KARAKTERISASI DAN MODIFIKASI ZEOLIT ALAM

SEBAGAI BAHAN MEDIA PENDETEKSI STUDI

KASUS: KROMIUM HEKSAVALEN

ZULHAN ARIF

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER

INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakterisasi dan Modifikasi

Zeolit Alam sebagai Bahan Media Pendeteksi. Studi Kasus: Kromium Heksavalen

adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan

dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan oleh

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir tesis ini.

Bogor, September 2011

Zulhan Arif

NIM G451070091

ABSTRACT

ZULHAN ARIF. Characterization and Modification of Natural Zeolites as

Media Material Detection, Case Studies: Hexavalent Chromium. Under direction

LATIFAH K DARUSMAN, ETI ROHAETI, and ZAENAL ABIDIN.

Zeolites are widely used for various agricultural applications and industrial

catalysts. An abundant amount of natural zeolite has not been widely utilized. So

this study aims to characterize and to modify surface of natural zeolite samples

from Indonesia. The zeolite samples contain some impurities, chraracterized by

X-ray diffraction (XRD) pattern. Acid and alkaline modification do not alter the

structure of the the zeolite significantly, for samples from Bayah and Cikalong.

Modification both samples using barium cation do not increase the adsorption

capacity of Cr(VI), although adsorption of barium cation occurs on to zeolite

surface. Surface modification using iron ion yield significant adsorption of anion

Cr (VI) on to the zeolite. This is characterized by the change of XRD peak

patterns

Keyword: natural zeolite, CEC, surface modification, adsorption

RINGKASAN

ZULHAN ARIF. Karakterisasi dan Modifikasi Zeolit Alam sebagai Bahan

Media Pendeteksi. Studi Kasus : Kromium heksavalen dibimbing oleh LATIFAH

K . DARUSMAN, ETI ROHAETI dan ZAENAL ABIDIN.

Zeolit adalah mineral mikroporous yang terbentuk dari abu gunung berapi

dan garam laut selama jutaan tahun dan terdapat dalam jumlah yang melimpah

dihampir semua belahan bumi. Zeolit sendiri juga terdapat di indonesia, karena

keadaan alam indonesia yang sangat kaya akan gunung berapi, yang merupakan

sumber utama abu vulkanik yang mengalami transformasi menjadi zeolit alam.

Pemanfaatan zeolit yang paling besar adalah untuk proses penjerapan, yaitu

sebagai adsorben disebabkan sifat dari jerapan zeolit yang merupakan kombinasi

dari pertukaran ion dan penyaring molekul yang dapat di modifikasi. Salah satu

proses penjerapan pencemar yang sering dilakukan adalah terhadap senyawa

pencemar kromium.

Penggunaan kromium yang luas memicu terjadinya pencemaran yang

diakibatkan oleh limbah kromium. Kromium yang dapat mencemari adalah

kromium dengan spesi kromium trivalen Cr(III) dan spesi kromium heksavalen

Cr(VI). Penghilangan kromium selalu dihadapkan pada kendala adanya dua

bentuk spesi krom yang terjadi. Tahapan penghilangan spesi kromium apapun

harus didahului dengan proses deteksi keberadaan jenis spesi kromium agar

proses pemisahan kromium yang akan dilakukan berjalan dengan baik. Beragam

cara spesiasi telah dilakukan antara lain dengan menggunakan cara elektrokimia,

spektrofotometri, kromatografi, spektroskopi massa, spektrometri serapan atom,

dan jerapan fase padat.

Tujuan penelitian untuk mendapatkan karakter dan permukaan zeolit yang

termodifikasi dari zeolit alam asal Indonesia. Contoh zeolit yang digunakan

berasal dari Lampung (LPG), Bayah Banten (BYH), Demak Jawa Tengah

(DMK), dan Cikalong Tasikmalaya Jawa Barat (CLG). Zeolit Cikalong dan

Demak merupakan tipe zeolit dengan unsur penyusun dominan mordenit,

sedangkan zeolit Bayah dan Lampung merupakan zeolit klinoptilolit.

Hasil penentuan kapasitas kation menunjukkan bahwa KTK zeolit alam

Cikalong sebesar 65 cmol/kg, Bayah sebesar 48 cmol/kg, Demak 55 cmol/kg, dan

lampung 44 cmol/kg. Semakin tinggi suhu yang digunakan untuk proses

perlakuan maka nilai KTK akan berubah, naik atau turun menyesuaikan dengan

jenis lingkungan perlakuan tersebut. Perlakuan yang melibatkan asam akan

menyebabkan proses dealuminasi yang semakin kuat dengan naiknya suhu yang

digunakan, sedangkan perlakuan yang melibatkan basa akan menghasilkan

pembentukan senyawa silikat yang ada di permukaan zeolit. Perbedaan reaksi

yang mendasari pada perlakuan asam dan basa akan menghasilkan perbedaan nilai

KTK dan perubahan pada masing-masing perlakuan.

Analisis XRD dari zeolit yang termodifikasi barium menghasilkan

perubahan puncak-puncak difraktogram yang signifikan, baik jumlah puncak atau

intesitas dari puncak. Zeolit sintetik yang telah termodifikasi oleh barium akan

menghasilkan puncak dengan jumlah yang lebih sedikit dan intensitas yang lebih

rendah. Perubahan pada puncak-puncak ini diakivatkan karena struktur dari zeolit

yang mengadsorpsi barium sedikit banyak berubah. Kation-kation yang

sebelumnya berada di pori-pori zeolit digantikan oleh barium.

Penggantian ini akan menyebabkan terjadinya perubahan yang signifikan

terhadap sudut-sudut datang dari suatu sinar XRD akan berubah dengan adanya

barium yang teradsorpsi dan menggantikan kation yang ada di zeolit awal.

Perubahan ini akan mempengaruhi sudut penghamburan kristal dari yang terjadi,

sehingga intesitas dan puncak akan semakin turun atau berubah.

Pengubahan dengan ion besi hidroksida ternyata mampu menunjukkan

adanya serapan yang signfikan terhadap penyerapan kromium heksavalen.

Pengubahan tersebut dilakukan dengan kondisi kisaran pH sekitar 3. Hasil analisis

XRD menunjukkan bahwa besi terjerap di permukaan zeolit yang ditunjukkan

dengan adanya perubahan intensitas puncak-puncak serapan dari XRD. Hasil

percobaan untuk adsoprsi dengan kromium heksavalaen menunjukkan adanya

sebgain besi yang terjerap dengan tidak adaknya warna yang muncul ketika

larutan hasil jerapan diuji dengan menggunakan larutan DPC. Tingkat efektivitas

jerapan dilakukan dengan menggunakan besi menujukkan bahwa zeolit alam yang

telah diperlakukan dengan asam ternyata dapat menjerap kromium heksavalaen

lebih baik bila dibandingkan dengan yang diperlakukan dengan basa.

Reaksi yang mendasari pembentukan warna ini adalah adanya proses reduksi

kromium heksavalen menjadi kromium trivalent dan oksidasi difenilkarbazida

(DPC) menjadi difenilkarbazone (DPCO) seperti reaksi di bawah. Kompleks yang

terbentuk antara DPCO dengan kromium trivalent ini yang akan menjadikan

kompleks berwarna merah keunguan. Pembentukan warna DPC pada larutan

kromium heksavalen akan dimulai dari konsentrasi 0,9708 M dan dengan kondisi

pH minimum pada pH 4.

