Ellsie Viendra P Pembimbing : Prof. Dr. Buchari

Presentasi berjudul: "Ellsie Viendra P Pembimbing : Prof. Dr. Buchari"— Transcript presentasi:

1 Ellsie Viendra P 105 06 076 Pembimbing : Prof. Dr. Buchari
Sintesis Serta Studi Kinerja Solvent Impregnated Resin (SIR) dengan Ligan Pengkelat H2SbBP pada Ekstraksi Ce(III) Menuju Pemisahan Logam Tanah Jarang Monasit Bangka Ellsie Viendra P Pembimbing : Prof. Dr. Buchari

2 Agenda Seminar Latar Belakang Penelitian Tujuan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan Daftar Pustaka

3 LATAR BELAKANG PENELITIAN
Indonesia sebagai negeri yang kaya akan sumber daya alam, salah satunya : mineral monasit. LATAR BELAKANG PENELITIAN

4 MONASIT ± 70% LTJ ± 30% Non-LTJ

5 Kandungan Monasit Bangka
(Jolyon and Ralphy, 2006) Unsur LTJ Komposisi La 23,9% Ce 46,1% Pr 5,05% Nd 17,4% Sm 2,53% Eu 0,05% Gd 2,7% Tb 0,04% Dy 0,69% Y 2,41%

6 Pemanfaatan LTJ Logam Tanah Jarang reaktor nuklir baterai hibrida
Super-konduktor reaktor nuklir baterai hibrida magnet permanen optik kualitas tinggi Industri keramik LCD

7 Harga Jual Pasir mineral Monasit = Rp.800.000,-/ton (Anonimous, 2003)
Nilai Jual Pasir Monasit Rendah Nilai Kandungan LTJ Tinggi Harga Jual Pasir mineral Monasit = Rp ,-/ton (Anonimous, 2003) Daftar harga oksida LTJ komersial (Acros Organic, 2006/2007)

8 Metoda Pemisahan yang Pernah Dilakukan
Ekstraksi Pelarut Kerugian Pemisahan Kurang Optimal Perolehan Kembali mmbutuhkan banyak tahap Keuntungan Laju transfer massa cepat Selektivitas tinggi Kapasitas tinggi

9 Metoda Pemisahan yang Pernah Dilakukan
Resin Penukar Ion Kerugian Selektifitas Ekstraksi relatif Rendah thd LTJ Keuntungan Mudah untuk pemisahan fasa cair/padat Tahapan lebih sederhana Tidak ada pelarut yang hilang

10 Solvent Impregnated Resin (SIR)
Ekstraksi Pelarut Kapasitas tinggi Selektivitas tinggi Laju transfer massa cepat Resin Penukar Ion Tidak ada pelarut yang hilang Tahapan lebih sederhana Mudah untuk pemisahan fasa cair/padat Prnsip pemisahan dengan menggunakan SIR : Ekstraktan sebagai ligan pengkelat logam diamobilisasikan ke dalam resin polimer berpori makro yang tidak memiliki gugus fungsional pengekstraksi. SIR

11 Tujuan Penelitian Melakukan sintesis dan karakterisasi senyawa H2SbBP.
Pembuatan SIR dengan H2SbBP sebagai ligan pengkelat dan Amberlyte XAD-16 sebagai resin amobilator . Menentukan profil optimasi pemisahan dengan menggunakan metoda Solvent Impregnated Resin.

12 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian tugas akhir difokuskan pada : Sintesis ligan pengkelat H2SbBP Karakterisasi H2SbBP Penentuan profil impregnasi maksimum resin XAD-16 terhadap ligan H2SbBP dalam pembuatan SIR. Karakterisasi SIR Optimasi serta penentuan profil penyerapan SIR terhadap Ce(III) menggunakan metoda batch dan colomn. Penentuan kapasitas maksimum SIR dalam mengikat Ce(III).

