SINTESIS DAN KARAKTERISASI ZEOLIT 4A DARI ABU SEKAM PADI SEBAGAI PENYERAP LOGAM BERAT TIMBAL (II) DAN TEMBAGA (II).
i
iii
SINTESIS DAN KARAKTERISASI ZEOLIT 4A DARI ABU SEKAM PADI
SEBAGAI PENYERAP LOGAM BERAT TIMBAL (II) DAN
TEMBAGA (II)
FICKA PRAMEIDIA UTAMI (NIM. 408231027)
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi mengenai:
apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan dasar sintesis Zeolit
4A, komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum dalam sintesis Zeolit
4A dari abu sekam padi, pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA
terhadap kristalinitas zeolit hasil sintesis, dan daya serap Zeolit 4A hasil sintesis
terhadap logam berat Pb(II) dan Cu(II). Bahan dasar sintesis zeolit yang
digunakan pada penelitian ini adalah abu sekam padi yang berasal dari kilang padi
di daerah Mabar Hilir dekat dengan rumah peneliti. Sintesis Zeolit 4A dilakukan
berdasarkan reaksi hidrotermal dari abu sekam padi non magnetik dalam larutan
alkali pada suasana basa, dengan kecepatan pengadukan 600 rpm, pada suhu 90 –
1000C selama 5 jam pada proses kristalisasi Zeolit 4A. Penggunaan sekam padi
dalam bentuk abu sekam padi sebagai bahan dasar dari sintesis Zeolit 4A
berdasarkan spektogram inframerah telah berhasil dilakukan dengan adanya
puncak-puncak serapan pada vibrasi tertentu. Ada pengaruh dari variasi
penambahan senyawa Al2O3 dalam sintesis Zeolit 4A. Zeolit 4A yang paling
optimum dihasilkan dari penambahan Al2O3 sebanyak 14,8 g dan 5 g abu sekam
padi sebagai sumber SiO2. Berdasarkan hasil spektra inframerah zeolit hasil
sintesis dari abu sekam padi pada penggunaan Al2O3 sebanyak 7,4; 11,1 dan 14,8
g dengan penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g menghasilkan kristal Zeolit 4A
dengan sempurna yang ditandai dengan adanya puncak serapan pada vibrasi
internal dan vibrasi eksternal tetrahedral yang menjadi karakteristik dari struktur
kerangka Zeolit 4A. Zeolit 4A hasil sintesis dari abu sekam padi berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan merupakan absorben yang baik, karena mampu
menyerap logam berat Pb2+ dan Cu2+ dengan sangat optimal dimana diperoleh
hasil daya absorbansi yang paling optimum untuk Pb2+ adalah 538 ppm (99,63%)
dan untuk Cu2+ yaitu 384,8 ppm (80,37%) dalam 1 gram Zeolit 4A sintetis dari
penggunaan 5 g abu sekam, 14,8 g Al2O3 dan penambahan Na2EDTA 1,5 g.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT.
yang telah menitipkan ilmu serta melimpahkan rahmat hidayah-Nya yang
memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian serta penulisan skiripsi ini dengan baik sesuai dengan
waktu yang telah direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Juni – Oktober 2012 ini adalah “Sintesis dan
Karakterisasi Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi sebagai Penyerap Logam
Berat Timbal (II) dan Tembaga (II)” diajukan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sain Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu meyelesaikan skripsi ini, mulai dari
penyusunan proposal penelitian, pelaksanaan penelitian, sampai penyusunan
skripsi. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : Ibu Dr. Iis Siti Jahro,
M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan nasehat,
bimbingan dan saran-saran dengan penuh kesabaran dan kasih sayang kepada
penulis sejak awal penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan
terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Ida Duma Riris, M.Si,
Bapak Dr. Marham Sitorus, M.Si, dan Ibu Dr. Retno Dwi Suyanti, M.Si selaku
dosen penguji yang telah banyak memberikan saran serta masukan demi
kelancaran penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Murniaty
Simorangkir, M.S selaku dosen pembimbing akademik, Bapak Drs. Jamalum
Purba, M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia, Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si, Bapak
Dr. Marham Sitorus, M.Si, Bapak Drs. Marudut Sinaga, M.Si, serta seluruh Bapak
dan Ibu Dosen yang telah mendidik penulis selama melaksanakan studi di
Kampus Unimed dan tak lupa juga kepada seluruh staff pegawai Laboratorium
Kimia Unimed, Bang Jhon, Bang Eriadi, Bang Nizam, Bang Helmi, Kak Tia, Kak
Sherry, dan Kak Minda yang telah membantu penulis selama penelitian.
iv
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xi
Daftar Lampiran
xiii
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Sekam Padi
6
2.1.1. Abu Sekam Padi
7
2.1.2. Sifat Fisik Sekam Padi
8
2.1.3. Kandungan Kimia Sekam Padi
10
2.1.4. Konversi Abu Sekam Padi Menjadi Zeolit
12
2.2. Zeolit
13
2.2.1. Komposisi Zeolit
17
2.2.2. Sifat Kimia dan Fisika Zeolit
18
2.2.3. Penggolongan Zeolit
22
2.3. Zeolit Sintetik
26
2.3.1. Karakteristik Zeolit Sintetik
26
vii
2.3.2. Sintesis Zeolit 4A
28
2.4. Zeolit 4A
29
2.5. Spektroskopi Inframerah dan Struktur Kerangka Dasar Zeolit
32
2.6. Adsorpsi oleh Membran Zeolit
35
2.7. Limbah Logam Berat
36
2.8.Uji Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat
dengan Menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AAS)
40
2.8.1. Analisis Unsur dengan AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometry)
40
BAB III. METODE PENELITIAN
43
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
43
3.2. Sampel
43
3.3. Alat dan Bahan
43
3.3.1. Alat
43
3.3.2. Bahan
44
3.4. Prosedur Penelitian
44
3.4.1. Preparasi Sekam Padi
44
3.4.2. Sintesis Zeolit
45
3.4.3. Karakterisasi Zeolit Hasil Sintesis Menggunakan Spektrometer IR
46
3.4.4. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Pb(II) dan Cu(II)
46
3.4.5. Bagan Alir Penelitian Pembuatan Zeolit 4A dari Sekam Padi
sebagai Penyerap Logam Berat Pb dan Cu
49
3.5. Teknik Analisis Data
53
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
54
4.1. Preparasi Sekam Padi (Pembuatan Abu Sekam Padi)
54
4.2. Pemisahan Abu Sekam Padi Secara Magnetik
56
4.3. Sintesis Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi Non Magnetik
57
4.3.1. Pengaruh Penambahan Al2O3
57
viii
4.3.2. Pengaruh Penambahan Na2EDTA Terhadap Zeolit Hasil Sintesis
59
4.4. Reaksi-Reaksi dalam Sintesis Zeolit 4A
60
4.5. Karakterisasi Zeolit 4A dengan Spektroskopi Inframerah (IR)
61
4.5.1. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 0,5 g
62
4.5.2. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 1,0 g
64
4.5.3. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 1,5 g
66
4.6. Perbandingan Data Spektrogram IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dari
Abu Sekam Padi dengan Spektrogram IR Standar Zeolit 4A
70
4.7. Uji Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat
Pb(II) dan Cu(II)
72
4.7.1. Kurva Kalibrasi Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis
dengan Menggunakan AAS
72
4.7.2. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Timbal (II)
75
4.7.3. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Tembaga (II)
80
4.8. Perbandingan Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap
Logam Berat Pb2+ dan Logam Berat Cu2+
85
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
87
5.1. Kesimpulan
87
5.2. Saran
88
DAFTAR PUSTAKA
89
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Komponen dan Sifat Fisik Abu Sekam Padi
9
Tabel 2.2
Komposisi Kimia Sekam Padi
10
Tabel 2.3.
Kandungan Kimia Sekam Padi
11
Tabel 2.4.
Komponen Kimia Abu Sekam Padi
11
Tabel 2.5.
Komponen Kimia Abu Sekam Padi (Chemical
Components of Rice Husk Ash)
12
Tabel 2.6.
Karakteristik Zeolit
18
Tabel 2.7.
Klasifikasi Zeolit
23
Tabel 2.8.
Daerah Vibrasi Inframerah Struktur Kerangka Zeolit
Disajikan dalam Bilangan Gelombang cm-1
Tabel 2.9.
34
Senyawa Anorganik – Nilai Ambang Batas (TLV) untuk
Kation
38
Tabel 2.10. Senyawa Anorganik – Nilai Ambang Batas (TLV) untuk
Anion
38
Tabel 2.11. Kondisi Kadar Unsur Kimia untuk Analisis AAS
42
Tabel 4.1.
Kadar Abu Sekam Padi
55
Tabel 4.2.
Hasil Pemisahan Abu Sekam Padi secara Magnetik
56
Tabel 4.3.
Berat Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3
Tabel 4.4.
Berat Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Na2EDTA
Tabel 4.5.
58
59
Data Hasil Sintesis Zeolit 4A Berdasarkan Karakterisasi
Kristalinitas dengan Menggunakan Spektroskopi
Inframerah
69
Tabel 4.6.
Absorbansi Larutan Standar Pb pada Konsentrasi Tertentu
72
Tabel 4.7.