Perlakuan asam dan basa serta suhu pada zeolit alam tidak banyak

mengubah struktur contoh zeolit alam. Penentuan nilai KTK zeolit alam Cikalong

menghasilkan nilai KTK sebesar 65 cmol/kg, sedangkan contoh dari Bayah

menghasilkan 48 cmol/kg. Perlakuan asam menurunkan nilai KTK, sedangkan

perlakuan basa meningkatkan nilai KTK. Peningkatan tersebut sebanding dengan

konsentrasi dan suhu yang digunakan dan dipengaruhi asal contoh. Modifikasi

permukaan dengan kation barium menunjukkan adanya adsorpsi barium yang

ditunjukkan oleh perubahan difraksi sinar X, sedangkan adsorpsi kromium tidak

terjadi. Modifikasi permukaan dengan kation besi mengubah permukaan zeolit

menjadi bermuatan positif dan menunjukan kemampuan menjerap kromium

heksavalen dengan kemampuan lebih baik dari zeolit sintetik yang termodifikasi

besi.

Keyword: zeolit alam, kromium heksavalen, adsorpsi, XRD, Kapasitas Tukar

Kation

© Hak Cipta Milik IPB, tahun 2010

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagain atau seluruhnya karya tulis ini tapa mencantumkan

atau menyebutkan sumber. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

yang wajar IPB

Dilarang mengumumkan dan mempernbanyak sebagaina atau seluruh karya tulis

dalam bentuk laporan apapun tanpa izin IPB.

KARAKTERISASI DAN MODIFIKASI ZEOLIT ALAM

SEBAGAI BAHAN MEDIA PENDETEKSI STUDI

KASUS: KROMIUM HEKSAVALEN

ZULHAN ARIF

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains pada

Program Studi Kimia

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Dyah Iswantini P, M.Agr.

Judul Tesis : Karakterisasi dan Modifikasi Zeolit Alam sebagai Bahan Media

Pendeteksi. Studi Kasus : Kromium heksavalen

Nama : Zulhan Arif

NIM : G451070091

Disetujui

Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Latifah K Darusman, MS

Ketua

Dr. Eti Rohaeti, MS Dr. Zaenal Abidin, S.Si.

Anggota Anggota

Mengetahui

Ketua Program Studi Kimia Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Purwantiningsih Sugita, MS Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Se.Agr

Tanggal Ujian: Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya

sehingga karya tulis ini berhasil disusun. Penelitian ini bertema tentang aplikasi

mineral dengan jenis zeolit untuk deteksi senyawa kromium.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Latifah K Darusman, MS,

Dr. Eti Rohaeti, MS, dan Dr Zaenal Abidin, SSi, selaku komisi pembimbing.

Terima kasih juga diucapakan kepada Dr. Teruo Henmi dan Dr. Naoto Matsue,

dari Laboratory of Applied Chemistry for Environmental Industry, Faculty of

Agriculture, Ehime University, Matsuyama, Jepang serta seluruh Keluarga

Laboratorium Analitik atas bantuan saran dan masukan. Ungkapan terima kasih

juga disampaikan kepada kedua orang tua dan keluarga penulis atas doa, kasih

sayang, dan dorongan semangatnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat

Bogor, September 2011

Zulhan Arif

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Blitar tanggal 21 Februari 1982 dari ayah Imam

Sholikhin dan ibu Islamiyah. Penulis merupakan putra pertama dari dua

bersaudara.

Tahun 2000 Penulis Lulus dari SMU N 1 Srengat Kabupaten Blitar dan

pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi

Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Penulis Lulus dari Departemen Kimia FMIPA IPB Tahun 2006 dan pada

tahun 2007 Penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan di Magister Sains

Program Studi Kimia Sekolah Pasacasarjan IPB. Penulis bekerja sebagai Staf

Pengajar di Departemen Kimia FMIPA IPB dari tahun 2006. Penulis ikut sebagai

anggota Himpunan Kimia Indonesia.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiv

PENDAHULUAN

Latar Belakang ....................................................................................... 1

Tujuan .................................................................................................... 2

TINJAUAN PUSTAKA

Zeolit Alam ........................................................................................... 3

Struktur dan Sifat Zeolit ........................................................................ 5

Zeolit Termodifikasi ............................................................................... 6

Nano Zeolit ............................................................................................ 7

Kromium ................................................................................................ 8

Spesiasi Kromium .................................................................................. 8

BAHAN DAN METODE

Tempat dan waktu Penelitian.................................................................. 10

Bahan dan Alat ...................................................................................... 10

Prosedur Penelitian ................................................................................ 10

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preparasi Contoh ..................................................................................... 15

Analisis Unsur zeolit alam ..................................................................... 15

Perlakuan Asam dan Basa ..................................................................... 16

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK) ............................................ 20

Modifikasi Barium .................................................................................. 23

Modifikasi Besi ...................................................................................... 26

Uji DPC ................................................................................................. 29

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan ................................................................................................ 31

Saran ...................................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 32

LAMPIRAN .................................................................................................... 36

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Nilai KTK beberapa contoh zeolit alam........................................................ 16

2 Analisis unsur zeolit alam Cikalong ............................................................. 16

3 Analisis unsur zeolit alam Bayah .................................................................. 17

4 KTK hasil perlakuan dengan asam ............................................................... 22

5 KTK hasil perlakuan dengan basa………………………………………….. 22

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Comtoh zeolit alam dari Bayah Banten ........................................................ 4

2 Struktur zeolit klipnotilolit ............................................................................ 6

3 Struktur zeolit mordenit ................................................................................ 6

4 Pola difraktogram contoh zeolit dari Bayah (atas) dan Cikalong (bawah)

dengan perlakuan asam dan basa. ................................................................ 17

5 Perlakuan asam (a) dan basa (b) pada zeolit Cikalong dengan suhu yang

semakin tinggi ............................................................................................. 18

6 Perlakuan asam (a) dan basa (b) pada zeolit Bayah dengan suhu yang

semakin tinggi ............................................................................................. 19

7 Perubahan puncak akibat perlakuan suhu pada 100°C ................................. 19

8 Penentuan KTK dengan perlakuan Asam (CLG: Cikalong; BYH: Bayah) .. 21

9 Penentuan KTK dengan perlakuan asam dan basa ...................................... 21

10 Hasil modifikasi Ba pada contoh Cikalong (a1 contoh awal; a2

termodifikasi) dan Bayah (b1 contoh awal; b2 termodifikasi) ................ 23

11 Zeolit sintetik termodifikasi kation Ba ....................................................... 24

12 Pembentukan warna DPC pada kromium heksavalen

(DPC 0.5 % b/b)…………………………………………………….......... 25

13 Uji adsorpsi larutan Cr(VI) pada zeolit barium (mod: termodifikasi;

unmod: tanpa modifikasi; BYH:Bayah; CLG: Cikalong; A4: zeolit

A4; X: zeolit X) ........................................................................................ 26

14 Hasil modifikasi ion Fe pada contoh Cikalong (a1 contoh awal; a2

termodifikasi) dan Bayah (b1 contoh awal; b2 termodifikasi) ................ 27

15 Uji penjerapan larutan Cr(VI) pada zeolit besi .......................................... 27

16 Profil adsorpsi anion Cr(VI) Cikalong (CLG-NC) dan Bayah (BYH-

NC) ............................................................................................................ 28

17 Isoterm Langmuir adsorpsi Cr(VI) pada zeolit termodifikasi besi dan

tidak termodifikasi besi ............................................................................. 29

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 37

2 Difraktogram beberapa contoh zeolit alam.................................................... 37

3 Difraktogram pembanding mordenit (Treacy and Higgins 2001)…………. 38

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Zeolit adalah mineral mikroporous yang terbentuk dari abu gunung berapi

dan garam laut selama jutaan tahun dan terdapat dalam jumlah yang melimpah

dihampir semua belahan bumi. Zeolit sendiri juga terdapat di indonesia, karena

keadaan alam indonesia yang sangat kaya akan gunung berapi, yang merupakan

sumber utama abu vulkanik yang mengalami transformasi menjadi zeolit alam

(Handoko 2002, Kazemian et al. 2003, Ulfah et al. 2006).