13 4-sebakoilbis(1-fenil-3-metil-5-pirazolon)
Tinjauan Pustaka Senyawa Asil Pirazolon Memiliki sifat basa Lewis keras Cocok sebagai pengkelat LTJ (bersifat asam Lewis keras) senyawa heterosiklik β-diketon yang dapat membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam Mampu membentuk kompleks yang spesifik tergantung kepada panjang rantai polimetilennya (Reddy, et al., 2000). H2SbBP 4-asil-5-pirazolon 4-sebakoilbis(1-fenil-3-metil-5-pirazolon) n=8

14 Tinjauan Pustaka Proses pemisahan LTJ dengan metoda SIR (SIR Technology-Twente University)

15 Metodologi Penelitian
Penentuan Profil Penyerapan Impregnated Resin Terhadap Ce Ligan H2SbBP FT-IR Larutan Ligan Dicampurkan resin XAD-16 H2SbBP Impregnated resin Standar Ce Dilarutkan dengan kloroform Dilarutkan dengan asam Larutan Standar Ce Optimasi kondisi dengan metoda batch & kolom Ion Ca terikat dalam SIR Penentuan Profil Penyerapan SIR dengan Spektrofotometer UV-Vis Kurva A terhadap λ

16 Metodologi Penelitian
Sintesis Ligan MPP + 40 mL pelarut 1,4-dioksan dipanaskan T ± (40-50)0C. Setelah ± 20 menit, + Ca(OH)2 Dipanaskan ± 10 menit. + Sebakoil klorida tetes demi tetes, + 40 mL 1,4-dioksan. Suhu dinaikan perlahan  ( )0C, pemanasan dilanjutkan  total proses reaksi selama ± 6 jam. dimasukan ke dalam labu leher tiga. Lalu labu leher tiga dirangkaikan pada peralatan refluks, dan

17 Metodologi Penelitian
Sintesis Ligan Hasil sintesis dibiarkan mendingin hingga mencapai suhu ruang. ditambahkan 250 mL HCl 2M ke dalam labu leher tiga, dikocok dengan kuat secara kontinyu selama ± 10 menit, sambil sesekali tutup labu dibuka untuk mengeluarkan gas yang terbentuk. Kristal yang terbentuk disaring dengan buchner, dicuci dengan aqua dm hingga pH netral. kristal dikeringkan dengan menggunakan oven vacum pada suhu 300C.

18 Metodologi Penelitian
Pemurnian Resin Resin Amberlite XAD-16 Dicuci dengan NaOH 2M Dicuci dengang HNO3 2M dicuci dengan aseton - Dikeringkan Butiran Resin Bersih diayak dengan ayakan 30 mesh Resin Bersih 30 mesh

19 Metodologi Penelitian
Penentuan Pengaruh Pelarut terhadap Resin (Swelling) - Direndam selama 2 jam - Disaring - Ditimbang dalam rentang waktu tertentu hingga berat konstan Sejumlah Resin yang telah dimurnikan Botol Vial 2 + aseton teknis

20 Penentuan Kapasitas Penyerapan Ce3+ oleh SIR hasil sintesis
Metodologi Penelitian Pembuatan SIR dan Penentuan Kapasitas Maksimum Penyerapan Ligan oleh Resin SIR dibuat dengan rangkaian perbandingan berat resin dan ligan, dengan cara melarutkan sejumlah berat ligan dengan 2 mL kloroform p.a ke dalam botol vial 10 mL. Masing-masing larutan diaduk dengan sejumlah resin menggunakan alat Shaker dengan kecepatan 150 rpm selama 2 jam. SIR dipisahkan, sisa ligan diukur dengan Spektrofotometer Uv pada panjang gelombang 267,5 nm. Dalam labu takar 10 mL, sejumlah volume tertentu larutan standar 50 ppm ditambah: - 3 tetes indikator fenol merah 0,1% - tetes demi tetes NaOH 0,2 M ungu. - tetes demi tetes HCl 0,03 M  kuning, - 1 mL buffer asetat sehingga pH terjaga pada pH 4,6 - 1 mL alizarinnotS diencerkan hingga 10 mL dengan aqua dm. Larutan didiamkan selama 1 jam agar reaksi pengompleksan berjalan sempurna. Penentuan Kapasitas Penyerapan Ce3+ oleh SIR hasil sintesis