Absorbansi Larutan Standar Cu pada Konsentrasi Tertentu
74
Tabel 4.8.
Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Pb(II)
dengan AAS
75
xii
Tabel 4.9.
Hasil Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat
Timbal (II)
75
Tabel 4.10. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:1) Terhadap
Pb(II)
77
Tabel 4.11. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (2:3) Terhadap
Pb(II)
78
Tabel 4.12. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:2) Terhadap
Pb(II)
79
Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Cu(II)
dengan AAS
80
Tabel 4.14. Hasil Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat
Tembaga (II)
81
Tabel 4.15. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:1) Terhadap
Cu(II)
83
Tabel 4.16. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (2:3) Terhadap
Cu(II)
83
Tabel 4.17. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:2) Terhadap
Cu(II)
84
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Sekam Padi
7
Gambar 2.2. Struktur Tiga Dimensi Kristal Zeolit
14
Gambar 2.3. Unit Penyusun Zeolit
15
Gambar 2.4. Struktur Pori di dalam Zeolit
15
Gambar 2.5. Struktur Kerangka Umum Zeolit
15
Gambar 2.6. Tetrahedral Alumina dan Silika (TO4) pada Struktur
16
Zeolit
Gambar 2.7. Tetrahedral-Tetrahedral SiO44+ yang Dihubungkan Satu
Sama Lain dengan Atom O
17
Gambar 2.8. Unit Bangun Sekunder Struktur Zeolit
23
Gambar 2.9. Struktur Zeolit 4A
29
Gambar 2.10. Struktur Kerangka Zeolit 4A
30
Gambar 2.11. Skema Alat Spektroskopi Inframerah
32
Gambar 2.12. Alat Spektroskopi Inframerah
32
Gambar 2.13. Diagram Blok AAS
41
Gambar 2.14. Alat AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry)
42
Gambar 3.1. Bagan Alir Pengabuan Sekam Padi
49
Gambar 3.2. Bagan Alir Pemisahan Abu Sekam Padi secara Magnetik
49
Gambar 3.3. Sintesis Zeolit 4A
50
Gambar 3.4. Karakterisasi Zeolit 4A
51
Gambar 3.5. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Pb2+
52
2+
52
Gambar 3.6. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Cu
Gambar 4.1. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 g; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 0,5 g
62
Gambar 4.2. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 g; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 1,0 g
65
x
Gambar 4.3. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 gr; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g
67
Gambar 4.4. Kurva Kalibrasi Larutan Pb2+
73
Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Cu2+
74
Gambar 4.6. Struktur Kerangka Zeolit 4A pada Saat Proses
Penyerapan Logam Pb2+
76
Gambar 4.7. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:1)
78
Gambar 4.8. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (2:3)
78
Gambar 4.9. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:2)
79
Gambar 4.10. Struktur Kerangka Zeolit 4A pada Saat Proses
Penyerapan Logam Cu2+
82
Gambar 4.11. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:1)
83
Gambar 4.12. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (2:3)
84
Gambar 4.13. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:2)
84
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Perhitungan Kadar Abu Sekam Padi yang Diperoleh dari
Setiap Proses Pengabuan
Lampiran 2.
Perhitungan Kadar Al yang Harus Ditambahkan dalam
Sampel Abu Sekam Padi
Lampiran 3.
98
Perhitungan Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis dari Abu
Sekam Padi Terhadap Logam Berat Pb (II) dan Cu (II)
Lampiran 6.
97
Pembuatan Larutan Uji Penentuan Daya Serap Zeolit 4A
Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat Pb (II) dan Cu (II)
Lampiran 5.
96
Perhitungan Kadar Na2EDTA yang Perlu Ditambahkan
dalam Sampel untuk Membentuk Senyawa Kompleks
Lampiran 4.
93
100
Spektrogram Inframerah Jahro (Tesis, 1998) dari Bahan
Dasar Abu Layang Non Magnetik Fraksi Ringan (Fraksi1) dengan Penambahan 1 g Al(OH)3 dan 1 g Na2EDTA
108
Lampiran 7.
Dokumentasi Hasil Penelitian
109
Lampiran 8.
Spektra Inframerah Zeolit 4A Hasil Sintesis
117
Lampiran 9.
Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Sintetik Terhadap
Logam Berat Pb(II) dan Cu(II) dengan AAS
126
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris,
termasuk Indonesia. Indonesia merupakan salah satu negara dengan tingkat
konsumsi beras terbesar di dunia. Sebagian besar penduduk Indonesia
mengkonsumsi beras sebagai makanan pokok. Konsumsi beras Indonesia yang
tinggi menuntut tingkat produksi beras yang besar pula. Produksi padi di
Indonesia bertambah setiap tahunnya, pada tahun 2005 produksi padi Indonesia
sebanyak 54 juta ton, pada tahun 2006 meningkat sebesar 54,45 juta ton kemudian
secara berturut-turut produksi padi Indonesia dari tahun 2007 – 2011 adalah
57,15; 60,33; 64,40 dan 66,41 juta ton gabah kering giling (GKG) (Puslitbang,
2012).
Produksi padi menghasilkan limbah yang disebut dengan sekam. Pada
umumnya penggilingan padi menghasilkan 72 % beras, 5 – 8 % dedak, dan 20 –
22 % sekam (Prasad, dkk., 2001). Sekam padi merupakan produk samping yang
melimpah dari hasil penggilingan padi. Jika produksi gabah kering giling (GKG)
menurut press release Badan Pusat Statistik 1 November 2005 sekitar 54 juta ton
maka jumlah sekam yang dihasilkan lebih dari 10,8 juta ton, dan bertambah di tiap
tahunnya.
Selama ini, pemanfaatan limbah sekam padi di Indonesia sangat terbatas
pada produk-produk yang tidak bernilai ekonomi tinggi, antara lain sebagai media
tanaman hias, pembakaran untuk memasak, pembakaran bata merah, alas pada
ayam/ternak petelur, dan keperluan lokal yang masih sangat sedikit karena
sifatnya yang kamba (bulky), keras, dan sifat kandungan seratnya yang tidak dapat
diolah menjadi produk pakan maupun kertas. Di tempat-tempat penggilingan padi
pembuangan sekam kering seringkali menjadi masalah karena perlu tempat
penampungan yang luas dan tertutup supaya tidak terbawa angin dan mencemari
udara. Cara yang biasa dilakukan untuk mengatasi limbah sekam yaitu
membakarnya di tempat terbuka seperti di sawah-sawah yang mengakibatkan
2
pencemaran lingkungan berupa emisi gas hasil pembakaran seperti CO dan CO2.
Namun bila sekam dimasukkan ke dalam tanah sawah, akan mengganggu
pertumbuhan padi karena sekam mengandung lignin dan selulosa yang cukup
besar yang tidak dapat langsung terurai di dalam tanah sehingga akan menurunkan
produktivitas padi.
Penanganan sekam padi yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran
terhadap lingkungan. Sekam padi mengandung 78 – 80% bahan organik yang
mudah menguap (lignin, selulosa, gula) yang jika dibakar akan menghasilkan sisa
pembakaran berupa abu sekitar 20 – 22% (Yalςin dan Sevinς, 2001). Krishnarao,
dkk., (2001), melaporkan bahwa kandungan abu dalam sekam padi bervariasi dari
13 sampai 29% tergantung dari variasi padi, iklim dan lokasi geografisnya.
Hasil analisis komposisi kimia abu sekam padi menunjukkan kandungan
silika (SiO2) sekitar 90 – 99% dan sejumlah kecil alkali dan logam pengotor
(Houston, 1972; Prasad, dkk., 2001). Abu sekam padi apabila dibakar secara
terkontrol pada suhu tinggi (500 – 600oC) akan menghasilkan abu silika yang
dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses kimia (Putro, 2007: 33). Komponen
Kimia Abu Sekam Padi menurut Wen-Hwei (1986) dalam Jaya (2002), yaitu SiO2
86,90 – 97,30; K2O 0,58 – 2,50; Na2O 0,00 – 1,75; CaO 0,20 – 1,50; MgO 0,12 –
1,96; Fe2O3 0,00 – 0,54; P2O5 0,2 – 2,85; SO3 0,1 – 1,13; Cl 0,00 – 0,42; dan
berdasarkan hasil penelitian Bakri (2009) Al2O3 0,37 (dalam %). Silika (SiO2)
merupakan bahan kimia yang pemanfaatannya sangat luas mulai bidang
elektronik, mekanik, seni, dan pembuatan senyawa-senyawa kimia, termasuk
pembuatan zeolit.
Tingginya kadar silika dalam abu sekam padi memberikan kemungkinan
untuk memanfaatkan abu sekam padi sebagai bahan dasar untuk sintesis zeolit.
Pada saat ini dikenal adanya 40 macam zeolit alam dan sekurang-kurangnya 160
zeolit buatan. Diantara zeolit buatan, zeolit 4A merupakan zeolit buatan yang
dapat dimanfaatkan sebagai penyerap logam berat seperti Pb (II) dan Cu (II). Oleh
karena itu zeolit 4A biasa digunakan dalam pengolahan limbah buangan industri
yang mengandung logam berat.
3
Perkembangan industri yang cukup pesat di berbagai negara menyebabkan
polusi industri meningkat pula secara signifikan. Oleh karena itu permasalahan
limbah industri semakin berkembang menjadi permasalahan global yang serius.