Zeolit tersebar luas penggunaannya di industri sebagai katalisis, jerapan, dan

aplikasi pemisahan. Sifat zeolit yang mendukung kemampuan ini adalah aktivitas

yang baik, kemampuan selektivitas, dan stabilitas struktur. Walaupun demikian,

material berpori alami mempunyai keterbatasan yang berkaitan dengan ukuran

pori yang sangat kecil dan distribusinya pada zeolit. Pemanfaatan zeolit yang

paling besar adalah untuk proses penjerapan, yaitu sebagai adsorben disebabkan

sifat dari jerapan zeolit yang merupakan kombinasi dari pertukaran ion dan

penyaring molekul yang dapat di modifikasi. Salah satu proses penjerapan

pencemar yang sering dilakukan adalah terhadap senyawa pencemar kromium

(Mumpton 1999, Motsi et al. 2009).

Kromium merupakan logam berat dengan kelimpahan pada urutan ketujuh.

Produksi kromium dunia berada pada tingkatan 107 ton tiap tahun. Sebanyak 60-

70% dari produksi ini digunakan untuk paduan logam pada baja tahan karat, 15%

digunakan oleh industri kimia untuk untuk penyamakan kulit, pigmen, dan

elektroplating (Vernay et al. 2008).

Penggunaan kromium yang luas memicu terjadinya pencemaran yang

diakibatkan oleh limbah kromium. Kromium yang dapat mencemari adalah

kromium dengan spesi kromium trivalen Cr(III) dan spesi kromium heksavalen

Cr(VI). Kromium (III) merupakan unsur yang banyak digunakan untuk

penyamakan kulit. Kromium (III) juga berfungsi untuk metabolisme khususnya

regulasi metabolisme glukosa dalam tubuh. Kondisi lingkungan yang berubah

dapat mengakibatkan perubahan kromium trivalen menjadi kromium heksavalen.

2

Kromium heksavalen merupakan bentuk lain spesi kromium yang bersifat toksik

karsinogenik (Kalidhasan et al. 2009, Hosseini & Belador 2009).

Sifat karsinogenik dan toksik kromium heksavalen menyebabkan adanya

pembatasan yang ketat akan keberadaan spesi ini. Ambang batas kromium yang

diperbolehkan dalam air minum maksimum sebesar 0,05 mg/l, kandungan

maksimum di udara sebesar 0,1 mg/m3. Kadar kromium yang diperbolehkan di

lingkungan air tanah, limbah buangan umum, dan perairan pantai masing-masing

adalah 0,1; 2,0; dan 1,0 mg/l (Jain et al. 2009, Memon et al. 2009),

Penghilangan kromium selalu dihadapkan pada kendala adanya dua bentuk

spesi krom yang terjadi. Tahapan penghilangan spesi kromium apapun harus

didahului dengan proses deteksi keberadaan jenis spesi kromium agar proses

pemisahan kromium yang akan dilakukan berjalan dengan baik. Beragam cara

spesiasi telah dilakukan antara lain dengan menggunakan cara elektrokimia,

spektrofotometri, kromatografi, spektroskopi massa, spektrometri serapan atom,

dan jerapan fase padat (Narin et al. 2006).

Penggunaan metode deteksi dan spesiasi Cr(III) dan Cr (VI) dengan

memanfaatkan elektrode zeolit alam termodifikasi sampai saat ini belum

dilakukan. Sehingga diperlukan suatu pemahaman tentang spesiasi senyawa

kromium dengan memanfaatkan elektrode zeolit alam termodifikasi.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh karakter dan permukaan zeolit

yang termodifikasi dari zeolit alam asal Indonesia.

3

TINJAUAN PUSTAKA

Zeolit Alam

Zeolit merupakan mineral yang ditemukan oleh ahli mineral Swedia,

Freiherr Axel Fredrick Crondstedt pada tahun 1756 di tambang tembaga Svappari,

Lappmark, Swedia. Zeolit secara harfiah berasal dari kata yunani “zein” yang

berarti mendidihkan dan “lithos” yang berarti batu atau di sebut juga batu

mendidih. Nama ini diturunkan dari sifat mineral zeolit yang berbuih ketika

dipanaskan di dalam pipa. Penemuan zeolit tersebut segera diketahui dan akhirnya

dapat diketahui bahwa zeolit merupakan unsur yang terdapat di mana-mana di

formasi batuan basalt dan traprock (Sand & Mumpton 1978).

Mineral zeolit terdapat di berbagai jenis batuan, baik umur atau pun latar

belakang kondisi geologi dan hidrologi. Secara umum tipe-tipe kejadian dapat di

bagi menjadi 6 kategori, (1) zeolit garam alkali danau, (2) zeolit garam alkali

tanah dan permukaan, (3) zeolit sedimentasi laut, (4) zeolit perkolasi air di sistem

hidrologi terbuka, (5) pengubahan hidrotermal, dan (6) metamorfosis di lapisan

dalam bumi. Zeolit garam danau alkali merupakan zeolit dengan kelimpahan yang

sangat banyak.

Zeolit merupakan mineral yang banyak terdapat di Indonesia dengan jenis

yang beragam dan sebaran keberadaan yang luas di Indonesia. Zeolit alam ini

tersebar di beberapa daerah dengan topografi berbukit-bukit di Sumatera, Jawa,

Kalimantan, sampai ke Sulawesi. Deposit zeolit di Jawa Barat dan Banten

terdapat di Kabupaten Lebak Propinsi Banten, Kabupaten Bogor, dan Kabupaten

Tasikmalaya. Zeolit di Kabupaten Lebak dapat dijumpai di daerah Kecamatan

Bayah, di daerah Rancapasung Desa Pasir Gombong. Keterdapatan zeolit di

Kabupaten Bogor terdapat di Kecamatan Nanggung khususnya daerah Desa

Nanggung. Keterdapatan zeolit di Sukabumi di daerah kecamtan Cikembar-

Cilember. Keterdapatan zeolit di daerah Tasikmalaya ada di kecamatan Cipatujah

dan kecamatan Cikalong Tasikmalaya (Eddy 2007). Contoh bongkahan zeolit

alam di lokasi penambangan dapat dilihat di Gambar 1.

4

Gambar 1 Contoh zeolit alam dari Bayah Banten.

