Pengaruh Temperatur Kalsinasi Pada Ekstraksi Silika Dari Abu Cangkang Kelapa Sawit

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI
SILIKA DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

ECHOHADI SISWO SIMBOLON
130822006

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI
SILIKA DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ECHOHADI SISWO SIMBOLON
130822006

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

Kategori
Nama
Nomor Induk Siswa

Program Studi
Departemen
Fakultas

: Pengaruh Temperatur Kalsinasi Pada
Ekstraksi Silika Dari Abu Cangkang Kelapa
Sawit
: Skripsi
: Echohadi Siswo Simbolon
: 130822006
: Sarjana (S1) Kimia Ekstensi
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui
Medan,
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,


Dra. Saur Lumbanraja, M.Si
NIP 195506231986012002

Juli 2016

Pembimbing I,

Dr. Andriayani, S.Pd, M.Si
NIP 196903051999032001

Disetujui Oleh
Departemen Matematika FMIPA USU
Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP 195408301985032001

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN


PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA EKSTRAKSI SILIKA
DARI ABU CANGKANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

ECHOHADI SISWO SIMBOLON
130822006

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih
karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik.

Dengan rasa hormat, penulis menyampaikan terima kasih kepada Ibu Dr.
Andriayani, S.Pd, M.Si selaku pembimbing 1 dan Ibu Dra.Saur Lumban Raja ,M.Si
selaku pembimbing 2 yang telah banyak membimbing dan memberi arahan selama
penyusunan skripsi ini. Terimakasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembring
selaku Ketua Bidang Kimia Anorganik FMIPA USU dan Bapak Dr. Nimpan Bangun,
M.Sc selaku Kepala Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU yang telah
memberikan saran – saran kepada penulis. Terima kasih kepada Ibu Dr. Rumondang
Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu selaku Ketua Departemen dan Sekretaris
Departemen Kimia S1 FMIPA-USU Medan.
Terimakasih yang sangat dalam juga penulis ucapkan kepada orangtua tercinta,
D. Marbun yang tak pernah berhenti memberi dukungan moril maupun materil serta
selalu mengiringi penulis dalam doa, juga kepada kakak Christina Simbolon abang
Hunter Simbolon adek Jeffry Simbolon dan Marisa Simbolon dan Martina Da Silva
Nababan yang selalu memberikan semangat bagi penulis.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Sutrisno Sitohang, Nael
Silalahi, Buha Tamba yang telah memberikan kasih sayang dan cinta layaknya keluarga
bagi penulis, serta teman-teman seperjuangan stambuk 2013.Trimakasih juga kepada
teman-teman di PT.MUSIM MAS yang mendukung penulis dalam doa dan semangat.
Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada asisten Laboratorium Kimia Anorganik
yang membantu peneliti selama proses penelitian. Terima kasih juga kepada banyak

pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu
melimpahkan berkatNya bagi kita semua.

Penulis menyadari bahwa isi skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, namun
kiranya dapat membrikan manfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya di bidang kimia.

Penulis

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH TEMPERATUR PADA EKSTRAKSI SILIKA DARI ABU
CANGKANG KELAPA SAWIT

ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh temperatur pada ekstraksi silika dari abu
cangkang kelapa sawit. Abu cangkang di murnikan dengan asam klorida yang bertujuan
untuk meminimalkan mineral lain yang terdapat di abu cangkang kelapa sawit. Silika
yang diperoleh dari abu cangkang kelapa sawit diekstraksi dengan natrium hidroksida
diikuti dengan pengendapan kembali menggunakan asam klorida untuk memperoleh
silika dan luas permukan yang besar. Data FT-IR yang diperoleh memiliki kemiripan

dengan silika yang komersial. Difraktogram XRD juga menunjukkan adanya puncak
melebar pada daerah 22,0o menunjukkan bahwa silika berbentuk amorf. Hasil adsorpsi
desorpsi nitrogen isotherm silika pada suhu kalsinasi 300oC, 500oC, 700oC
memperlihatkan adsorbsi isotherm Tipe IV dan pada suhu 900oC merupakan adsorpsi
desorpsi isotherm tipe V yang merupakan karekteristik material mesopori dan diperoleh
distribusi ukuran pori pada suhu kalsinasi 300oC antara 1,72 sampai 6,28 nm, suhu
500oC antara 1.73 sampai 47.20 nm, suhu 700oC 1.72 sampai 8.95 nm dan pada suhu
kalsinasi 900oC 1.79 sampai 41.73nm. Serta volume dan luas permukaan silika
berdasarkan perhitungan BJH masing-masing pada suhu kalsinasi 300oC volume pori :
0.7043 cm3 g-1 , luas permukaan : 450.1755 m2g-1, suhu 500oC volume pori : 0.6838
cm3g-1, luas permukaan : 464.6172 m2g-1, suhu 700oC volume pori : 0.5619 cm3 g-1 luas
permukaan : 222.7502 m2g-1 dan pada suhu kalsinasi 900oC didapat volume pori :
0.1991 cm3g-1 dan luas permukaan silika : 26.9487 m2g-1 .
Kata kunci : abu cangkang kelapa sawit, silika, ekstraksi, kalsinasi.