Hal ini mengakibatkan perlakuan dalam pengolahan limbah industri menjadi topik
global karena limbah dari berbagai sumber dapat terakumulasi di tanah atau
masuk ke dalam sistem perairan. Logam berat seperti tembaga dan timbal
merupakan contoh kontaminan yang memiliki potensi merusak sistem fisiologi
manusia dan sistem biologis lainnya jika melewati tingkat toleransi. Logam
tembaga banyak dihasilkan antara lain oleh industri pelapisan logam (plating),
pencampuran logam (alloy), baja, pewarna, kabel listrik, insektisida, jaringan
pipa, dan cat (Notodarmojo, 2005; Sarkar et al., 2010). Oleh karena itu
pemerintah melalui Kep-51/Menlh/10/1995 menetapkan baku mutu limbah cair
industri golongan 1 kandungan logam tembaga kurang dari 2 mg/L dan untuk
industri plating di bawah 0,6 mg/L. Keberadaan ion Cu dalam limbah industri
biasanya disertai dengan ion logam berat lainnya. Dalam limbah industri plating,
ion Cu merupakan logam berat dengan konsentrasi terbesar kelima setelah logam
Fe, Cr, Sn, dan Zn kemudian diikuti oleh ion logam dengan konsentrasi yang lebih
kecil, yaitu Ni, Mn, Pb, Cd, dan Ag (Ventkatiswaran et al., 2007).
Karbon aktif banyak digunakan sebagai adsorben yang efektif dalam
berbagai aplikasi serta paling banyak digunakan dalam proses adsorpsi untuk
perlakuan limbah industri cair (Jusoh et al., 2007). Namun, pengambilan ion
logam
dengan
metode
adsorpsi
menggunakan
karbon
aktif
komersial
membutuhkan biaya relatif mahal. Karbon aktif juga dapat mengalami penurunan
aktivitas sebesar 10 – 15 % selama regenerasi. Selain itu karbon aktif merupakan
bahan yang besifat mudah terbakar (combustible material), sehingga kurang tepat
jika diaplikasikan pada suhu tinggi (Yenisoy-Karakas et al., 2004 dalam Zakaria,
2011). Oleh karena itu adsorben yang lebih murah sebagai alternatif bahan baku
pembuatan karbon aktif menjadi banyak diminati dan menarik perhatian di
kalangan peneliti (Hui et al., 2005). Beberapa penelitian tentang metode adsorpsi
telah dilakukan dengan menggunakan material dasar (Zakaria, 2011) diantaranya
adalah zeolit (Panayotova, 2001; Pujiastuti & Adi, 2008), abu terbang batubara/fly
4
ash (Bendiyasa et al., 2004), alofan (Heraldy, dkk., 2004), lempung (Muhdarina,
dkk., 2010), kaolin (Gupta & Bhatthacarayya, 2008; Jiang et al., 2010),
Sargassum (Barkhordar & Ghiashheddin, 2004), Neem Sawdust (Vinodhini &
Das, 2009).
Berdasarkan uraian di atas maka peneliti tertarik melakukan penelitian
dengan judul “Sintesis dan Karakterisasi Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi sebagai
Penyerap Logam Berat Timbal (II) dan Tembaga (II)”.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini dibatasi pada
pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi dengan variasi komposisi SiO2 dan
Al2O3 dengan perbandingan 1:1, 2:3 dan 1:2, dengan modifikasi penambahan
Na2EDTA, karakterisasi zeolit hasil sintesis, serta uji coba zeolit hasil sintesis
sebagai penyerap logam berat Timbal (II) dan Tembaga (II).
1.3. Rumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan dasar sintesis
Zeolit 4A?
2. Berapa komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum dalam
pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi?
3. Bagaimana pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA terhadap
kristalinitas zeolit hasil sintesis?
4. Bagaimana daya serap Zeolit 4A sintetis terhadap logam berat Pb(II) dan
Cu(II)?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan
dasar sintesis Zeolit 4A berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan
Spektroskopi Inframerah.
2. Untuk mengetahui komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum
dalam pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi.
3. Untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA
terhadap kristalinitas zeolit hasil sintesis.
4. Untuk mengetahui kemampuan daya serap Zeolit 4A sintetis terhadap logam
berat Pb(II) dan Cu(II).
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Menghasilkan zeolit sintetis jenis Zeolit 4A dari abu sekam padi yang
mempunyai daya serap yang tinggi terhadap limbah logam berat terutama
logam berat Pb(II) dan Cu(II).
2. Dapat mengaplikasikan dan mengembangkan ilmu yang sesuai dengan
disiplin ilmu yang dimiliki.
3. Sebagai bahan masukan bagi peneliti khususnya mahasiswa Jurusan Kimia
FMIPA UNIMED yang berminat untuk melanjutkan penelitian tentang
sintesis dan karakterisasi Zeolit 4A sebagai penyerap logam berat lainnya.
4. Sebagai informasi kepada industri-industri yang menghasilkan limbah logam
berat untuk menggunakan Zeolit 4A ini sebagai adsorbennya agak tidak
berdampak pada pencemaran lingkungan.
5. Sebagai informasi kepada masyarakat tentang pemanfaatan dari sekam padi
yang selama ini hanya dibuang, dapat dijadikan sebagai penyerap limbah
logam berat.
87
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan yaitu sebagai berikut :
1. Penggunaan sekam padi dalam bentuk abu sekam padi sebagai bahan dasar
dari sintesis Zeolit 4A berdasarkan spektogram inframerah telah berhasil
dilakukan dengan adanya puncak-puncak serapan pada vibrasi tertentu.
2. Ada pengaruh dari variasi penambahan senyawa Al2O3 dalam sintesis Zeolit
4A. Zeolit 4A yang paling optimum dihasilkan dari penambahan Al2O3
sebanyak 14,8 g dan 5 g abu sekam padi sebagai sumber SiO2.
3. Berdasarkan hasil spektra inframerah Zeolit 4A [7], [8] dan [9] yaitu zeolit
hasil sintesis dari abu sekam padi pada penggunaan Al2O3 sebanyak 7,4; 11,1
dan 14,8 gram dengan penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g menghasilkan
kristal Zeolit 4A dengan sempurna yang ditandai dengan adanya puncak
serapan pada vibrasi internal, yaitu vibrasi ulur asimetrik pada daerah vibrasi
inframerah (1250 – 950) cm-1, vibrasi ulur simetrik (720 – 650) cm-1, vibrasi
tekuk T – O (500 – 420) cm-1 dan vibrasi eksternal tetrahedral diantaranya
vibrasi cincin ganda (650 – 500) cm-1 dan vibrasi pori (420 – 300) cm-1 yang
menjadi karakteristik dari struktur kerangka Zeolit 4A.
4. Zeolit 4A hasil sintesis dari abu sekam padi berdasarkan penelitian yang telah
dilakukan merupakan absorben yang baik, karena mampu menyerap logam
berat Pb2+ dan Cu2+ dengan sangat optimal dimana diperoleh hasil daya
absorbansi yang paling optimum untuk Pb2+ adalah 538 ppm (99,63%) dan
untuk Cu2+ yaitu 384,8 ppm (80,37%) dalam 1 gram Zeolit 4A sintetis dari
penggunaan 5 g abu sekam, 14,8 g Al2O3 dan penambahan Na2EDTA 1,5 g.
88
5.2. Saran
Adapun saran dari peneliti untuk kelanjutan penelitian selanjutnya adalah
sebagai berikut :
1. Pada penelitian ini tidak dilakukan variasi terhadap kecepatan pengadukan,
lamanya pengadukan, serta variasi suhu yang digunakan dalam proses
pembentukan gel aluminasilikat pembentuk Zeolit 4A, dengan demikian bagi
peneliti selanjutnya perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap variasi
tersebut untuk mendapatkan hasil yang lebih optimum.
2. Disarankan kepada peneliti selanjutnya agar dilakukan penelitian lanjutan
dengan menggunakan limbah lain yang mengandung aluminium atau silikon
dengan kadar yang tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar dari
sintesis Zeolit 4A.
3. Perlu diadakan penelitian lanjutan daya serap Zeolit 4A terhadap logamlogam berat lainnya yang berpotensi besar sebagai polutan seperti raksa,
cadmium, arsenik, krom dan yang lainnya.
4. Perlu pula dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap variasi waktu kontak
Zeolit 4A terhadap logam berat yang diuji agar diperoleh daya serap yang
paling optimum dari Zeolit 4A.
89
DAFTAR PUSTAKA
Aina, H. Nuryono, dan Tahir, I., (2007), Sintesis Aditif Semen β-Ca2SiO4 dari
Abu Sekam Padi dengan Variasi Temperatur Pengabuan. Seminar
Nasional “Aplikasi Sains dan Matematika Dalam Industri”UKSW,
Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada, Salatiga.
Anonim, (2006), Logam Berat, http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/2006/12
2006/28/ kampus/sains.htm. Diakses tanggal 17 Maret 2012.
Anonim, (2008), Waste Treatment Disposal, http://kriemhild.uft.uni-bremen.de/
nop/id/articles/pdf/WasteTreatmentDisposal_id.pdf
Anonim, (2012), Limbah Logam Berat, http://www.artikelbagus.com/2012/01/
limbah-logam-berat.html. Diakses tanggal 17 Maret 2012.