Kelimpahan zeolit sendiri merupakan angka yang masih dalam skala

perkiraan. Ketidaktersediaan data secara komprehensif belum tersedia karena

produksi zeolit banyak yang diusahakan secara tradisional. Pemanfaatan zeolit

masih bersifat pemanfaatan dalam skala hulu artinya hanya pemanfaatan yang

bersifat produk bahan mentah atau setengah jadi. Produksi zeolit secara umum

sampai pada tahun 2003 adalah diperkirakan 60 000 ton/tahun (TEKMIRA 2009).

Jumlah perkiraan deposit zeolit di Kecamatan Bayah Lebak Banten sekitar 123

juta ton (Murpik 2010). Deposit zeolit di Cikalong Tasikmalaya Jawa Barat

sekitar 6 juta ton (Eddy 2007).

Jumlah perkiraan deposit zeolit di Kecamatan Bayah Lebak Banten sekitar

123 juta ton (Murpik 2010), sedangkan di Kecamatan Nanggung Kabupaten

Bogor sekitar 25 juta ton (PPTM 1997). Deposit zeolit di Kecamatan Cikembar

Kabupaten Sukabumi sekitar 24 juta ton. Deposit zeolit di Kecamatan Cipatujah

dan Cikalong Kabupaten Tasikmalaya masing-masing sekitar 4 dan 6 juta ton

(Eddy 2007).

Jenis-jenis zeolit alam yang ada di Indonesia secara umum merupakan zeolit

dengan jenis mordenit dan klipnoptilolit. Zeolit yang berasal dari Bayah,

Nanggung, Cipatujah dan Cikalong merupakan zeolit dengan jenis mordenit dan

klinoptilolit, sedangkan zeolit dari daerah Cikembar merupakan zeolit dengan

5

unsur dominan klinoptilolit. Jenis mineral lain juga terdapat dalam deposit zeolit

yang ada di indonesia, seperti plagioklas, kuarsa, kaolinit, montmorilonit,

kristobalit, kaolinit, mika/glass, kwarsa, dan oksida besi (PPTM 1997).

Keberagaman asal dan unsur penyusun atau campuran dari jenis-jenis zeolit

yang ada di Indonesia berpengaruh terhadap kualitas zeolit alam Indonesia.

Banyaknya unsur penyusun zeolit alam merupakan suatu kerugian dan suatu

kelebihan. Kerugian yang terjadi adalah adanya beberapa unsur yang saling

tercampur sehingga menyulitkan karakterisasi dan sifat-sifat yang muncul lebih

sulit untuk diduga. Sedangkan kelebihan yang didapatkan adalah dengan adanya

beberapa senyawa yang saling bergabung dimungkinkan terjadinya efek sinergis

sehingga tahan terhadap perubahan lingkungan zeolit tempat tersebut berada,

seperti panas dan asam atau basa.

Struktur dan Sifat Zeolit

Zeolit merupakan senyawa kimia dengan rumus umum

M2/nO.Al2O3.x(SiO2).yH2O. Senyawa ini merupakan suatu senyawa alumino-

silikat terhidrasi, dengan unsur utama unsur alkali dan alkali tanah. M adalah

unsur logam yang merupakan logam alkali atau alkali tanah, n merupakan valensi

kation yang logam, x merupakan suatu bilangan 2-10, dan y merupakan suatu

bilangan 2-7. Molekul air dapat terjerap pada struktur kristal zeolit tersebut

sehingga lazim zeolit di jumpai dengan mengandung air kristal dan disebut

dengan zeolit terhidrasi. Kandungan air dalam zeolit berkisar sekitar 1-35%.

Perbandingan antara atom Si dan Al akan menghasilkan banyak variasi zeolit.

Jumlah zeolit yang telah terdeteksi lebih dari 50 jenis (PPTM 1997).

Jenis-jenis zeolit yang umum di temukan adalah analsim

Na16(Al16Si32O96).16H2O, kabasit (Na2,Ca)6(Al12Si24O72).40H2O, klinoptilotit

(Na4K4)(Al8Si40O96).24H2O, erionit (Na,Ca5K)(Al9Si27O72).27H2O ferrierit

(Na2Mg2)(Al6Si30O72).18H2O, heulandit Ca4(Al8Si28O72).24H2O, laumonit

Ca(Al8Si16O48).16H2O, mordenit Na8(Al8Si40O96).24H2O, filipsit

(Na,K)10(Al10Si22O64).20H2O, natrolit Na4(Al4Si6O20).4H2O, dan wairakit

Ca(Al2Si4O12).12H2O. Jenis yang paling umum dijumpai di Indonesia adalah jenis

klinoptilolit dan mordenit (PPTM 1997)

6

Atom Si dan Al dapat menyusun struktur zeolit dan dapat bertukar tempat

antar atom dengan bebas. Bentuk ini disebut dengan Struktur klinoptilolit dapat

dilihat di Gambar 2. Struktur zeolit dengan jenis mordenit dapat dilihat di Gambar

3.

Gambar 2 Struktur klipnotilolit; merah: Si atau Al putih: oksigen

Gambar 3 Struktur zeolit mordenit

Zeolit Termodifikasi

Zeolit merupakan mineral dengan gugusan alumina dan silika yang saling

bertaut silang melalui pengikatan atom oksigen dengan ukuran pori sekitar 2-4

nm. Karakter permukaan zeolit dapat diubah sifatnya dengan melakukan proses

modifikasi permukaan dengan menggunakan berbagai teknik. Cara yang dapat

dilakukan adalah dengan memodifikasi pada permukaan dengan menggunakan

7

senyawa seperti asam untuk membersihkan pori dari logam yang terjerap dan

penambahan gugus yang lainnya. Pengubahan permukaan juga dapat dilakukan

secara fisika utuk mengubah ukuran pori-pori permukaan. Tujuan dari

pengubahan permukaan adalah untuk mendapatkan sifat yang diinginkan dari

suatu zeolit seperti kemampuan interaksi dengan senyawa lain, perubahan ukuran

pori, kemampuan adsorpsi terhadap adsorbat tertentu, dan berbagai hal lainnya

(Mockovčiakovă 2008).

Modifikasi permukaan zeolit untuk keperluan sebagai elektrode diawali

pada tahun 1980 dan dikenal dengan nama CME (chemically modified electrode).

Elektrode zeolit termodifikasi dikenal dengan istilah ZME (zeolite modified

electrode). Walcarius (1999) menyebutkan pemanfaatan elektrode zeolit

termodifikasi dilakukan melaluli empat cara yaitu: dispersi zeolit di suatu matriks

padat, pemampatan zeolit di subtstrat konduktif, pelapisan zeolit dengan bentuk

lapis tipis di permukaan elektrode padat, dan ikatan kovalen zeolit dengan lapisan

permukaan elektrode.

ZME memanfaatkan kapasitas tukar ion dari zeolit dan juga selektivitas

molekuler zeolit (ukuran, bentuk, muatan). Sifat yang menguntungkan dari zeolit

ini yang dimanfaatkan untuk pengembangan sensor dengan memanfaatkan ZME.

Pemanfaatan ZME selain untuk kepentingan deteksi spesi anorganik juga untuk

spesi organik seperti gula, hebisida, surfaktan, neurotransmiter, dan senyawa

bahan obat. Pengembangan selanjutnya bisa dilgunakan untuk pengembangan

biosensor (Valdes et al. 2006).

