KARAKTERISASI DAN STUDI ADSORPSI LOGAM BERAT OLEH BATU PASIR PULAU BIAWAK YANG DILAPISI BESI OKSIDA Mirna Nurmeilasari (10506040) Pembimbing : Prof. Dr. Buchari

Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi Hasil dan Pembahasan Penutup AGENDA PRESENTASI Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi Hasil dan Pembahasan Penutup

PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Lingkungan Perairan bersih Kemajuan Industri Pencemaran logam berat Adsorben Batu pasir dilapisi Fe2O3 Tujuan 1. Menentukan sifat fisik dan kimia batu pasir asal pulau biawak. 2. Menentukan komposisi optimal dan karakterisasi adsorben hasil sintesis 3. Menentukan kapasitas adsorpsi logam Cr, Cu, dan Zn Latar Belakang

TINJAUAN PUSTAKA Batuan Sedimen Porositas tinggi Jenis beragam Kuarsit Batu Pasir Batuan Sedimen Porositas tinggi Kelimpahan besar Jenis beragam Kuarsit Kalsit Greywacke

Logam Berat Cr Bil oks: +3 dan +6 Limbah industri tekstil, penyamakan kulit, cat, pelapisan logam,& baterai kering. Akibat: iritasi pada hidung, kulit, dan mata kanker pd sistem pernafasan, luka borok bila kontak langsung, Baku mutu : Cr(VI) 0,1mg/L, total Cr 0,5mg/L Cu bil oks : +2 Limbah industri soda kostik, pestisida, & pelapisan logam Akibat :kerusakan medan penglihatan, sirosis hati, iritasi sistem pernafasan. Baku mutu : 2 mg/L Zn Bil oks : 2+ Limbah industri soda kostik, pelapisan logam, & karet. Akibat: mual, muntah, pusing, demam, diare, gangguan sistem pencernaan, kerusakkan sistem imunitas. Baku mutu : 5 mg/L Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor:Kep-51/MENLH/1995

Adsorpsi Suatu peristiwa dimana molekul-molekul dari suatu senyawa (Adsorbat) terikat atau terserap oleh permukaan zat padat (Adsorben). Fisika Kimia Reversibel Tidak reversibel Tidak perlu energi aktifasi Perlu energi aktifasi Lapisan multilayer (Freundlich Isoterm) Lapisan monolayer (Langmuir Isoterm) Saragih: 15-19

Instrumen XRF FTIR SEM SEM-EDX AAS

METODOLOGI Pengambilan Sampel

Diagram Alir Penelitian Pengambilan sampel Preparasi Karakterisasi Sifat fisik Penentuan luas permukaan Iodometri Metilen biru SEM (PPGL), Penentuan massa jenis Sifat kimia XRF(PPGL), FTIR(Kimia-ITB) Pelapisan dengan besi oksida Penentuan komposisi optimal Karakterisasi Hasil Sintesis: SEM EDX (PPGL) Uji kapasitas adsorpsi logam Cr(VI), Cr(III), Cu(II), Zn(II)

HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi menggunakan FTIR Atlas of Infrared Spectroscopy of clay Minerals and Their Admixture; hal 327 Kalsit

Analisis XRF 45,34% hilang pada proses preparasi analisis XRF Oksida Satuan Jumlah Sd Elemen CaO  % 46,240 0,250 Ca 33,060 0,180 MgO 4,950 0,110 Mg 2,980 0,070 Al2O3 1,830 0,770 Al 0,967 0,035 Na2O 0,508 0,068 Na 0,377 0,050 Fe2O3 0,384 0,019 Fe 0,269 0,013 As2O3 0,160 0,023 As 0,121 0,017 SrO 0,159 0,008 Sr 0,134 0,007 Cs2O 0,098 0,036 Cs 0,092 0,034 SiO2 0,060 0,024 Si 0,028 0,011 Ar 0,046 0,014 Cl 0,0089 0,0459 MnO 0,0037 Mn 0,0282 0,0028 SO3 0,0092 Sx 0,0142 P2O5 0,030 0,0081 Px 0,0130 0,0035 ZnO 0,027 0,0033 Zn 0,0220 0,0027 PtO2 0,021 0,0059 Pt 0,0183 0,0051 Rb2O 0,0040 Rb 0,0174 Cr2O3 0,0038 Cr 0,0078 0,0026 Total - 54,663 1,3689 38,2408 0,464 45,34% hilang pada proses preparasi analisis XRF