Universitas Sumatera Utara

EFFECT OF TEMPERATURE CALCINATION ON THE EXTRACTION OF
SILICA SHELL ASH PALM


ABSTRACT

Has conducted research on the effect of temperature on the extraction of silica from the
ashes of palm kernel shells. ash shell in purified with hydrochloric acid which aims to
minimize other minerals contained in the ashes of palm kernel shells. Silica obtained
from the ashes of palm shells were extracted with sodium hydroxide followed by reprecipitation using hydrochloric acid to obtain silica and large surface area. FT-IR data
obtained have similarities with commercial silica. XRD diffractogram also showed a
widened peak in the area 22,0 o showed that shaped amorphous silica. The results of
nitrogen adsorption desorption isotherm of silica at calcination temperature of 300 oC,
500oC, 700 ° C shows the adsorption isotherm Type IV and at a temperature of 900 oC is
an adsorption desorption isotherm type V which is characteristic of mesoporous
material and pore size distribution obtained at the calcination temperature to 300 oC
between 1.72 to 6, 28 nm, temperature of 500 oC between 1.73 to 47.20 nm, 700°C is
1.72 to 8.95 nm, and the calcination temperature of 900 oC 1.79 to 41.73nm. As well as
the volume and surface area silica based on the calculation of BJH each on the
calcination temperature to 300 oC pore volume: 0.7043 cm3 g-1 , surface area: 450.1755
m2 g-1 , temperature of 500oC pore volume: 0.6838 cm3g-1, surface area: 464.6172 m2g-1,
700oC pore volume: 0.5619 cm3g-1 surface area: 222.7502 m2g-1 and at a temperature of
900oC calcination obtained pore volume: 0.1991 cm3g-1 and the surface area of the
silica: 26.9487 m2g-1.

Keywords: ash palm shells, silica, extraction, calcination.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstrac
Daftar isi
Daftar Tabel
vi
Daftar Gambar
Daftar Lampiran

i
ii

iii
iv
v
vi

vii
ix

BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
1.2.
Permasalahan
1.3.
Tujuan
1.4.
Manfaat
1.5.
Lokasi Penelitian
1.6.

Metodologi Penelitian

1
3
3
3
4
4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Abu Cangkang Sawit
2.2.
Silika (SiO2)
2.2.1.
Sifat-Sifat Silika
2.3.
Ekstraksi
2.3.1.
Ekstraksi Cair-Cair
2.3.2.
Ekstraksi Padat-Cair
2.4.
Luas Permukaan dan Luas Porositas
2.5.
Karekterisasi Silika
2.5.1.
Difraksi Sinar-X (XRD)
2.5.2.
Brunauer- Ennet-Teller (BET)
2.5.3.
Spektroskopi Inframerah (FT-IR)

5
7
8
9
9
10
12
13
14
15
18

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Alat
3.2.
Bahan
3.3.
Prosedur Penelitian
3.3.1.
Prepasrasi Sampel
3.3.2.
Ekstraksi Silika dari Abu Cangkang Kelapa Sawit
3.3.3.
Pembuatan Natrium Silikat
3.3.4.
Kalsinasi Silika
3.3.5.
Karakterisasi Silika
3.4.
Bagan Penelitian
3.4.1.
Ekstraksi Silika

21
21
22
22
22
22
23
23
24
24

Universitas Sumatera Utara

3.4.2.
3.4.3.

Pembuatan Natrium Silikat (Na2 SiO3)
Kalsinasi Silika

25
26

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil dan Pembahasan
4.1.1.
Komposisi Abu Cangkang Kelapa Sawit
4.1.2.
Pemurnian Silika dari Abu Cangkang Kelapa Sawit
4.1.3.
Sintesis Silika Amorf
4.1.4.
Kalsinasi Silika
4.1.5.
Karakterisasi Silika Amorf dengan FT-IR
4.1.6.
Karakterisasi Silika Amorf dengan BET

27
27
30
34
36
37
38

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran

42
42

DAFTAR PUSTAKA

45

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 2.4.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Tabel 4.4.
Tabel 4.5.

Komposisi Abu CangkangSawitHasilPembakaranSerat
danCangkang
KandunganUnsur Kimia Abu CangkangSawit
Komposisi Abu HasilPembakaranCangkangdan
SerabutKelapaSawit
Istilah Yang DigunakanDalamKarakteristikPadatan
Kandungan Abu Boiler KelapaSawitMenggunakanMatoda
Reference Intensity Ratio (RIR)
Perolehan SiO 2DilarutkanDalamHCl
SilikaSetelahPenghilanagnPengotor
KomposisiSampekSetelahPenghilanaganOksidasiPengotor
Perolehan SiO 2 Amorf

Universitas Sumatera Utara

6
6
7
13
25
26
26
29
30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 4.1.
Gambar4.2.
Gambar4.3.
Gambar4.4.
Gambar 4.5
Gambar4.6.
Gambar4.7.
Gambar4.8.
Gambar4.9.
Gambar 4.10.

Abu CangkangSawit Dan Pemanasan Boiler
HasilUjiKuantitatif Abu CangkangKelapaSawit
DifratogramSetelahDireduksiDenganAsam
Difragtogram Abu CangkangSawit
HasilAnalisaKuantitatif XRD DenganMetoda
Reference Intensity Ratio (RIR) SetelahPenghilanganPengotor
SilikaAmorf Dari Abu CangkangKelapaSawit
DifragtometerXRD SilikaAmorf
HasilKalsinasiSilika
Adsorpsi-DesorpsiIsotherm Nitrogen PadaSuhu300 °C,500°C
700 °Cdan 900 °C
GrafikDistribusiUkuran Pori SilikaSuhu 300 °C, 500°C,700°C
dan 900°C

Universitas Sumatera Utara

22
23
24
26
28
30
31
32
34
36

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran
1.
2.
3.

Judul

Halaman

Data XRD Abu Cangkang Kelapa Sawit
Data XRD Cangkang Kelapa Sawit Setelah Pemurnian
Data Adsopsi Desorpsi Isotherm Nitrogen

47
51
54

Universitas Sumatera Utara