Nano Zeolit

Nano zeolit merupakan senyawa yang dimanfaatkan karena peningkatan

kinerja dari adanya pori yang lebih teratur. Pemanfaatan ini didasarkan pada

kemampuan molekul untuk masuk ke permukaan bagian dalam nano zeolit yang

akan meningkatkan kemampuan katalitik dari zeolit tersebut. Kemampuan dari

nano zeolit ini dapat di tingkatkan lagi dengan cara memodifikasi permukaan

zeolit dengan beberapa gugus fungsi sehinga menjadi lebih selektif terhadap

reaktan yang beriteraksi dengan permukaan (Bauer et al. 2007). Kugbe et al.

8

(2009) melaporkan nano komposit zeolit-geotit hasil sintesis merupakan komposit

dengan sifat adsorben yang sangat baik.

Senyawaan nano zeolit dengan dimensi kurang dari 100 nm mempunyai

konduktivitas proton yang tinggi bila nisbah Si/Al mempunyai nilai rendah. Cara

yang dapat dilakukan untuk menurunkan rasio Si/Al menjadi rendah adalah

dengan menaikkan kandungan Al atau menurunkan kandungan Si (Frisch et al.

2009)

Kromium

Kromium merupakan unsur nomor 24 dalam sistem periodik dan termasuk

ke dalam golongan logam transisi. Keberadaan kromium di lingkungan bisa

berada dalam berbagai tingkat bilangan oksidasi. Bentuk yang paling stabil adalah

bentuk trivalen (Cr(III)) dan heksavalen (Cr(VI)). Kromium heksavalen

merupakan suatu oksidator kuat yang cenderung stabil bila berada di lingkungan

asam. Kromium trivalen lebih stabil bila berada di lingkungan yang cenderung

netral. Perbedaan bilangan oksidasi dari dua spesi kromium tersebut telah

menyebabkan sifat keduanya berbeda. Sifat toksik kromium akan sangat dominan

bila berada di bentuk heksavalen (Cervantes et al. 2001).

Menurut Robless-Camacho & Armienta (2000) tingkat toksisitas kromium

heksavalen 100-1000 lebih beracun dari pada kromium trivalen. Keracunan akibat

mengkonsumsi air yang mengandung kromium heksavalen dapat menyebabkan

penyakit usus, lambung, dan hati. Kromium heksavalen juga diketahui merupakan

senyawa genotoksik dan sitotoksik untuk sel-sel eukariot dan bakteri. Wang

(1999) menyatakan bahwa kromium adalah senyawa mutagen dan karsinogen

yang kuat dan bisa mencapai organ manusia melalui udara yang terhirup dan

kontaminasi lewat air yang diminum.

Unsur kromium dalam jumlah kelumit diperlukan oleh tubuh untuk

meningkatkan kinerja insulin dalam jaringan tubuh. Insulin merupakan hormon

yang berperan dalam pengaturan kadar gula darah (Burger & Gochfeld 1995,

Lazaridis & Charalambous 2005).

9

Spesiasi Kromium

Spesiasi kromium diperlukan karena adanya karakter atau sifat dari

kromium yang dapat berada pada kondisi oksidasi. Kromium bisa berada pada

kondisi oksidasi +3 (trivalen) pada kondisi pH lingkungan yang cenderung netral.

Ketika kromium berada pada pH lingkungan yang rendah maka akan didapatkan

kondisi kromium dengan tingkat oksidasi yang lebih tinggi bila dibanding dengan

kromium pada pH netral yaitu pada kondisi bilangan oksidasi +6 (heksavalen).

Perbedaan kondisi oksidasi akan mempengaruhi mobilitas dan toksisitas dari

kromium (Hosseini & Belador 2009).

Analisis spesi krom yang berbeda ini mendorong berbagai peneliti untuk

menggunakan berbagai macam teknik agar dapat menentukan kondisi kromium

dengan dua keadaan oksidasi tersebut pada saat bersaamaan sehingga akan

mempermudah proses identifikasi dan penanganan terhadap keadaan yang

menyebabkan terjadinya kromium dengan dua tingkat oksidasi tersebut.

Teknik spesiasi yang umum dilakukan adalah dengan menggunakan teknik

elektroanalitik, teknik analisis yang lain biasanya relatif sulit untuk analisis dan

spesiasi secara langsung spesi kromium (Aydin & Soylak 2009). Teknik yang

dilakukan oleh Matos et al. (2009) adalah dengan menggunakan teknik

spektrometri serapan atom yang didahului oleh pemisahan/prekonsentrasi dengan

menggunakan ekstraksi titik awan. Kim et al. (2009) melakukan analisis spesi

kromium dengan menggunakan analisis injeksi aliran ektraksi fase padat yag

dilanjutkan dengan menggunakan analisis AAS. Analisis ini didahului oleh proses

prekonsentrasi yang pada kolom mikro yang berisi suatu adsorben mesoporus.

Bulut et al. (2009) melakukan spesiasi kromium dengan menggunakan metode

CEFC (carrier-element free coprecipitation) dengan memanfaatkan turunan

Isatin. Spesiasi kromium dengan menggunakan prekonsentrasi pada silika

termodifikasi Niobium(V) oksida dilakukan oleh Martendal et al. (2009). Shah et

al. (2009) melakukan spesiasi kromium dengan menggunakan ICP-MS

(inductively couple plasma-mass spectrometry). Hagendorfer & Goessler (2008)

melakukan spesiasi kromium dengan menggunakan kromatografi ion dan ICP-MS

sebagai detektor selektif molekul. Kappen et al. (2008) melakukan kajian spesiasi

kromium dengan menggunakan absorbsi sinklotron sinar X.

10

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei 2010 sampai Maret 2011 di

Laboratorium Bagian Kimia Analitik Departemen Kimia FMIPA IPB dan di

Laboratory of Applied Chemistry for Environmental Industry, Faculty of

Agriculture Ehime University, Matsuyama, Japan

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah CaCl2 0,5 M (Nacalai Tesque, Japan),

BaCl2(Nacalai Tesque, Japan), NH4Cl 1 M (Nacalai Tesque, Japan), etanol 80%

(etanol teknis dengan purifikasi), NaOH (Nacalai Tesque, Japan), HCl (Nacalai

Tesque, Japan), AgNO3 (Kanto Chemicals, Japan), HNO3 (Hayashi Pure

Chemical, Japan), air bebas ion, metilena biru (Kanto Chemicals, Japan) dan

standar kalsium (Nacalai Tesque), standar silicon, standar aluminum, standar

Cr(VI) dari K2CrO7, standar Mo(VI) dari Na2MoO4.2H2O,H2SO4 pekat, H3PO4 ,

DPC ( 1,5 difenilkarbazida atau (C6H6NHNH)2CO), aseton,

Alat yang digunakan adalah peralatan gelas, sentrifusa (Kubota KN-70),

spektrometer serapan atom (Hitachi Z-5000), pengocok timbal-balik (Taiyo

Recipro Shaker), dan difraktometer sinar X (Rigaku Ultima IV), XRF rigaku X-

2100, dan oven

Prosedur Penelitian

Preparasi Contoh

Penelitian diawali dengan mengumpulkan contoh zeolit alam yang berasal

dari daerah Bayah, Banten; Cikalong, Jawa Barat; Lampung Selatan, Lampung;

dan Demak, Jawa Tengah. Zeolit alam yang didapatkan masih yang masih dalam

bentuk batuan diubah ukurannya dengan cara penggilingan sehingga dihasilkan

serbuk halus dengan ukuran 200 mesh. Contoh serbuk zeolit alam tersebut

selanjutnya dikarakterisasi dengan menentukan penentuan kapasitas tukar kation

dan difraksi sinar X untuk mengidentifikasi jenis zeolit yang dikandung

11

berdasarkan hasil puncak-puncak difraktogram. Zeolit alam yang telah

dikarakterisasi kemudian diubah secara kimiawi dengan menggunakan perlakuan

asam dan basa serta dengan menggunakan kation barium untuk mengubah sifa

muatan dan dari zeolit yang ada. Zeolit yang telah diubah kemudian

dikarakterisasi dengan menentukan nilai kapasitas tukar kation dan difraksi sinar