Azis, M.H., Yanti, S., Pramita, S., Hidayat, S., (2010), Bahan Galian Industri
Zeolit, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Mataram, NTB.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, (2009), Sekam Padi sebagai
Sumber Energi Alternatif dalam Rumah Tangga Petani, Departemen
Pertanian.
Bakri, (2009), Komponen Kimia dan Fisik Abu Sekam Padi sebagai SCM untuk
Pembuatan Komposit Semen, Jurnal PERENNIAL, 5(1) : 9-14.
Catalfamo, (1994), The Presence of Calsium in The Hidrothermal Conversion of
Amorphous Aluminosilicates in Zeolit; Inference and Removal, Material
Engineering; 5;2;159-173.
Dixon, J.B., Weed, S.B., (1989), Minerals in Soil Environments, Ed. ke-2, Soil
Science Society of America, Madison, USA.
Eddy, H. R., (2007), Potensi dan Pemanfaatan Zeolit di Provinsi Jawa Barat dan
Banten, http:/www.dim.esdm.go.id/indeks.php?view=article&catid=32%3
Amakal
Flaningen, E.M., et al., (1971), Infrared Structure Studies os Zeolite Framework
Molecular Sieve; Zeolite- I, American Society Advance in Chemistry,
New York, 101.201-229.
90
Hendriko, S., (2011), Pemanfaatan Bekatul sebagai Substitusi Tepung Terigu
pada Pembuatan Biskuit Crackers dan Penetapan Kadar Protein Serta
Lemak, Skripsi, Fakultas Farmasi, USU, Medan.
Houston, D.F., (1972), Rice Chemistry and Technology, American Association of
Cereal Ceramic, Inc. Minnecosta.
Hui, K.S., Chao, C.Y.H., Kot, S.C., (2005), Removal of Mixed Heavy Metal Ions
In Wastewater By Zeolite 4A and Residual Products From Recycled Coal
Fly Ash, Journal of Hazardous Materials, B 127: 89-101.
Imansyah, Alethia Z., (2010), Studi Kesetimbangan dan Kinetika Impregnasi Ion
Cu2+ Pada Zeolit-H, Skripsi, FPMIPA, UPI, Bandung.
Isa, M., (2011), Analisis Dampak Limbah Detergen dengan Zat Pembangun Zeolit
4A Terhadap Kehidupan Ikan, Skripsi, Kimia FMIPA, UNIMED, Medan.
Iva, Lenci V., (2010), Pembuatan Deterjen Bubuk dengan Bahan Pembangun
Zeolit Hasil Sintesis dari Abu Layang,, Skripsi, FMIPA, UNIMED Medan.
Jahro, I.S., (1998), Sintesis dan Karakterisasi Zeolite 4A dari Fraksi Non
Magnetik Abu Layang, Tesis, PPS UGM, Yogyakarta.
Jaya, A.T., Ariwibowo, D.S., (2002), Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi
pada Tanah Ekspansif, http://dewey.petra.ac.id/jiunkpe_dg_201.
Jon, H., (2001), Karakterisasi Zeolit Alami Termodifikasi Asam, Skripsi, Jurusan
Kimia FMIPA, IPB, Bogor.
Jusoh, A., Shiung, L.S., Ali, N., Noor M.J.M.M., (2007), A Simulation Study of
The Removal Efficiency of Granular Activated Carbon on Cadmium and
Lead, Desalination 206: 9-16.
Khopkar, S.M., (2008), Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.
Krishnarao R. V., Subrahmanyam J., Kumar, T. J., (2001), Studies on The
Formation of Black in Rice Husk Silica Ash, Journal of the European
Ceramic Society, Vol. 21, hal. 99-104.
Kusumaningtyas, Endarti A., (2003), Pemanfaatan Zeolit sebagai Adsorben untuk
Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif, UNM, Malang.
91
Las, T. (2006), Potensi Zeolit untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif,
PTLR BATAM, hal. 1-8.
Mumpton, F.A., Sand, L.B., (1978), Natural Zeolit Occurrence, Properties and
Uses, Pergamon Press, Oxford.
Palar, (2004), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Cetakan Kedua,
Penerbit Rineke Cipta, Jakarta.
Prasad C.S., Maiti K,N., Venugopal R., (2001), Effect of Rice Husk Ash in
Whiteware Compositions, Ceramic International, Vol. 27, hal. 629-635.
Puslitbang, (2012), Peningkatan Produksi Padi Menuju 2020, http://pangan.
litbang.deptan.go.id/index.php/index.php. Diakses tanggal 29 Maret 2012.
Putro, A.L., Prasetyoko, D., (2007), Abu Sekam Padi sebagai Sumber Silika pada
Sintesis Zeolit ZSM-5 Tanpa Menggunakan Templat Organik, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Rakhmatullah, D.K.A., Wiradini, G., & Ariyanto, N.P., (2007), Pembuatan
Adsorben dari Zeolit Alam dengan Karakteristik Adsorption Properties
untuk Kemurnian Bioetanol, ITB, Bandung.
Rahmatunnisa, (2009), Komposit Poliester Tak Tepu–Sekam Padi: Kesan
Pencuacaan Terhadap Sifat Mekanikal Komposit, Tesis, http://eprints.usm
.my/10306/1/KOMPOSIT_POLIESTER_TAK_TEPU_%E2%80%93_SEKAM_PADI.pdf
Rini, D.K., Anthonius, F., (2010), Optimasi Aktivasi Zeolit Alam untuk
Dehumidifikasi, Makalah Penelitian, Teknik Kimia, UNDIP, Semarang.
Saputra, R., (2006), Pemanfaatan Zeolit Sintetis sebagai Alternatif Pengolahan
Limbah Industri, Skripsi, http://pdf-search-engine.com/katalis.
Sarkar, B., Xi, Y., Megharaj, M., Krishnamurti, G.S.R., Rajarathnam, D., Naidu,
R., (2010), Remediation of Hexavalent Chromium Through Adsorption by
Bentonite Based Arquad 2HT-75 Organoclays, Journal of Hazardous
Materials, 183: 87-97.
Sarkawi, S.S., Aziz, Y., (2003), Ground Rice Husk As Filler In Rubber
Compounding, Jurnal Teknologi, 39(A) Keluaran Khas. Dis. 2003: 135–
148, Universiti Teknologi Malaysia, Malaysia.
92
Setyaji, W., (2002), Adsorpsi Cr6+ oleh Abu Sekam Padi dengan Metode Kolom,
Skripsi S-1, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Diponegoro, Semarang.
Sihombing, Sabar, (2011), Perbandingan Efektivitas Arang Aktif dan Silika Gel
dari Sekam Padi sebagai Adsorben Logam Cu (II), Skripsi, Jurusan Kimia
FMIPA, UNIMED, Medan.
Soenardjo, (1991), Karakteristik Sekam Padi, http://www.scribd.com/doc/4869
5259/BAB-1-5, 1991:210.
Sukandarrumidi, (2004), Bahan Galian Industri, UGM Press, Yogyakarta.
Sunarya, R.R., (2009), Fakta Tentang Zeolit, http://www.chem-is-try.org/artikel_
kimia/kimia_anorganik/fakta-tentang-zeolit/. Diakses tanggal 22-03-2012.
Supriyanto, E., Adinanta, I., (2002), Pemanfaatan Abu Sekam Padi sebagai
Kation Exchanger Fe2+ dengan Menggunakan Fluidized Bed Column,
Jurusan teknik Kimia, F.T., Universitas Diponegoro, Semarang.
Sutarti, M., Rachmawati, M., (1994), Zeolit Tinjauan Literatur, Pusat
Dokumentasi dan Informasi Ilmiah LIPI, Jakarta.
Ulfah, Eli M., Fani A. Y., Istadi, (2006), Optimasi Pembuatan Katalis Zeolit X
dari Tawas, NaOH dan Water Glass dengan Response Surface
Methodology, Universitas Diponegoro, Semarang.
Ummah, S., (2010), Kajian Penambahan Abu Sekam Padi dari Berbagai Suhu
Pengabuan Terhadap Plastisitas Kaolin, Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA,
UIN Maulana Ibrahim, Malang.
Ventkatiswaran, P., Vellaichanny, S., Palanivelu, K., (2007), Speciation of Heavy
Metals In Electroplating Industry Sludge and Wastewater Residue Using
Inductively Coupled Plasma, International Journal Environ SCI, Tech.
Yalςin, N., dan Sevinς, V., (2001), Studies on Silica Obtained from Rice Huso,
Ceramic International, Vol. 27, hal. 219-224.