21 Hasil dan Pembahasan

22 Sintesis Ligan

23 Sintesis Ligan H2SbBP 2C10H10N2O + Ca(OH)2 + C10H16O2Cl2 C30H34O4N4
(1-fenil-3-metil-5-pirazolon) Sebakoil klorida 4-sebakoilbis(1-fenil-3-metil-5-pirazolon) 12,3193 g 10,0784 g 6 mL (ρ=1,119g/mL) 0,0707 mol 0,1360 mol 0,0229 mol - = 14,4484 g = 97,2038% TL = C

24 H2SbBP Hasil Sintesis H2SbBP setelah dioven Vacum

25 Hasil Karakterisasi FT-IR :
Identifikasi H2AdBP H2SbBP v(O-H) - 3350 b v(C-H) aromatik 3072 s vas(C=O) karbonil 1631 s 1626 s v(C=C) fenil 1594 s 1592 s Cincin pirazolon 1562 s 1552 s vas (C=C=C) 1498 s v(C=O) 1363 s 1364 s Vibrasi cincin kelat 632 m 508 m 640 m Hasil Karakterisasi FT-IR : -C-H benzen -CH2- CO2 C=O -C=O -C=C fenil Cincin pirazolon -C=C=C- Vibrasi cincin kelat

26 Spektrum H2SbBP SpektrumMPP CO2 -C-H benzen Vibrasi cincin kelat -CH2-
-C=C fenil Cincin pirazolon -C=C=C- Vibrasi cincin kelat Spektrum H2SbBP SpektrumMPP -C-H benzen -CH2- C=O -C=O -C=C fenil Cincin pirazolon -C=C=C-

27 Penentuan Pelarut terabsorpsi dalam Resin
Uji Swelling Resin Amberlyte XAD-16 dengan kloroform w0 Resin = 0,0515 g direndam dalam 1,5 mL kloroform(pa) selama 2 jam. Hasil : w esin setelah direndam = 0,0572 g w kloroform dalam resin = 0,0572-0,0515 = 0,0057 g

28 Penentuan Kapasitas Penyerapan H2SbBP oleh Amberlite XAD-16
Banyaknya ligan yang tidak terimpregnasi ke dalam resin Amberlite XAD-16 ditentukan Spektrofotometer UV-Vis-NIR 3101 PC 267,5 nm

29 Penentuan Kapasitas Penyerapan H2SbBP oleh Amberlite XAD-16
Kurva Standar H2SbBP No. [H2SbBP] (mg/mL) Absorbansi 1 0,0000 0,167 2 0,0004 0,319 3 0,0006 0,463 4 0,0008 0,529 5 0,0010 0,562 6 0,0012 0,641

30 Penentuan Kapasitas Penyerapan H2SbBP oleh Amberlite XAD-16
No. w Resin (g) w Ligan (g) Kloroform Ratio L/R Abs Ligan tersisa H2SbBP terukur (mg/mL) H2SbBP dalam Resin (mg) 1 0,0506 0,0053 2 mL 0,1047 0,0860 0,0003 4,9567 2 0,0507 0,0115 0,2268 0,2590 0,0002 6,1894 3 0,049 0,9684 0,6010 0,0011 8,3754 4 0,0510 0,0758 1,4863 0,9160 0,0019 12,6540 5 0,0502 0,1078 2,1474 0,6140 9,3107 6 0,0509 0,1295 2,5442 1,2360 0,0027 9,3455

31 Penentuan Kapasitas Penyerapan H2SbBP oleh Amberlite XAD-16
Penyerapan maksimum : 12,654 mg H2SbBP / 0,0510 g XAD-16 = 248,1175 mg H2SbBP / g XAD-16 = 2, g H2SbBP / g XAD-16

32 Karakterisasi SIR

33 Penentuan Profil Pengikatan Ce3+ oleh SIR
Kurva Standard Kompleks Ce(III)-Alizarinnot.S No. [Ce(III)] (ppm) A1 (532 nm) A2 (532 nm) A rata-rata 1 0,061 0,059 0,0600 2 0,065 0,063 0,0640 3 4 0,132 0,118 0,1250 8 0,256 0,27 0,2630 5 12 0,402 0,431 0,4165