X, serta dengan menentukan kemampuan adsorpsi dari Cr(VI).

Perlakuan Kimia Pada Contoh Zeolit

Masing-masing contoh zeolit mendapat perlakuan dengan beberapa

parameter yang digunakan. Parameter tersebut adalah jenis pelarut, konsentrasi

masing-masing pelarut, dan suhu perlakuan. Perlakuan jenis pelarut dengan

menggunakan dua jenis yaitu asam HCl dan basa NaOH. Perlakuan konsentrasi

dari kedua jenis pelarut tersebut yaitu masing-masing 0,5; 1; dan 3 M. Suhu

perlakuan dibagi menjadi 2 yaitu: 30°C dan 70°C. Lama perlakuan dibuat menjadi

12 jam. Contoh zeolit yang tidak mengalami perlakuan langsung dianalisis dengan

menggunakan difraksi sinar X dan ditentukan kapasitas tukar kationnya.

Contoh zeolit yang telah mendapat perlakuan selanjutnya dianalisis

dengan menetukan kapasitas tukar kation dan analisis dengan menggunakan

difraksi sinar X. Analisis selanjutnya dilakukan untuk mengubah permukaan

zeolit dengan menggunakan kation barium dan komposit besi hidroksida.

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK)

Penentuan KTK dilakukan dengan menggunakan metode indeks kalsium.

Sebanyak 0,1 gram serbuk contoh zeolit ditimbang dan dimasukkan ke dalam

tabung kemudian ditambah dengan CaCl2 0,5 M sebanyak 10 ml dan dijenuhkan

selama 24 jam. Penjenuhan dilakukan di pengocok timbal-balik (reciprocal

shaker). Setelah 24 jam, sisa larutan dipisahkan dengan cara tabung diputar pada

sentrifusa dengan kecepatan 3500 rpm selama 10-15 menit. Supernatan dibuang

dan pelet selanjutnya dicuci dengan menggunakan etanol 80% sebanyak 10 ml.

Pencucian dengan alkohol diulang sebanyak 5 kali. Pencucian yang terakhir,

bilasan etanol diuji klorida dengan menggunakan AgNO3. Uji ini harus negatif,

12

bila masih positif maka pencucian dengan menggunakan etanol 80% harus

dilanjutkan lagi sampai bebas klorida.

Pelet yang sudah bebas klorida selanjutnya diekstraksi untuk mengambil

kalsium yang terjerap di contoh zeolit. Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan

NH4CL 1 M sebanyak 10 ml selama 1 jam. Proses ekstraksi diulang sebanyak 5

kali. Pemisahan pelet dan supernatan (ekstrak) dari masing-masing proses

ekstraksi dilakukan dengan menggunakan sentrifusa pada kecepatan 3500 rpm

selama 10-15 menit. Ekstrak yang telah terkumpul selanjutnya ditera dengan

NH4Cl 1 M sampai volume 100 ml. Pengukuran kalsium dilakukan dengan

spektrometer serapan atom memanfaatkan bahan bakar udara-asetilena dengan

metode analisis menggunakan kurva kalibrasi standar eksternal.

Modifikasi Barium

Zeolit hasil dari perlakuan kimiawi yang mempunyai nilai kapasitas tukar

kation yang paling tinggi selanjutnya diubah dengan menggunakan perlakuan

kimiawi dengan menggunakan barium klorida. Larutan barium klorida dibuat

dengan konsentrasi 0,5 M. Contoh zeolit yang digunakan untuk pengubahan

dengan menggunakan barium mempunyai perbandingan berat dengan volume

adalah 1:20. Setiap gram zeolit dilarutkan dalam larutan 20 ml barium klorida.

Contoh zeolit yang diubah dengan perlakuan kimiawi adalah yang menghasilkan

nilai KTK yang paling tinggi dari beberapa contoh yang telah mengalami

perlakuan asam dan basa. Contoh direndam dalam larutan barium klorida selama

24 jam. Setelah 24 jam, larutan untuk merendam diganti dengan larutan barium

klorida yang baru dan perendaman dilanjutkan kembali selama 24 jam. Setelah

itu baru dilakukan pencucian dengan menggunakan air untuk menghilangkan

kelebihan barium klorida yang tidak teradsorpsi pada zeolit. Zeolit dengan tipe

barium digunakan untuk adsorpsi kromium heksavalen dan molibdenum

heksavalaen. Perlakuan yang sama juga dilakukan untuk jenis-jenis zeolit sintetik

yaitu zeolit tipe X (faujasit-9) dan zeolit tipe A4 . Zeolit sintetik yang mengalam

perlakuan barium ini digunakan sebagai pembanding terhadap contoh zeolit alam.

13

Modifikasi Besi

Preparasi larutan besi dilakukan dengan mencampur larutan NaOH 0,075 M

sebanyak 50 ml dengan larutan Fe(NO3)3 0,05 M 50 ml. Pencampuran larutan

dilakukan dengan meneteskan pelan-pelan larutan NaOH ke dalam larutan besi.

Sambil diaduk dengan kecepatan rendah menggunakan pengaduk magnetik.

Larutan yang telah tercampur sempurna kemudian diukur tingkat keasamannya.

Larutan yang sudah siap, sebanyak 75 ml kemudian di tambahkan ke contoh zeolit

sebanyak 1 g dan dikocok selama 12 jam. Hasil penjenuhan kemudian di cuci

dengan air dan di keringkan di oven pada suhu 40°C. sampel siap untuk di

perlakukan berikutnya.

Adsorpsi Kromium Heksavalen

Adsorpsi dilakukan dengan menggunakan larutan standar kromium

heksavalen dengan konsentrasi 0-1 mM dengan pengaturan keasamaan di sekitar

pH 3. Contoh zeolit besi sebanyak 50 mg di tambah dengan larutan standar

kromium heksavalan sebanyak 5 ml dan kemudian dijenuhkan sambil dikocok

selama 6 jam. pH akhir larutan diukur dan larutan di pisahkan dari endapnnya

dengan menggunakan sentrifusa pada kecepatan 3500 rpm. Analisis larutan

kromium dilakukan dengan menggunakan metode difenilkarbazida (DPC).

Selanjutnya dilakukan analisis untuk penentuan isoterm adsorpsi menggunakan

metode Langmuir.

