Sifat –Sifat Bentonit Struktur

Gambar 2.2 Struktur bentonit

2.2.2. Sifat –Sifat Bentonit

Secara umum bentonit dibedakan atas Na-bentonit atau Wyomming bentonit dan Ca-bentonit. Na dan Ca merupakan kation-kation dapat dipertukarkan yang mendominasi komplek serapan. Na bentonit mempunyai daya mengembang dan plastisitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Ca-bentonit. Berat jenis mineral bentonit berkisar antara 2.2 sampai 2.7, nilai ini tergantung komponen besi di dalam bentonit. Sementara itu warnanya bervariasi antara lain putih keabu-abuan, kuning, hijau, biru, dan hitam. Bentonit menunjukkan kilap lilin dalam keadaan segar baru digali Grim, 1978 Dari data-data yang dikumpulkan Grim 1978, kapasitas tukar kation KTK berbagai bentonit bervariasi dari 60-135 me100gram, sedangkan luas permukaannya adalah 700-800 m 2 Na bentonit memiliki kandungan Na gram. Besarnya luas permukaan dan KTK ini menjadikannya memiliki sifat koloidal yang tinggi Tan, 1982. + yang besar pada antar lapisnya, memiliki sifat mengembang dan akan tersuspensi bila didispersikan ke dalam air. Pada Ca-bentonit, kandungan Ca 2+ dan Mg 2+ relative lebih banyak bila dibandingkan dengan kandungan Na + . Ca-bentonit bersifat sedikit menyerap air dan jika didispersikan ke dalam air akan cepat mengendap atau tidak terbentuk suspensi Riyanto, 2004.

2.2.3. Prospek Aplikasi Bentonit

Penggunaan bentonit sebagai lumpur bor merupakan pemasaran yang penting dari bentonit,selama ini lumpur pemboran di Indonesia masih banyak Universitas Sumatera Utara didatangkan dari luar negeri import dari Amerika Serikat, Jerman dan lain-lain. Bentonit yang digunakan dalam lumpur pemboran harus memiliki sifat daya mengembang swelling yang baik. Sekalipun penemuan bahan pengikat dalam pembuatan alat cetak tuang dan logam seperti silikat, resin semakin popular tetapi penggunaan bentonit merupakan yang paling praktis. Hal ini disebabkan bentonit mempunyai sifat daya ikat yang bik , tahan terhadap temperature tinggi dan mempunyai daya tahan lama keawetan yang tinggi. Bentonit yang umum dipergunakan sebagai bahan pengikat dalam alat cetak pada industri pengecoran logam adalah bentonit alam dan sintetis. Bentonit alam dipergunakan dalam pengecoran logam baja steel, sedangkan untuk pengecoran logam besi ferrous menggunakan bentonit sintetis. Bentonit merupakan salah satu jenis mineral lempung yang memiliki sifat daya penyerap yang baik, sifat-sifat tersebut tidak banyak dimiliki oleh jenis mineral lain. Kemampuan untuk menyerap kotoran tersebut banyak digunakan dalam industri terutama industri minyak nabatiminyak goreng. Bentonit alam yang kondisi awalnya kurang baik dalam daya penyerapan dapat ditingkatkan daya adsorbsi tersebut dengan cara aktivasi. Penggunaan dalam konsentrat biji besi dan logam lain merupakan konsumsi utama di dalam penggunaan bentonit. Dalam hal ini sifat bentonit yang digunakan adalah daya ikat, plastisitas dan daya serap untuk menghilangkan kelembapan Grim, 1978. Penggunaan bentonit- Na lebih luas, misalnya dipakai sebagai lumpur bor, pelapis kertas, pengisi dalam keramik. Komoditas bentonit-Na sampai saat ini masih diimpor, hal ini dipengaruhi oleh kelimpahan, teknologi dan harga Munir, 1979.

