorpsi adalah suatu proses penyerapan suatu zat oleh zat lainnya, yang hanya terjadi pada permukaan. Zat yang diserap disebut fase terserap adsorbat dan zat yang
menyerap disebut adsorben. Struktur zeolit mempunyai sistem mikropori yang biasanya diisi oleh kation dan air. Molekul tersebut bebas bergerak sehingga dapat
disubsitusi secara reversible oleh molekul lain. Park dan Komarneni, 1997. Menurut Perrich dalam Efendi 2005, faktor yang paling menentukan daya
adsorpsiadalah kapasitas adsorpsi dan laju adsorpsi, karena memperkirakan adsorpsi secara akurat dalam suatu sistem baik untuk satu atau lebih absorbat sangatlah sulit.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas adsorpsi diantaranya : luas area permukaan, ukuran pori, kelarutan absorbat, pH dan suhu.
Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju adsorpsi diantarnaya ukuran partikel, konsentrasi adsorbat dalam larutan, suhu larutan dan agitasi pengadukan
Efendi, 2005. Proses adsorpsi pada adsorban yang berongga terjadi karena terjebaknya molekul-molekul adsorbat dalam rongga mengalami penyaringan
sedangkan pada sisi aktifnya terjadi interaksi dengan molekul adsorbat Sharma, 1986.
Menyerap Kation : NH
4
, K, Ca, Mg, Na, dll
Mengeluarkan secara lambat Kation
Gambar 2.2 Proses adsorpsi – desorpsi berbagai kation dalam zeolit
Kation-kation dalam kerangka zeolit dapat ditukar dan disubsitusi tanpa merubah struktur kerangka isomorfis dan dapat menimbulkan gadien medan listrik dalam
kanal-kanal dan ruangan-ruangan zeolit. Gadien ini akan dialami semua adsorbat yang masuk kepori zeolit, karena kecilnya diameter pori yang ukurannya beberapa
angstrom. Sebagai akibatnya kelakuan-kelakuan zat teradsorpsi seperti tingkat disosiasi, konduktivitas akan berbeda dari kelakuan zat yang bersangkutan dalam
keadaan normalnya. Molekul yang polar misalnya ammonia atau air akan berinteraksi lebih kuat
dengan gadien medan elektronik intrakristal, dibandingkan molekul-molekul non polar Smith, 1992.
2.8.1.1 Luas Permukaan Zeolit
Struktur yang khas dari zeolit, yakni hampir sebagian besar merupakan kanal dari pori, menyebabkan zeolit memiliki luas permukaan yang besar. Keadaan ini dapat
dijelaskan bahwa masing-masing pori dan kanal dalam maupun antar kristal dianggap berbentuk silinder, maka luas permukaan total zeoit adalah akumulasi dari luas
permukaan dinding pori dan kanal-kanal penyusun zeolit. Semakin banyak jumlah pori yang dimiliki, semakin besar luas permukaan total yang dimiliki zeolit, luas
permukaan internal zeolit dapat mencapai puluhan bahkan ratusan kali lebih besar dibanding permukaan luarnya. Luas permukaan yang besar ini sangat menguntungkan
dalam pemanfaatan zeolit sebagai adsorben Dyer, 1988.
2.8.2 Sifat Pertukaran Ion dari Zeolit
Kemampuan pertukaran ion zeolit merupakan salah satu para meter yang dapat digunakan dalam menentukan kualitas zeolit yang akan digunakan, biasanya
dinyatakan sebagai KTK Kemampuan Tukar Kation. KTK adalah jumlah mengion logam yang dapat diserap maksimum oleh 1 g zeolit dalam kondisi kesetimbangan.
Nilai KTK zeolit ini banyak bergantung pada jumlah ion AI dalam struktur zeolit. Setiap jenis zeoit juga mempunyai urutan selektifitas pertukaran ion yang berbeda.
Beberapa karakteristik dan sifat yang mempengaruhi selektifitas pertukaran ion pada zeolit yaitu struktur terbentuknya zeolit berpengaruh pada besarnya rongga yang
terbentuk, sifat kation, suhu dan jenis anion Poerwadio dan Masduqi, 2004.
2.9 Zeolit Alam Sarulla
Pengendapan zeolit alam di daerah Sarulla merupakan salah satu lokasi yang memiliki potensial zeolit alam yang cukup besar di Sumatera
– Utara. Penambangan zeolit di daerah ini umumnya dilakukan dengan tambang terbuka open cut dengan terlebih
dahulu mengupas tanah penutupnya. Berdasarkan hasil penelitian laboratorium Pusat Penelitian Pengembangan
Teknologi Minieral dan Batubara Bandung, maka zeolit alam Sarulla yang digunakan dalam penelitian ini memiliki komposisi kimia sebagai berikut :
Tabel. 2.6 Deposit zeolit alam sarulla
No Senyawa Konsentrasi
1 2
3 4
5 6
7 8
9 SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO
K
2
O Na
2
O TiO
2
LOI 65,2
14,91 1,80
4,46 1,84
1,49 1,29
0,75 7,60
Deposit zeolit alam Sarulla adalah jenis anortit – monmorilonit. Struktur zeolit jenis
monmorilonit terdari dari 3 lapisan selang seling tetrahedral silika – oktahedral
alumina – tetrahedral silika. Lapisan silika dan alumina terikat sangat longgar oleh
penghubung oksigen, sehingga kisi kristalnya mudah mengembang. Luas total permukaan yang aktif adalah 700
– 800 m
2
g.oleh karena itu zeolit jenis ini memiliki kemampuan yang besar untuk mengadsorbsi ion dan molekul-molekul polar. Zeolit
yang mengandung 85 – 90 monmorilonit dalam dunia perdagangan dikenal sebagai
bentonit. Di Indonesia zeolit ditemukan pada tahun 1985 oleh PPTM Bandung, dalam
jumlah besar, diantaranya tersebar di beberapa daerah Pulau Sumatera dan Jawa. Namun dari 46 lokasi zeolit, baru beberapa lokasi yang ditambang secara intensif
antara lain di Kec. Bayah Jawa Barat, Banten, Cikalong, Tasikmalaya, Cikembar, Sukabumi, Nanggung, Bogor dan Propinsi Lampung.
Di Sumatera Utara endapan zeolit tersebar luas di daerah dengan jumlah cadangan yang diperkirakan cukup besar akan tetapi mineral zeolit tersebut belum
dimanfaatkan secara baik dan optimal. Berdasarkan hasil analisis kegiatan dan pemanfaatan sumber daya alam sebagai bahan baku sektor industri di Propinsi
Sumatera Utara Balitbang SU, 2004 disimpulkan bahwa sebagian besar bahan baku
utama dan bahan baku tambahan yang digunakan pada sektor industri masih banyak didatangkan dari daerah luar propinsi Sumatera Utara termasuk zeolit alam.
2.10 Penentuan Ammonia