Analisis kromium dilakukan dengan menggunakan metode difenilkarbazida

ke dalam labu takar 50 ml dimasukkan standar/contoh Cr(VI) yang dikehendaki.

Ditambahkan 1 ml H2SO4 1:1, 0,3 ml H3PO4 pekat. Larutan ditera dengan air

sampai volume 50 ml tepat. Campuran dibiarkan selama 5 menit. 1 ml DPC

ditambahkan ke dalam larutan, larutan diaduk/dikocok dengan baik. Setelah 10

menit, larutan kemudian diukur serapannya dengan spektrofotometer pada

panjang gelombang 543,5 nm

14

Difraksi Sinar X

Pengukuran difraksi sinar X contoh dilakukan dengan menempatkan sedikit

serbuk contoh pada sel difraktometer. Pengukuran dilakukan dengan sumber

radiasi sinar X CuKα dengan kisaran 2θ dari 0-60 derajat. Proses analisis

memerlukan waktu sekitar 30 menit untuk tipe contoh. Difraktogram yang

dihasilkan siap untuk dianalisis lebih lanjut.

15

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preparasi Contoh

Contoh yang diambil dari alam merupakan contoh zeolit dengan bentuk

bongkahan batuan yang berukuran besar, sehingga untuk dapat dimanfaatkan

harus diubah ukurannya menjadi ukuran yang lebih kecil. Batuan ini didapatkan

dari mengambil langsung di penambangan tradisional zeolit yang ada di daerah

Bayah dan Cikalong. Contoh yang berupa batuan dengan ukuran yang besar

kemudian di hancurkan dan dibuat menjadi serbuk halus dengan ukuran berkisar

300-400 mesh.

Pengubahan ukuran contoh dimaksudkan untuk mendapatkan bidang kontak

yang lebih luas. Bidang kontak yang lebihluas diharapkan dapat meningkatkan

efisiensi proses dan meningkatkan kemungkinan untuk dapat menghasilkan

permukaan yang lebih seragam. Wennerstrum (2002) menyatakan pengubahan

ukuran ini bertujuan untuk 1) menghasilkan ukuran yang sesuai dengan proses

atau penggunaan bahan tersebut, 2) menghasilkan bahan yang bisa bergerak

dengan lancar selama proses, 3) memperbaiki percampuran bahan-bahan yang

berbeda dan menghindari pemisahan bahan-bahan berbeda yang saling bercampur,

4) meningkatkan luas permukaan untuk meningkatkan reaktivitas atau efisiensi

pengeringan, dan 5) menjaga densitas ruah bahan dengan memanfaatkan

perbedaan ukuran bahan yaitu dengan mengisi celah ruang yang memadai oleh

partikel dengan ukuran yang lebih kecil.

Pemilihan contoh dilakukan dengan menentukan asal contoh zeolit yang

akan di gunakan. Zeolit berasal dari beberapa lokasi yang ada di Indonesia.

Contoh tersebut dari Lampung (LPG), Bayah Banten (BYH), Demak Jawa

Tengah (DMK), dan Cikalong Tasikmalaya Jawa Barat (CLG). Masing-masing

contoh ditentukan sifat penukar ionnya dan juga pola-pola difraksi dengan

menggunakan difraktometer sinar-X. Penentuan nilai KTK awal dapat dilihat di

Tabel 1. Pola difraksi dapat dilihat di Lampiran 2 dan Lampiran 3.

16

Tabel 1 Nilai KTK beberapa contoh zeolit alam.

Asal contoh KTK (cmol/kg)

BYH 48

CLG 65

DMK 55

LPG 44

Pemilihan contoh yang akan dilanjutkan untuk analisis selanjutnya pada

penelitian didasarkan pada jenis zeolit dan nilai KTK yang terukur masing-masing

contoh. Berdasarkan analisis dengan membandingkan difraktogram contoh

dengan difraktogram rujukan maka dapat diketahui contoh yang berasal dari

Bayah Banten dan Lampung adalah dominan dengan jenis klinoptilolit. Contoh

yang berasal dari Cikalong dan Demak dominan dengan jenis mordenit.

Berdasarkan nilai KTK, maka contoh yang digunakan selanjutnya adalah contoh

yang berasal dari Cikalong untuk mewakili jenis mordenit dan contoh yang

berasal dari Bayah untuk mewakili zeolit jenis klinoptilolit.

Analisis Unsur zeolit Alam

Analisis unsur zeolit alam yang telah dilakukan menujukkan adanya

beberapa pengotor yang terikut. Asal zeolit dan kondisi alam pembentukan zeolit

serta jenis zeolit yang beragam akan menenmpatkan beberapa unsur yang berbeda

yang akan terikut di zeolit alam tersebut (Sand & Mumpton 1978). Analisis unsur

dilakukan dengan menggunakan spektrometer fluoresens sinar-X untuk contoh

zeolit alam asal Cikalong dan Bayah dapat dilihat di Tabel 2 dan 3 .

Tabel 2 Analisis unsur zeolit alam Cikalong

Unsur Kadar (%)

Contoh Awal Perlakuan Asam Perlakuan basa

Si 68.4 71.7 69.2

Al 10.3 9.97 9.56

Ca 9.57 7.74 11.2

Fe 6.57 6.18 4.65

K 4.33 4.05 4.09

Mg 0.570 0.407 0.959

Na 0.285 - 0.143

17

Tabel 3 Analisis unsur zeolit alam Bayah

Unsur Kadar (%)

Contoh Awal Perlakuan Asam Perlakuan basa

Si 66,6 69,5 66,3

Al 11,2 10,3 11,5

Ca 7,80 6,38 7,637

Fe 3,96 4,31 3,94

K 9,68 9,10 9,35

Mg 0,414 0,307 0,377

Na 0,245 0,0561 0,815

Mn 0, 0677

Perlakuan Asam dan Basa

Perlakuan asam dan basa akan mengubah permukaan dari zeolit. Secara

umum, asam dan basa akan membersihkan zeolit dari beberapa pengotor yang

terikut di contoh zeolit alam. Selain itu, asam dan basa juga akan bereaksi dengan

permukaan zeolit yang terdiri dari Si dan Al. Reaksi yang terjadi terhadap paparan

asam dan basa dapat dilihat di reaksi berikut:

Reaksi Si dan Al dalam suasana asam dan basa.

Al2O3 + 6H+ → 2Al

3+ + 3H2O (asam)

Al2O3 + 2OH- + 3H2O → 2Al(OH)4

- (basa)

SiO2 + 6H+ → (kecuali: HF) (asam)

SiO2 + 2OH- → SiO3

2- + H2O (basa)

Jadi secara umum reaksi yang berkaitan dengan zeolit adalah berikut:

Zeolit + HCl → zeolit + AlCl3(aq)

Zeolit + NaOH → zeolit + Al(OH)4-(s)

+ SiO3

2-(s)

18

Gambar 4 Pola difraktogram contoh zeolit dari Bayah (atas) dan Cikalong

(bawah) dengan perlakuan asam dan basa.