Zakaria, A., (2011), Adsorpsi Cu(II) Menggunakan Zeolit Sintesis dari Abu
Terbang Batu Bara, Tesis, Sekolah Pasca Sarjana ITB, Bandung.
iii
SINTESIS DAN KARAKTERISASI ZEOLIT 4A DARI ABU SEKAM PADI
SEBAGAI PENYERAP LOGAM BERAT TIMBAL (II) DAN
TEMBAGA (II)
FICKA PRAMEIDIA UTAMI (NIM. 408231027)
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi mengenai:
apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan dasar sintesis Zeolit
4A, komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum dalam sintesis Zeolit
4A dari abu sekam padi, pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA
terhadap kristalinitas zeolit hasil sintesis, dan daya serap Zeolit 4A hasil sintesis
terhadap logam berat Pb(II) dan Cu(II). Bahan dasar sintesis zeolit yang
digunakan pada penelitian ini adalah abu sekam padi yang berasal dari kilang padi
di daerah Mabar Hilir dekat dengan rumah peneliti. Sintesis Zeolit 4A dilakukan
berdasarkan reaksi hidrotermal dari abu sekam padi non magnetik dalam larutan
alkali pada suasana basa, dengan kecepatan pengadukan 600 rpm, pada suhu 90 –
1000C selama 5 jam pada proses kristalisasi Zeolit 4A. Penggunaan sekam padi
dalam bentuk abu sekam padi sebagai bahan dasar dari sintesis Zeolit 4A
berdasarkan spektogram inframerah telah berhasil dilakukan dengan adanya
puncak-puncak serapan pada vibrasi tertentu. Ada pengaruh dari variasi
penambahan senyawa Al2O3 dalam sintesis Zeolit 4A. Zeolit 4A yang paling
optimum dihasilkan dari penambahan Al2O3 sebanyak 14,8 g dan 5 g abu sekam
padi sebagai sumber SiO2. Berdasarkan hasil spektra inframerah zeolit hasil
sintesis dari abu sekam padi pada penggunaan Al2O3 sebanyak 7,4; 11,1 dan 14,8
g dengan penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g menghasilkan kristal Zeolit 4A
dengan sempurna yang ditandai dengan adanya puncak serapan pada vibrasi
internal dan vibrasi eksternal tetrahedral yang menjadi karakteristik dari struktur
kerangka Zeolit 4A. Zeolit 4A hasil sintesis dari abu sekam padi berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan merupakan absorben yang baik, karena mampu
menyerap logam berat Pb2+ dan Cu2+ dengan sangat optimal dimana diperoleh
hasil daya absorbansi yang paling optimum untuk Pb2+ adalah 538 ppm (99,63%)
dan untuk Cu2+ yaitu 384,8 ppm (80,37%) dalam 1 gram Zeolit 4A sintetis dari
penggunaan 5 g abu sekam, 14,8 g Al2O3 dan penambahan Na2EDTA 1,5 g.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT.
yang telah menitipkan ilmu serta melimpahkan rahmat hidayah-Nya yang
memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian serta penulisan skiripsi ini dengan baik sesuai dengan
waktu yang telah direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Juni – Oktober 2012 ini adalah “Sintesis dan
Karakterisasi Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi sebagai Penyerap Logam
Berat Timbal (II) dan Tembaga (II)” diajukan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sain Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu meyelesaikan skripsi ini, mulai dari
penyusunan proposal penelitian, pelaksanaan penelitian, sampai penyusunan
skripsi. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : Ibu Dr. Iis Siti Jahro,
M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan nasehat,
bimbingan dan saran-saran dengan penuh kesabaran dan kasih sayang kepada
penulis sejak awal penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan
terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Ida Duma Riris, M.Si,
Bapak Dr. Marham Sitorus, M.Si, dan Ibu Dr. Retno Dwi Suyanti, M.Si selaku
dosen penguji yang telah banyak memberikan saran serta masukan demi
kelancaran penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Murniaty
Simorangkir, M.S selaku dosen pembimbing akademik, Bapak Drs. Jamalum
Purba, M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia, Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si, Bapak
Dr. Marham Sitorus, M.Si, Bapak Drs. Marudut Sinaga, M.Si, serta seluruh Bapak
dan Ibu Dosen yang telah mendidik penulis selama melaksanakan studi di
Kampus Unimed dan tak lupa juga kepada seluruh staff pegawai Laboratorium
Kimia Unimed, Bang Jhon, Bang Eriadi, Bang Nizam, Bang Helmi, Kak Tia, Kak
Sherry, dan Kak Minda yang telah membantu penulis selama penelitian.
iv
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xi
Daftar Lampiran
xiii
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Sekam Padi
6
2.1.1. Abu Sekam Padi
7
2.1.2. Sifat Fisik Sekam Padi
8
2.1.3. Kandungan Kimia Sekam Padi
10
2.1.4. Konversi Abu Sekam Padi Menjadi Zeolit
12
2.2. Zeolit
13
2.2.1. Komposisi Zeolit
17
2.2.2. Sifat Kimia dan Fisika Zeolit
18
2.2.3. Penggolongan Zeolit
22
2.3. Zeolit Sintetik
26
2.3.1. Karakteristik Zeolit Sintetik
26
vii
2.3.2. Sintesis Zeolit 4A
28
2.4. Zeolit 4A
29
2.5. Spektroskopi Inframerah dan Struktur Kerangka Dasar Zeolit
32
2.6. Adsorpsi oleh Membran Zeolit
35
2.7. Limbah Logam Berat
36
2.8.Uji Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat
dengan Menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AAS)
40
2.8.1. Analisis Unsur dengan AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometry)
40
BAB III. METODE PENELITIAN
43
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
43
3.2. Sampel
43
3.3. Alat dan Bahan
43
3.3.1. Alat
43
3.3.2. Bahan
44
3.4. Prosedur Penelitian
44
3.4.1. Preparasi Sekam Padi
44
3.4.2. Sintesis Zeolit
45
3.4.3. Karakterisasi Zeolit Hasil Sintesis Menggunakan Spektrometer IR
46
3.4.4. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Pb(II) dan Cu(II)
46
3.4.5. Bagan Alir Penelitian Pembuatan Zeolit 4A dari Sekam Padi
sebagai Penyerap Logam Berat Pb dan Cu
49
3.5. Teknik Analisis Data
53
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
54
4.1. Preparasi Sekam Padi (Pembuatan Abu Sekam Padi)
54
4.2. Pemisahan Abu Sekam Padi Secara Magnetik
56
4.3. Sintesis Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi Non Magnetik
57
4.3.1. Pengaruh Penambahan Al2O3
57
viii
4.3.2. Pengaruh Penambahan Na2EDTA Terhadap Zeolit Hasil Sintesis
59
4.4. Reaksi-Reaksi dalam Sintesis Zeolit 4A
60
4.5. Karakterisasi Zeolit 4A dengan Spektroskopi Inframerah (IR)
61
4.5.1. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 0,5 g
62
4.5.2. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 1,0 g
64
4.5.3. Hasil Spektra Inframerah Zeolit Hasil Sintesis pada Penambahan
Na2EDTA 1,5 g
66
4.6. Perbandingan Data Spektrogram IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dari
Abu Sekam Padi dengan Spektrogram IR Standar Zeolit 4A
70
4.7. Uji Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat
Pb(II) dan Cu(II)
72
4.7.1. Kurva Kalibrasi Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis
dengan Menggunakan AAS
72
4.7.2. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Timbal (II)
75
4.7.3. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Tembaga (II)
80
4.8. Perbandingan Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis Terhadap
Logam Berat Pb2+ dan Logam Berat Cu2+
85
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
87
5.1. Kesimpulan
87
5.2. Saran
88
DAFTAR PUSTAKA
89
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Komponen dan Sifat Fisik Abu Sekam Padi
9
Tabel 2.2
Komposisi Kimia Sekam Padi
10
Tabel 2.3.
Kandungan Kimia Sekam Padi
11
Tabel 2.4.
Komponen Kimia Abu Sekam Padi
11
Tabel 2.5.
Komponen Kimia Abu Sekam Padi (Chemical
Components of Rice Husk Ash)
12
Tabel 2.6.
Karakteristik Zeolit
18
Tabel 2.7.
Klasifikasi Zeolit
23
Tabel 2.8.
Daerah Vibrasi Inframerah Struktur Kerangka Zeolit
Disajikan dalam Bilangan Gelombang cm-1
Tabel 2.9.
34
Senyawa Anorganik – Nilai Ambang Batas (TLV) untuk
Kation
38
Tabel 2.10. Senyawa Anorganik – Nilai Ambang Batas (TLV) untuk
Anion
38
Tabel 2.11. Kondisi Kadar Unsur Kimia untuk Analisis AAS
42
Tabel 4.1.
Kadar Abu Sekam Padi
55
Tabel 4.2.
Hasil Pemisahan Abu Sekam Padi secara Magnetik
56
Tabel 4.3.
Berat Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3
Tabel 4.4.
Berat Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Na2EDTA
Tabel 4.5.
58
59
Data Hasil Sintesis Zeolit 4A Berdasarkan Karakterisasi
Kristalinitas dengan Menggunakan Spektroskopi
Inframerah
69
Tabel 4.6.
Absorbansi Larutan Standar Pb pada Konsentrasi Tertentu
72
Tabel 4.7.
Absorbansi Larutan Standar Cu pada Konsentrasi Tertentu
74
Tabel 4.8.
Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Pb(II)
dengan AAS
75
xii
Tabel 4.9.