Uji densitas pasir Sebelum Sesudah Keterangan Suhu Ruang = 26ºC Massa jenis air (26ºC) = 0,9967870 g/mL W1 = berat piknometer kosong = 18,2549 g W2 = berat pasir = 0,5000 g W3 = berat piknometer + aquades dan padatan = 68,4714 g W4 = berat piknometer + aquades = 68,1916 g Sebelum Sesudah

Penentuan Luas permukaan batu pasir Iodometri Molekul kecil < 10Å  Mikropori Metode titrasi 0,8268 m2/g Metilen biru Molekul besar 15Å  Makropori Spektroskopi uv-vis 149,44 mg/g

Metilen biru nmb : mol metilen biru yang teradsorpsi (mol) amb : luas permukaan metilen biru (diketahui = 197,2 Å2) A : bilangan avogadro (6,02x1023 partikel/mol) M : massa pasir (g)

Iodometri IN = iodine number (mg/g) S1 = larutan iodine yang digunakan (ml) N1 = normalitas larutan iodine (mg/l) S2 = larutan natrium tio sulfat yang diperlukan (ml) N2 = normalitas larutan natrium tio sulfat (mg/l) Bm I2 = berat molekul iodine (g/g.mol) fp = perbandingan larutan iod yang digunakan dengan yang dititrasi Ws = berat sampel yang diuji (g)

Pelapisan dengan Besi Oksida Reaksi yang terjadi: 2Fe(NO3)3.9H2O(s)Fe2O3(s)+2N2O5(g)+18H2O(g)

Penentuan komposisi optimal Komposisi (g) Bilangan Iod (mg/g) Pasir Fe(NO3)3.9H2O 20 - 149,44 0,5 150,92 1 152,55 2 152,52 3 152,47

Sebelum Sesudah

SEM-EDX

Penentuan kapasitas adsorpsi logam berat Larutan (ppm) Absorbansi Cu(II) Absorbansi Zn(II) Absorbansi Cr(III) Absorbansi Cr (VI) 2 0,2241 0,1997 0,0565 0,006 4 0,4453 0,4009 0,1366 0,021 6 0,6389 0,5468 0,2048 0,031 8 0,8130 0,62 0,2555 0,04 10 0,9854 0,6736 0,2986 0,048 +batu pasir tanpa besi oksida 0,7615 0,6179 0,257 0,041 +batu pasir dengan besi oksida 0,1091 0,1661 0,1038 0,027

Perhitungan Konsentrasi logam yang tersisa: y = m x + k Abs = m Cs + k Cs = (Abs – k)/m______(ppm) Konsentrasi logam yang teradsorpsi: Cads = Cawal - Cs =10 – Cs ________(ppm) Kapasitas adsorpsi Keterangan: W = Kemampuan Adsorpsi logam (mg/g) C1 = Konsentrasi awal (10 ppm) C2 = Konsentrasi akhir (ppm) V = volume larutan (50 mL) B = Berat pasir (g) Fp =faktor pengenceran (50/5)

C logam yg terserap (ppm) Kapasitas adsorpsi (mg/g) Batu pasir C logam yg tersisa (ppm) C logam yg terserap (ppm) Kapasitas adsorpsi (mg/g) % peningkatan kapasitas adsorpsi Cr(VI) Tanpa Fe2O3 8,29 1,71 0,855 61,40 Dengan Fe2O3 5,57 4,43 2,215 Cr(III) 8,27 1,73 0,865 74,70 3,16 6,84 3,42 Cu(II) 7,48 2,52 1,26 73,25 0,58 9,42 4,71 Zn(II) 8,23 1,77 0,885 81,40 0,48 9,52 4,76