2.3 MMT

Nama MMT MMT ini berasal dari jenis lempung plastis yang ditemukan di MMT. Perancis pada tahun 1847 Labaik, 2006. Struktur MMT adalah MxAl 4X - xMgx Si 8 O 20 OH 4 . MMT terdiri dari tiga unit lapisan, yaitu dua unit lapisan Universitas Sumatera Utara tetrahedral mengandung ion silika mengapit satu lapisan oktahedral mengandung ion besi dan magnesium. Struktur utama MMT selalu bermuatan negatif walaupun pada lapisan oktahedral ada. Kelebihan muatan positif yang akan dikompensasi oleh kekurangan muatan positif pada lapisan tetrahedral Alexandre dan Dubois, 2000. Hal ini terjadi karena terjadinya substitusi isomorfik ion-ion, yaitu pada lapisan tetrahedral terjadi substitusi ion Si 4+ oleh Al 3+ , sedangkan pada lapisan octahedral terjadi substitusi ion Al 3+ oleh Mg 2+ dan Fe 2+ Berdasarkan kandungan mineralnya, tanah lempung dibedakan menjadi:, kaolinit, haloisit, klorit illit dan montmorilonit MMT. MMT merupakan kelompok mineral filosilikat yang paling banyak menarik perhatian. Hal ini disebabkan karena MMT memiliki kemampuan untuk mengembang serta kemampuan untuk diinterkalasi dengan senyawa organik membentuk material komposit organik- anorganik. Selain itu mineral ini juga mempunyai kapasitas penukar kation yang tinggi sehingga ruang antar lapis montmorilonit mampu mengakomodasi kation dalam jumlah yang besar serta menjadikan montmorilonit sebagai material yang unik Gil, 1994. Berdasarkan sifat fisiknya, MMT dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: Namontmorilonit dan Ca-MMT. Namontmorilonit memiliki kandungan Na . Struktur kristal MMT ditunjukkan pada Gambar 2.2. + yang besar pada antar lapisnya. Selain itu memiliki sifat mudah mengembang bila direndam dalam air dan akan terbentuk suspensi bila didispersikan ke dalam air. Untuk Ca-MMT, kandungan Ca 2+ dan Mg 2+ relatif lebih banyak bila dibandingkan dengan kandungan Na + . Ca-MMT memiliki sifat sedikit menyerap air dan jika didispersikan ke dalam air akan cepat mengendap atau tidak terbentuk suspensi. Oleh karena itu, Na-MMT sering disebut dengan MMT mengembang dan Ca-MMT disebut dengan MMT tidak mengembang Long, 1999. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Struktur Kristal MMT, terdiri dari tiga unit lapisan, yaitu dua unit lapisan tetrahedral mengandung ion silika mengapit satu lapisan oktahedral mengandung ion besi dan magnesium Dewasa ini kebutuhan akan MMT dalam dunia industri cenderung semakin meningkat tetapi kemampuan kerjanya umumnya tidak begitu tinggi dan modifikasi lempung sampai saat ini belum banyak dilakukan sehingga nilai jualnya masih rendah dan belum dapat dimanfaatkan secara optimal. Oleh karena itu, perlu dilakukan modifikasi untuk meningkatkan kemampuan kerja lempung Widihati, 2002. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kemampuan montmorilonit sebagai adsorben dan katalis. Salah satu metode yang dilakukan untuk meningkatkan kemampuan MMT adalah dengan pemilaran atau pilarisasi atau pembentukan komposit lempung dengan oksida logam. Biasanya MMT dipilarkan dengan berbagai senyawa organik, senyawa kompleks dan oksida-oksida logam yang diinterkalasikan ke dalam antar lapisnya. Proses pemilaran ini dapat mengakibatkan pori-pori lempung semakin besar dan homogen, antar lapisnyapun relatif menjadi Universitas Sumatera Utara lebih stabil daripada sebelum dipilarkan. Melalui kalsinasi diperoleh pilar oksida logam yang akan menyangga ruang antar lapis montmorilonit. MMT merupakan mineral aluminosilikat Al-silikat yang banyak digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan berbagai produk di berbagai industri, salah satunya sebagai katalis, penyangga katalis catalyst support, dan juga sebagai reinforcement. Ketebalan setiap lapisan MMT sekitar 0,96 nm, tiap dimensi permukaan pada umumnya 300-600 nm, sedangkan d-spacing 1,2 – 1,5 nm Utracki dan Kamal, 2002. Montmorilonite merupakan kelompok mineral filosilikat yang paling banyak menarik perhatian. MMT memiliki sifat seperti tanah liat , dimana pada X-Ray ditunjukkan dari kaolin dan bisa dibentuk dari mineral dengan partikel koloidal tertutup pada strukturnya. Sangat lembut, berwarna putih dan abu-abu menjadi merah rose dan kebiru-biruan Dana, 1960 MMT termasuk mineral tanah liat dari t-o-t, lapisan silikat dari kedua dioktahedral dan trioktahedral. Karakteristik yang dapat dimengerti dari bilangan grup ini adalah kemampuannya untuk mengabsorpsi molekul air dimana dapat meningkatkan kemampuannya pada strukturnya Hurlbut, 1962.

2.3.1. Struktur

MMT memiliki bentuk seperti lembaran. Di mana dimensinya antara panjang dan lebar dapat dihitung hanya satu nanometer. Berikut ini adalah rumus struktur dari monmorillonite, ditunjukkan pada Gambar 2.2 Nanocor, 2006 : M + y Al 2-y Mg y Si 4 O 10 OH 2 n H 2 O Gambar 2.2 Rumus Struktur MMT Universitas Sumatera Utara Struktur kristal lempung adalah dua dimensi lapisan yaitu atom silica lapisan silica bentuk tetrahedral dan atom aluminiun lapisan Al dalam bentuk oktahedra. Tetrahedra silica terikat sebagai SiO 6 OH 4 sedangkan oktahedra Al berikatan secara Van der Waals fisik membentuk lapisan alumino-silikat karena kondidi terjadi nya bentonit, memungkinkan terjadinya substitusi Si oleh Al bentuk tetrahedral, menyebabkan mineral lempung kekurangan muatan negatif yang dinetralisir oleh logam alkali dan alkali tanah. Ion logam tersebut berada diantara lapisan, sehingga dapat dipertukarkan dengan ion lain menyebabkan bentonit mempunyai sifat penukar ion Zhu, 1996.

2.3.2. Sifat –Sifat MMT