Hasil Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat
Timbal (II)
75
Tabel 4.10. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:1) Terhadap
Pb(II)
77
Tabel 4.11. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (2:3) Terhadap
Pb(II)
78
Tabel 4.12. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:2) Terhadap
Pb(II)
79
Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Cu(II)
dengan AAS
80
Tabel 4.14. Hasil Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat
Tembaga (II)
81
Tabel 4.15. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:1) Terhadap
Cu(II)
83
Tabel 4.16. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (2:3) Terhadap
Cu(II)
83
Tabel 4.17. Penyerapan Zeolit 4A Komposisi Si/Al (1:2) Terhadap
Cu(II)
84
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Sekam Padi
7
Gambar 2.2. Struktur Tiga Dimensi Kristal Zeolit
14
Gambar 2.3. Unit Penyusun Zeolit
15
Gambar 2.4. Struktur Pori di dalam Zeolit
15
Gambar 2.5. Struktur Kerangka Umum Zeolit
15
Gambar 2.6. Tetrahedral Alumina dan Silika (TO4) pada Struktur
16
Zeolit
Gambar 2.7. Tetrahedral-Tetrahedral SiO44+ yang Dihubungkan Satu
Sama Lain dengan Atom O
17
Gambar 2.8. Unit Bangun Sekunder Struktur Zeolit
23
Gambar 2.9. Struktur Zeolit 4A
29
Gambar 2.10. Struktur Kerangka Zeolit 4A
30
Gambar 2.11. Skema Alat Spektroskopi Inframerah
32
Gambar 2.12. Alat Spektroskopi Inframerah
32
Gambar 2.13. Diagram Blok AAS
41
Gambar 2.14. Alat AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry)
42
Gambar 3.1. Bagan Alir Pengabuan Sekam Padi
49
Gambar 3.2. Bagan Alir Pemisahan Abu Sekam Padi secara Magnetik
49
Gambar 3.3. Sintesis Zeolit 4A
50
Gambar 3.4. Karakterisasi Zeolit 4A
51
Gambar 3.5. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Pb2+
52
2+
52
Gambar 3.6. Uji Daya Serap Zeolit 4A Terhadap Logam Berat Cu
Gambar 4.1. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 g; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 0,5 g
62
Gambar 4.2. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 g; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 1,0 g
65
x
Gambar 4.3. Spektra IR Zeolit 4A Hasil Sintesis dengan Variasi
Penambahan Al2O3 Sebanyak 7,4 gr; 11,1 g dan 14,8 g
dengan Penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g
67
Gambar 4.4. Kurva Kalibrasi Larutan Pb2+
73
Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Cu2+
74
Gambar 4.6. Struktur Kerangka Zeolit 4A pada Saat Proses
Penyerapan Logam Pb2+
76
Gambar 4.7. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:1)
78
Gambar 4.8. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (2:3)
78
Gambar 4.9. Kurva Penyerapan Pb(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:2)
79
Gambar 4.10. Struktur Kerangka Zeolit 4A pada Saat Proses
Penyerapan Logam Cu2+
82
Gambar 4.11. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:1)
83
Gambar 4.12. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (2:3)
84
Gambar 4.13. Kurva Penyerapan Cu(II) pada Zeolit 4A Komposisi
Si/Al (1:2)
84
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Perhitungan Kadar Abu Sekam Padi yang Diperoleh dari
Setiap Proses Pengabuan
Lampiran 2.
Perhitungan Kadar Al yang Harus Ditambahkan dalam
Sampel Abu Sekam Padi
Lampiran 3.
98
Perhitungan Daya Serap Zeolit 4A Hasil Sintesis dari Abu
Sekam Padi Terhadap Logam Berat Pb (II) dan Cu (II)
Lampiran 6.
97
Pembuatan Larutan Uji Penentuan Daya Serap Zeolit 4A
Hasil Sintesis Terhadap Logam Berat Pb (II) dan Cu (II)
Lampiran 5.
96
Perhitungan Kadar Na2EDTA yang Perlu Ditambahkan
dalam Sampel untuk Membentuk Senyawa Kompleks
Lampiran 4.
93
100
Spektrogram Inframerah Jahro (Tesis, 1998) dari Bahan
Dasar Abu Layang Non Magnetik Fraksi Ringan (Fraksi1) dengan Penambahan 1 g Al(OH)3 dan 1 g Na2EDTA
108
Lampiran 7.
Dokumentasi Hasil Penelitian
109
Lampiran 8.
Spektra Inframerah Zeolit 4A Hasil Sintesis
117
Lampiran 9.
Hasil Pengukuran Daya Serap Zeolit 4A Sintetik Terhadap
Logam Berat Pb(II) dan Cu(II) dengan AAS
126
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris,
termasuk Indonesia. Indonesia merupakan salah satu negara dengan tingkat
konsumsi beras terbesar di dunia. Sebagian besar penduduk Indonesia
mengkonsumsi beras sebagai makanan pokok. Konsumsi beras Indonesia yang
tinggi menuntut tingkat produksi beras yang besar pula. Produksi padi di
Indonesia bertambah setiap tahunnya, pada tahun 2005 produksi padi Indonesia
sebanyak 54 juta ton, pada tahun 2006 meningkat sebesar 54,45 juta ton kemudian
secara berturut-turut produksi padi Indonesia dari tahun 2007 – 2011 adalah
57,15; 60,33; 64,40 dan 66,41 juta ton gabah kering giling (GKG) (Puslitbang,
2012).
Produksi padi menghasilkan limbah yang disebut dengan sekam. Pada
umumnya penggilingan padi menghasilkan 72 % beras, 5 – 8 % dedak, dan 20 –
22 % sekam (Prasad, dkk., 2001). Sekam padi merupakan produk samping yang
melimpah dari hasil penggilingan padi. Jika produksi gabah kering giling (GKG)
menurut press release Badan Pusat Statistik 1 November 2005 sekitar 54 juta ton
maka jumlah sekam yang dihasilkan lebih dari 10,8 juta ton, dan bertambah di tiap
tahunnya.
Selama ini, pemanfaatan limbah sekam padi di Indonesia sangat terbatas
pada produk-produk yang tidak bernilai ekonomi tinggi, antara lain sebagai media
tanaman hias, pembakaran untuk memasak, pembakaran bata merah, alas pada
ayam/ternak petelur, dan keperluan lokal yang masih sangat sedikit karena
sifatnya yang kamba (bulky), keras, dan sifat kandungan seratnya yang tidak dapat
diolah menjadi produk pakan maupun kertas. Di tempat-tempat penggilingan padi
pembuangan sekam kering seringkali menjadi masalah karena perlu tempat
penampungan yang luas dan tertutup supaya tidak terbawa angin dan mencemari
udara. Cara yang biasa dilakukan untuk mengatasi limbah sekam yaitu
membakarnya di tempat terbuka seperti di sawah-sawah yang mengakibatkan
2
pencemaran lingkungan berupa emisi gas hasil pembakaran seperti CO dan CO2.
Namun bila sekam dimasukkan ke dalam tanah sawah, akan mengganggu
pertumbuhan padi karena sekam mengandung lignin dan selulosa yang cukup
besar yang tidak dapat langsung terurai di dalam tanah sehingga akan menurunkan
produktivitas padi.
Penanganan sekam padi yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran
terhadap lingkungan. Sekam padi mengandung 78 – 80% bahan organik yang
mudah menguap (lignin, selulosa, gula) yang jika dibakar akan menghasilkan sisa
pembakaran berupa abu sekitar 20 – 22% (Yalςin dan Sevinς, 2001). Krishnarao,
dkk., (2001), melaporkan bahwa kandungan abu dalam sekam padi bervariasi dari
13 sampai 29% tergantung dari variasi padi, iklim dan lokasi geografisnya.
Hasil analisis komposisi kimia abu sekam padi menunjukkan kandungan
silika (SiO2) sekitar 90 – 99% dan sejumlah kecil alkali dan logam pengotor
(Houston, 1972; Prasad, dkk., 2001). Abu sekam padi apabila dibakar secara
terkontrol pada suhu tinggi (500 – 600oC) akan menghasilkan abu silika yang
dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses kimia (Putro, 2007: 33). Komponen
Kimia Abu Sekam Padi menurut Wen-Hwei (1986) dalam Jaya (2002), yaitu SiO2
86,90 – 97,30; K2O 0,58 – 2,50; Na2O 0,00 – 1,75; CaO 0,20 – 1,50; MgO 0,12 –
1,96; Fe2O3 0,00 – 0,54; P2O5 0,2 – 2,85; SO3 0,1 – 1,13; Cl 0,00 – 0,42; dan
berdasarkan hasil penelitian Bakri (2009) Al2O3 0,37 (dalam %). Silika (SiO2)
merupakan bahan kimia yang pemanfaatannya sangat luas mulai bidang
elektronik, mekanik, seni, dan pembuatan senyawa-senyawa kimia, termasuk
pembuatan zeolit.
Tingginya kadar silika dalam abu sekam padi memberikan kemungkinan
untuk memanfaatkan abu sekam padi sebagai bahan dasar untuk sintesis zeolit.
Pada saat ini dikenal adanya 40 macam zeolit alam dan sekurang-kurangnya 160
zeolit buatan. Diantara zeolit buatan, zeolit 4A merupakan zeolit buatan yang
dapat dimanfaatkan sebagai penyerap logam berat seperti Pb (II) dan Cu (II). Oleh
karena itu zeolit 4A biasa digunakan dalam pengolahan limbah buangan industri
yang mengandung logam berat.