PENUTUP Kesimpulan 1 Karakterisasi sifat kimia batu pasir : jenis mineral kalsit dengan kandungan terbesar Ca 46,24%. Karakterisasi sifat fisik porositas batu pasir tinggi dengan diameter pori sekitar 5-10µm, dan massa jenis 2,3 g/mL 2 Komposisi optimal perbandingan batu pasir dan Fe(NO3)3.9H2O yaitu sebesar 20:1. Karakterisasi adsorben : FeO terlapis dipermukaan batu pasir sebesar 62,79%, massa jenis 1,9 g/mL 3 Peningkatan Kapasitas Adsorpsi : Cr(VI) 61,4%; Cr(III) 74,7%; Cu(II) 73,25% ; dan Zn(II) 81,4%

Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk : menentukan kemampuan adsorpsi pada berbagai logam berat lainnya, menentukan daya regenerasi adsorben, menentukan efisiensi dan kemampuan adsorpsi dalam pengolahan limbah industri.

DAFTAR PUSTAKA Albert Cotton, F. 1989. Kimia Anorganik Dasar.Penerjemah Sahati Suharto, Universitas Indonesia, Jakarta. Barrow, Gordon M. 1996. Physical Chemistry. Sixth Edition. Page 836, 863. USA: McGraw-Hill. Basset, J., Denny R.C., Jeffrey G.H, dan Mendham J. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC, 1994. Bundjali, Bunbun. Diktat Kuliah Kimia Permukaan. Bandung: FMIPA-ITB, 1984. Cantle, J.E. Atomic Absorption Spectrofotometry. New York: Elsevier Scientific Publishing Co., 1982. Chalmers. Polymer Spectroscopy. New York : Wiley-vch, 1989. Day, R.A., dan Underwood. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga, 1994. Harvey, David. “Modern Analytical Chemistry”. Mc Graw Hill.2000.hal 442 – 443. Irwan, Indriyono ES dan Hariyono. PEMAKAIAN FLEX SAND DAN RCS-X DALAM UPAYA MENGATASI PROPPANT FLOWBACK DI LAPANGAN TANJUNG. Yogyakarta : UPN “Veteran” Yogyakarta, 2007. Proceeding Simposium Nasional IATMI. J. D. Ingle, Jr dan S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, Prentice Hall International, Inc., 1988, hal. 513 – 515. Khopkar, S.M. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press, 1990. Hal.238. Nakamoto, Kazuo. Infrared and Raman Spektra of Inorganic Coordination Compounds PartA. Fifth ed. New York: John Wiley and Sons, 2000. Saragih, Sehat Abdi. PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KARBON AKTIF DARI BATU BARA RIAU SEBAGAI ADSORBEN. Thesis, Jakarta: Prodi teknik Mesin, Universitas Indonesia, 2008. Pecsok, Robert L. Modern Method of Chemical Analysis 2nd ed. New York : John Wiley and Sons, 1976, hal. 165-201;267-278. Satpathy, K. and Chaudhuri, M., 1997, Treatment of Cadmium-Plating and Cromium-Plating Wastes by Iron Oxide-Coated Sand, Environ. Sci. Technol, 31 : 1452-1462. Skoog,D,A.’Principles of Instrumental Analysis’. 5rd Ed, Saunders College Publishing, Philadhelpia, 1985. Sontheimer JE, 1985, Activated Carbon for Water Treatment Netherlands, Elsevair, hal. 51-105. Sumerta, I K. P., 2001, Kemampuan Adsorpsi Batu Pasir yang Dilapisi Besi Oksida (Fe2O3) untuk Menurunkan Kadar Pb dalam Larutan, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Denpasar.

terimakasih