34 Penentuan Profil Pengikatan Ce3+ oleh SIR
Kurva Variasi [Ce] No. W SIR ppm Ce Absorbansi [Ce](aq) (ppm) Ce(aq) (mg) Ce(SIR) (mg) Ce-SIR (mg/g) D Log D 3 0,2001 4 0,027 0,6667 0,0222 0,0098 0,1599 0,8333 -0,0792 0,1997 8 0,0285 0,7121 0,0237 0,0403 0,3205 0,9110 -0,0405 5 0,2011 12 0,0368 0,9636 0,0321 0,0639 0,4774 0,9197 -0,0364 6 0,202 16 0,0364 0,9515 0,0317 0,0963 0,6337 0,9405 -0,0266

35 Penentuan Profil Pengikatan Ce3+ oleh SIR
Kurva Variasi [Ce]

36 Penentuan Kondisi Optimum Pengikatan Ce3+ oleh SIR
Optimasi pH dengan metode batch pH optimum : 2,52

37 Penentuan Kapasitas SIR terhadap Ce(III)
Menggunakan metoda kolom dengan laju alir 1,5 mL/menit Elusi Ke- Elusi 25 ppm Ce (mL) Total mL elusi Ce Abs 1 Abs2 Abs Rata-rata Ce (aq) (mg) Ce(SIR) 1 2,5 0,0106 0,0096 0,0101 0,0038 0,0587 2 5 0,0126 0,0051 0,1162 3 7,5 0,018 0,019 0,0185 0,0189 0,1597 4 10 0,015 0,014 0,0145 0,0169 0,2053 13 0,169 0,166 0,1675 0,0739 0,2064 6 16 0,181 0,178 0,1795 0,0793 0,2021 7 19 0,2033

38 Penentuan Kapasitas SIR terhadap Ce(III)
Menggunakan metoda kolom dengan laju alir 1,5 mL/menit kapasitas pengikatan Ce oleh SIR d dengan ligan pengkelat H2SbBP = 0,2033 mg Ce / 0,4994 g SIR = 0,4071 mg Ce/ g SIR

39 Kesimpulan Ligan H­2SbBP telah berhasil disintesis dengan memberikan warna coklat muda, rendemen hasil pemurnian sebesar 97,2 %, titik leleh C, larut baik dalam kloroform, serta hasil karakterisasi dengan FT-IR menunjukan karakeristik senyawa pirazolon dan cincin pengkelat. Kapasitas penyerapan ligan hasil sintesis oleh XAD-16 sebesar 248,12 mg/g resin. Dibandingkan metoda batch, pengikatan ion Ce3+ menggunakan metoda kolom memberikan kinerja yang lebih baik, dengan kondisi laju alir 1,5 mL/menit. pH optimum 2,52. Kapasitas penyerapan ion Ce3+ oleh SIR-H2SbBP hasil sintesis pada kondisi optimum ialah sebesar 0,4071 mg/g SIR.

40 Daftar Pustaka E. Metwally., (2005), Extraction and Separation of Uranium (VI) and Thorium (IV) Using Tri-n-dodecylamine Impregnated Resins. Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, Vol. 6, No.2, pp , 2005 Mari, E.V., Carlos, A.S., Alcidio.A., (2004), Sequential separation of the yttrium-heavy rare earths by fractional precipitation, J ournal of Alloys and Compounds, 374, Aminudin. S., (2002), Disertasi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Amri. M., (2004), Skripsi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Puspitawati. Ferra., (2007), Skripsi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Guan, Y. and X. Y. Wu, (1990), The theory and application of solvent impregnated resins, Ion Exch. Adsorp., 6, 60-67 Heyes, S. (1998). Lanthanides & Actinides. lanthact.htm. Khaldun, Ibnu., (2009), Disertasi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Rohiman, Asep., (2008), Skripsi, Institu Teknologi Bandung, Bandung. Uzoukwu, B.A., Gloe, K., Suddeck, H., (1998). Metal(II) Complexes of 4-Acylbis(Pyrazolone-5): Synthesis and Spectroscopic Studies. J. SYNTH. REACT. INORG. MET.-ORG. CHEM., 28(2), (1998). Delvy., (2009), Skripsi, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Jalaludin, Mohamad., (2009), Skripsi, Institut Teknologi Bandung. Flett, 1977; Tavlaride et al., 1987; Warshawsky, 1981 diakses tanggal 11 Agustus 2009 diakses tanggal 21 Januari 201