3
Perkembangan industri yang cukup pesat di berbagai negara menyebabkan
polusi industri meningkat pula secara signifikan. Oleh karena itu permasalahan
limbah industri semakin berkembang menjadi permasalahan global yang serius.
Hal ini mengakibatkan perlakuan dalam pengolahan limbah industri menjadi topik
global karena limbah dari berbagai sumber dapat terakumulasi di tanah atau
masuk ke dalam sistem perairan. Logam berat seperti tembaga dan timbal
merupakan contoh kontaminan yang memiliki potensi merusak sistem fisiologi
manusia dan sistem biologis lainnya jika melewati tingkat toleransi. Logam
tembaga banyak dihasilkan antara lain oleh industri pelapisan logam (plating),
pencampuran logam (alloy), baja, pewarna, kabel listrik, insektisida, jaringan
pipa, dan cat (Notodarmojo, 2005; Sarkar et al., 2010). Oleh karena itu
pemerintah melalui Kep-51/Menlh/10/1995 menetapkan baku mutu limbah cair
industri golongan 1 kandungan logam tembaga kurang dari 2 mg/L dan untuk
industri plating di bawah 0,6 mg/L. Keberadaan ion Cu dalam limbah industri
biasanya disertai dengan ion logam berat lainnya. Dalam limbah industri plating,
ion Cu merupakan logam berat dengan konsentrasi terbesar kelima setelah logam
Fe, Cr, Sn, dan Zn kemudian diikuti oleh ion logam dengan konsentrasi yang lebih
kecil, yaitu Ni, Mn, Pb, Cd, dan Ag (Ventkatiswaran et al., 2007).
Karbon aktif banyak digunakan sebagai adsorben yang efektif dalam
berbagai aplikasi serta paling banyak digunakan dalam proses adsorpsi untuk
perlakuan limbah industri cair (Jusoh et al., 2007). Namun, pengambilan ion
logam
dengan
metode
adsorpsi
menggunakan
karbon
aktif
komersial
membutuhkan biaya relatif mahal. Karbon aktif juga dapat mengalami penurunan
aktivitas sebesar 10 – 15 % selama regenerasi. Selain itu karbon aktif merupakan
bahan yang besifat mudah terbakar (combustible material), sehingga kurang tepat
jika diaplikasikan pada suhu tinggi (Yenisoy-Karakas et al., 2004 dalam Zakaria,
2011). Oleh karena itu adsorben yang lebih murah sebagai alternatif bahan baku
pembuatan karbon aktif menjadi banyak diminati dan menarik perhatian di
kalangan peneliti (Hui et al., 2005). Beberapa penelitian tentang metode adsorpsi
telah dilakukan dengan menggunakan material dasar (Zakaria, 2011) diantaranya
adalah zeolit (Panayotova, 2001; Pujiastuti & Adi, 2008), abu terbang batubara/fly
4
ash (Bendiyasa et al., 2004), alofan (Heraldy, dkk., 2004), lempung (Muhdarina,
dkk., 2010), kaolin (Gupta & Bhatthacarayya, 2008; Jiang et al., 2010),
Sargassum (Barkhordar & Ghiashheddin, 2004), Neem Sawdust (Vinodhini &
Das, 2009).
Berdasarkan uraian di atas maka peneliti tertarik melakukan penelitian
dengan judul “Sintesis dan Karakterisasi Zeolit 4A dari Abu Sekam Padi sebagai
Penyerap Logam Berat Timbal (II) dan Tembaga (II)”.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini dibatasi pada
pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi dengan variasi komposisi SiO2 dan
Al2O3 dengan perbandingan 1:1, 2:3 dan 1:2, dengan modifikasi penambahan
Na2EDTA, karakterisasi zeolit hasil sintesis, serta uji coba zeolit hasil sintesis
sebagai penyerap logam berat Timbal (II) dan Tembaga (II).
1.3. Rumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan dasar sintesis
Zeolit 4A?
2. Berapa komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum dalam
pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi?
3. Bagaimana pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA terhadap
kristalinitas zeolit hasil sintesis?
4. Bagaimana daya serap Zeolit 4A sintetis terhadap logam berat Pb(II) dan
Cu(II)?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui apakah limbah sekam padi dapat digunakan sebagai bahan
dasar sintesis Zeolit 4A berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan
Spektroskopi Inframerah.
2. Untuk mengetahui komposisi antara SiO2 dan Al2O3 yang paling optimum
dalam pembuatan Zeolit 4A dari abu sekam padi.
3. Untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan Al2O3 dan Na2EDTA
terhadap kristalinitas zeolit hasil sintesis.
4. Untuk mengetahui kemampuan daya serap Zeolit 4A sintetis terhadap logam
berat Pb(II) dan Cu(II).
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Menghasilkan zeolit sintetis jenis Zeolit 4A dari abu sekam padi yang
mempunyai daya serap yang tinggi terhadap limbah logam berat terutama
logam berat Pb(II) dan Cu(II).
2. Dapat mengaplikasikan dan mengembangkan ilmu yang sesuai dengan
disiplin ilmu yang dimiliki.
3. Sebagai bahan masukan bagi peneliti khususnya mahasiswa Jurusan Kimia
FMIPA UNIMED yang berminat untuk melanjutkan penelitian tentang
sintesis dan karakterisasi Zeolit 4A sebagai penyerap logam berat lainnya.
4. Sebagai informasi kepada industri-industri yang menghasilkan limbah logam
berat untuk menggunakan Zeolit 4A ini sebagai adsorbennya agak tidak
berdampak pada pencemaran lingkungan.
5. Sebagai informasi kepada masyarakat tentang pemanfaatan dari sekam padi
yang selama ini hanya dibuang, dapat dijadikan sebagai penyerap limbah
logam berat.
87
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan yaitu sebagai berikut :
1. Penggunaan sekam padi dalam bentuk abu sekam padi sebagai bahan dasar
dari sintesis Zeolit 4A berdasarkan spektogram inframerah telah berhasil
dilakukan dengan adanya puncak-puncak serapan pada vibrasi tertentu.
2. Ada pengaruh dari variasi penambahan senyawa Al2O3 dalam sintesis Zeolit
4A. Zeolit 4A yang paling optimum dihasilkan dari penambahan Al2O3
sebanyak 14,8 g dan 5 g abu sekam padi sebagai sumber SiO2.
3. Berdasarkan hasil spektra inframerah Zeolit 4A [7], [8] dan [9] yaitu zeolit
hasil sintesis dari abu sekam padi pada penggunaan Al2O3 sebanyak 7,4; 11,1
dan 14,8 gram dengan penambahan Na2EDTA sebanyak 1,5 g menghasilkan
kristal Zeolit 4A dengan sempurna yang ditandai dengan adanya puncak
serapan pada vibrasi internal, yaitu vibrasi ulur asimetrik pada daerah vibrasi
inframerah (1250 – 950) cm-1, vibrasi ulur simetrik (720 – 650) cm-1, vibrasi
tekuk T – O (500 – 420) cm-1 dan vibrasi eksternal tetrahedral diantaranya
vibrasi cincin ganda (650 – 500) cm-1 dan vibrasi pori (420 – 300) cm-1 yang
menjadi karakteristik dari struktur kerangka Zeolit 4A.
4. Zeolit 4A hasil sintesis dari abu sekam padi berdasarkan penelitian yang telah
dilakukan merupakan absorben yang baik, karena mampu menyerap logam
berat Pb2+ dan Cu2+ dengan sangat optimal dimana diperoleh hasil daya
absorbansi yang paling optimum untuk Pb2+ adalah 538 ppm (99,63%) dan
untuk Cu2+ yaitu 384,8 ppm (80,37%) dalam 1 gram Zeolit 4A sintetis dari
penggunaan 5 g abu sekam, 14,8 g Al2O3 dan penambahan Na2EDTA 1,5 g.
88
5.2. Saran
Adapun saran dari peneliti untuk kelanjutan penelitian selanjutnya adalah
sebagai berikut :
1. Pada penelitian ini tidak dilakukan variasi terhadap kecepatan pengadukan,
lamanya pengadukan, serta variasi suhu yang digunakan dalam proses
pembentukan gel aluminasilikat pembentuk Zeolit 4A, dengan demikian bagi
peneliti selanjutnya perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap variasi
tersebut untuk mendapatkan hasil yang lebih optimum.
2. Disarankan kepada peneliti selanjutnya agar dilakukan penelitian lanjutan
dengan menggunakan limbah lain yang mengandung aluminium atau silikon
dengan kadar yang tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar dari
sintesis Zeolit 4A.
3. Perlu diadakan penelitian lanjutan daya serap Zeolit 4A terhadap logamlogam berat lainnya yang berpotensi besar sebagai polutan seperti raksa,
cadmium, arsenik, krom dan yang lainnya.
4. Perlu pula dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap variasi waktu kontak
Zeolit 4A terhadap logam berat yang diuji agar diperoleh daya serap yang
paling optimum dari Zeolit 4A.
89
DAFTAR PUSTAKA
Aina, H. Nuryono, dan Tahir, I., (2007), Sintesis Aditif Semen β-Ca2SiO4 dari
Abu Sekam Padi dengan Variasi Temperatur Pengabuan. Seminar
Nasional “Aplikasi Sains dan Matematika Dalam Industri”UKSW,
Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada, Salatiga.
Anonim, (2006), Logam Berat, http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/2006/12
2006/28/ kampus/sains.htm. Diakses tanggal 17 Maret 2012.
Anonim, (2008), Waste Treatment Disposal, http://kriemhild.uft.uni-bremen.de/
nop/id/articles/pdf/WasteTreatmentDisposal_id.pdf
Anonim, (2012), Limbah Logam Berat, http://www.artikelbagus.com/2012/01/
limbah-logam-berat.html. Diakses tanggal 17 Maret 2012.
Azis, M.H., Yanti, S., Pramita, S., Hidayat, S., (2010), Bahan Galian Industri
Zeolit, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Mataram, NTB.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, (2009), Sekam Padi sebagai
Sumber Energi Alternatif dalam Rumah Tangga Petani, Departemen
Pertanian.
Bakri, (2009), Komponen Kimia dan Fisik Abu Sekam Padi sebagai SCM untuk
Pembuatan Komposit Semen, Jurnal PERENNIAL, 5(1) : 9-14.
Catalfamo, (1994), The Presence of Calsium in The Hidrothermal Conversion of
Amorphous Aluminosilicates in Zeolit; Inference and Removal, Material
Engineering; 5;2;159-173.
Dixon, J.B., Weed, S.B., (1989), Minerals in Soil Environments, Ed. ke-2, Soil
Science Society of America, Madison, USA.
Eddy, H. R., (2007), Potensi dan Pemanfaatan Zeolit di Provinsi Jawa Barat dan
Banten, http:/www.dim.esdm.go.id/indeks.php?view=article&catid=32%3
Amakal
Flaningen, E.M., et al., (1971), Infrared Structure Studies os Zeolite Framework
Molecular Sieve; Zeolite- I, American Society Advance in Chemistry,
New York, 101.201-229.
90
Hendriko, S., (2011), Pemanfaatan Bekatul sebagai Substitusi Tepung Terigu
pada Pembuatan Biskuit Crackers dan Penetapan Kadar Protein Serta
Lemak, Skripsi, Fakultas Farmasi, USU, Medan.
Houston, D.F., (1972), Rice Chemistry and Technology, American Association of
Cereal Ceramic, Inc. Minnecosta.
Hui, K.S., Chao, C.Y.H., Kot, S.C., (2005), Removal of Mixed Heavy Metal Ions
In Wastewater By Zeolite 4A and Residual Products From Recycled Coal
Fly Ash, Journal of Hazardous Materials, B 127: 89-101.
Imansyah, Alethia Z., (2010), Studi Kesetimbangan dan Kinetika Impregnasi Ion
Cu2+ Pada Zeolit-H, Skripsi, FPMIPA, UPI, Bandung.
Isa, M., (2011), Analisis Dampak Limbah Detergen dengan Zat Pembangun Zeolit
4A Terhadap Kehidupan Ikan, Skripsi, Kimia FMIPA, UNIMED, Medan.
Iva, Lenci V., (2010), Pembuatan Deterjen Bubuk dengan Bahan Pembangun
Zeolit Hasil Sintesis dari Abu Layang,, Skripsi, FMIPA, UNIMED Medan.
Jahro, I.S., (1998), Sintesis dan Karakterisasi Zeolite 4A dari Fraksi Non
Magnetik Abu Layang, Tesis, PPS UGM, Yogyakarta.
Jaya, A.T., Ariwibowo, D.S., (2002), Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi
pada Tanah Ekspansif, http://dewey.petra.ac.id/jiunkpe_dg_201.
Jon, H., (2001), Karakterisasi Zeolit Alami Termodifikasi Asam, Skripsi, Jurusan
Kimia FMIPA, IPB, Bogor.
Jusoh, A., Shiung, L.S., Ali, N., Noor M.J.M.M., (2007), A Simulation Study of
The Removal Efficiency of Granular Activated Carbon on Cadmium and
Lead, Desalination 206: 9-16.
Khopkar, S.M., (2008), Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.
Krishnarao R. V., Subrahmanyam J., Kumar, T. J., (2001), Studies on The
Formation of Black in Rice Husk Silica Ash, Journal of the European
Ceramic Society, Vol. 21, hal. 99-104.
Kusumaningtyas, Endarti A., (2003), Pemanfaatan Zeolit sebagai Adsorben untuk
Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif, UNM, Malang.
91
Las, T. (2006), Potensi Zeolit untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif,
PTLR BATAM, hal. 1-8.
Mumpton, F.A., Sand, L.B., (1978), Natural Zeolit Occurrence, Properties and
Uses, Pergamon Press, Oxford.
Palar, (2004), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Cetakan Kedua,
Penerbit Rineke Cipta, Jakarta.
Prasad C.S., Maiti K,N., Venugopal R., (2001), Effect of Rice Husk Ash in
Whiteware Compositions, Ceramic International, Vol. 27, hal. 629-635.
Puslitbang, (2012), Peningkatan Produksi Padi Menuju 2020, http://pangan.
litbang.deptan.go.id/index.php/index.php. Diakses tanggal 29 Maret 2012.
Putro, A.L., Prasetyoko, D., (2007), Abu Sekam Padi sebagai Sumber Silika pada
Sintesis Zeolit ZSM-5 Tanpa Menggunakan Templat Organik, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Rakhmatullah, D.K.A., Wiradini, G., & Ariyanto, N.P., (2007), Pembuatan
Adsorben dari Zeolit Alam dengan Karakteristik Adsorption Properties
untuk Kemurnian Bioetanol, ITB, Bandung.
Rahmatunnisa, (2009), Komposit Poliester Tak Tepu–Sekam Padi: Kesan
Pencuacaan Terhadap Sifat Mekanikal Komposit, Tesis, http://eprints.usm
.my/10306/1/KOMPOSIT_POLIESTER_TAK_TEPU_%E2%80%93_SEKAM_PADI.pdf
Rini, D.K., Anthonius, F., (2010), Optimasi Aktivasi Zeolit Alam untuk
Dehumidifikasi, Makalah Penelitian, Teknik Kimia, UNDIP, Semarang.
Saputra, R., (2006), Pemanfaatan Zeolit Sintetis sebagai Alternatif Pengolahan
Limbah Industri, Skripsi, http://pdf-search-engine.com/katalis.
Sarkar, B., Xi, Y., Megharaj, M., Krishnamurti, G.S.R., Rajarathnam, D., Naidu,
R., (2010), Remediation of Hexavalent Chromium Through Adsorption by
Bentonite Based Arquad 2HT-75 Organoclays, Journal of Hazardous
Materials, 183: 87-97.
Sarkawi, S.S., Aziz, Y., (2003), Ground Rice Husk As Filler In Rubber
Compounding, Jurnal Teknologi, 39(A) Keluaran Khas. Dis. 2003: 135–
148, Universiti Teknologi Malaysia, Malaysia.
92
Setyaji, W., (2002), Adsorpsi Cr6+ oleh Abu Sekam Padi dengan Metode Kolom,
Skripsi S-1, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Diponegoro, Semarang.
Sihombing, Sabar, (2011), Perbandingan Efektivitas Arang Aktif dan Silika Gel
dari Sekam Padi sebagai Adsorben Logam Cu (II), Skripsi, Jurusan Kimia
FMIPA, UNIMED, Medan.
Soenardjo, (1991), Karakteristik Sekam Padi, http://www.scribd.com/doc/4869
5259/BAB-1-5, 1991:210.
Sukandarrumidi, (2004), Bahan Galian Industri, UGM Press, Yogyakarta.
Sunarya, R.R., (2009), Fakta Tentang Zeolit, http://www.chem-is-try.org/artikel_
kimia/kimia_anorganik/fakta-tentang-zeolit/. Diakses tanggal 22-03-2012.
Supriyanto, E., Adinanta, I., (2002), Pemanfaatan Abu Sekam Padi sebagai
Kation Exchanger Fe2+ dengan Menggunakan Fluidized Bed Column,
Jurusan teknik Kimia, F.T., Universitas Diponegoro, Semarang.
Sutarti, M., Rachmawati, M., (1994), Zeolit Tinjauan Literatur, Pusat
Dokumentasi dan Informasi Ilmiah LIPI, Jakarta.
Ulfah, Eli M., Fani A. Y., Istadi, (2006), Optimasi Pembuatan Katalis Zeolit X
dari Tawas, NaOH dan Water Glass dengan Response Surface
Methodology, Universitas Diponegoro, Semarang.
Ummah, S., (2010), Kajian Penambahan Abu Sekam Padi dari Berbagai Suhu
Pengabuan Terhadap Plastisitas Kaolin, Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA,
UIN Maulana Ibrahim, Malang.
Ventkatiswaran, P., Vellaichanny, S., Palanivelu, K., (2007), Speciation of Heavy
Metals In Electroplating Industry Sludge and Wastewater Residue Using
Inductively Coupled Plasma, International Journal Environ SCI, Tech.
Yalςin, N., dan Sevinς, V., (2001), Studies on Silica Obtained from Rice Huso,
Ceramic International, Vol. 27, hal. 219-224.
Zakaria, A., (2011), Adsorpsi Cu(II) Menggunakan Zeolit Sintesis dari Abu
Terbang Batu Bara, Tesis, Sekolah Pasca Sarjana ITB, Bandung.