Berdasarkan difraktogram Gambar 4, perlakuan asam dan basa tidak

mengubah pola-pola difraksi contoh baik intensitas ataupun puncak-puncak 2θ

dari contoh yang dianalisis. Hal ini menunjukkan bahwa zeolit tahan terhadap

perlakuan asam ataupun basa. Tingkat ketahanan yang tinggi terhadap senyawa

ini diduga disebabkan karena adanya ketidak murnian pada contoh zeolit yang

digunakan. Keberadaan senyawa lain pada zeolit ini diduga juga berperan

terhadap sifat tahan asam dan basa. Korkuna et al. 2006, menyatakan bahwa zeolit

tipe mordenit dan klinoptilolit yang diperlakukan dengan asam HClO4 12 M dapat

bertahan tanpa mengubah struktur kerangka zeolit. Perubahan yang teramati

hanya pada perubahan ukuran pori yang diakibatkan karena adanya pertukaran

ion.

Gambar 5 Perlakuan asam (a) dan basa (b) pada zeolit Cikalong dengan

suhu yang semakin tinggi.

(a)

(b)

19

\

Gambar 6 Perlakuan asam (a) dan basa (b) pada zeolit Bayah dengan suhu

yang semakin tinggi.

Perlakuan suhu dengan kondisi suhu 70°C tidak mengubah puncak-puncak

difraktogram secara signifikan. Zeolit alam relatif stabil dan tidak mudah berubah

diduga karena struktur yang banyak mengandung ketidakmurnian yan ikut

berperan dalam memberikan ketahan terhadap perlakuan asam atau basa pada

suhu yang realtif tinggi (Gambar 5 dan Gambar 6).

Penggunaan suhu yang ekstrim tinggi dengan kondisi lingkungan yang basa

akan mengubah bentuk zeolit menjadi bentuk zeolit yang lainnya. Hal ini dapat

dilihat di Gambar 7. Berdasarkan perubahan yang terjadi pada puncak-puncak

difraktogram dapat diduga, puncak-puncak yang terbentuk apada perlakuan 100°C

adalah bentuk zeolit lain yang muncul (Gambar 7).

(a) (b)

Gambar 7 Perubahan puncak difraksi zeolit (a) Cikalong dan (b) Bayah

akibat perlakuan suhu pada 100°C.

(a)

(b)

20

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK)

Kapasitas tukar kation menunjukkan kemampuan zeolit untuk saling bertukar

muatan positif dengan kation yang ada di larutan. Semakin besar kapasitas tukar

kation menunjukkan semakin banyak dan semakin baik zeolit yang digunakan

untuk bahan atau media sebagai pertukaran ion.

Hasil penentuan kapasitas kation menunjukkan bahwa KTK zeolit alam

cikalong sebesar 65 cmol/kg dan zeolit asal bayah sebesar 48 cmol/kg. Semakin

tinggi suhu yang digunakan untuk proses perlakuan maka nilai KTK akan

berubah, naik atau turun menyesuaikan dengan jenis lingkungan perlakuan

tersebut. Perlakuan yang melibatkan asam akan menyebabkan proses dealuminasi

yang semakin kuat dengan naiknya suhu yang digunakan. Sedangkan perlakuan

yang melibatkan basa akan menghasilkan pembentukan senyawa silikat yang ada

di permukaan zeolit. Perbedaan reaksi yang mendasari pada perlakuan asam dan

basa akan menghasilkan perbedaan nilai KTK dan perubahan pada masing-masing

perlakuan.

Perlakuan dengan menggunakan asam akan menurunkan nilai KTK dengan

kenaikan suhu. Penurunan ini sesuai dengan reaksi yang mendasari bahwa

semakin tinggi suhu maka akan semakin aktif dan akan menghasilkan pelarutan

aluminum yang semakin besar. Aluminum akan terlarut sesuai dengan kenaikan

konsentrasi asam dan kenaikan suhu yang digunakan dan diindikasikan dengan

turunnya nilai KTK.

Pengaruh perlakuan basa adalah sebaliknya dari keadaan perlakuan asam.

Perlakuan basa akan semakin meningkat nilai KTK karena dengan perlakuan basa

maka permukaan dari zeolit akan berubah menjadi semakin negatif sehingga nilai

KTK akan semakin naik (Gambar 8-9, Tabel 4-5).

21

Gambar 8 Penentuan KTK dengan perlakuan Asam (CLG: Cikalong; BYH:

Bayah)

Gambar 9 Penentuan KTK dengan perlakuan asam dan basa

CLG suhu kamar

CLG suhu tinggi

BYH suhu kamar

BYH suhu tinggi

0

10

20

30

40

50

0.5 1

3

KTK (cmol+/kg)

Konsentrasi (M)

CLG suhu kamar

CLG suhu tinggi

BYH suhu kamar

BYH suhu tinggi

0

20

40

60

80

100

120

140

0.5 1

3

KTK (cmol+/kg)

Konsentrasi (M)

22

Tabel 4 KTK hasil perlakuan dengan asam

HCl (M) CLG suhu kamar (cmol/kg) CLG suhu tinggi (cmol/kg)

0.5 45,41 34,22

1 41,77 28,87

3 34,30 15,80

HCl (M) BYH suhu kamar (cmol/kg) BYH suhu tinggi (cmol/kg)

0.5 44,21 38,70

1 28,87 16,08

3 19,26 16,26

Ket: CLG: Cikalong; BYH:Bayah

Tabel 5 KTK hasil perlakuan dengan basa

NaOH (M) CLG suhu kamar (cmol/kg) CLG suhu tinggi (cmol/kg)

0.5 77,64 82,74

1 90,29 112,33

3 95,45 137,10

NaOH (M) BYH suhu kamar (cmol/kg) BYH suhu tinggi (cmol/kg)

0.5 36,74 57,68

1 74,99 91,48

3 81,05 117,39

Ket: CLG: Cikalong; BYH:Bayah

Selain menunjukkan sifat fisikokimia, kapasitas tukar ion juga menjadi

penunjuk adanya kemampuan zeolit untuk dapat berperan sebagai konduktor

ionik. Perbedaan zeolit dengan karbon dan senyawa lain adalah zeolit merupakan

bahan yang dapat berperilaku sebagai konduktor ionik dengan kata lain dapat

menghantarkan ion, sedangkan karbon dan beberapa konduktor lain merupakan

bahan yang bersifat sebagai konduktor elektronik.

Kemampuan zeolit untuk dapat menukarkan kation, selain dipandang

sebagai kelebihan juga dipandang sebagai kelemahan. Senyawa-senyawa yang

bersifat anion akan cenderung untuk ditolak dan bahkan tidak mampu untuk

direspon dengan baik oleh zeolit. Oleh karena itu diperlukan pengubahan

permukaan zeolit agar dapat berinteraksi dengan anion-anion dalam suatu larutan.

Pengaruh asam dan basa terhadap peningkatan nilai KTK dapat dilihat di

reaksi di atas. Kondisi asam akan cenderung menurunkan nilai KTK karena akan

23

merusak struktur permukaan zeolit. Sedangkan kondisi basa akan membuat

banyak permukaan bermuatan negatif sehingga dengan adanya hal tersebut maka

menjadikan banyak muatan positf tertarik ke permukaan zeolit.

Modifikasi Barium

Barium merupakan suatu kation dengan tingkat oksidasi 2+. Pengubahan

barium dengan harapan mengubah permukaan zeolit menjadi lebih positif tidak

mengubah sifat yang terjadi karena dari hasil adsorpsi ternyata tidak terdapat

kromium yang terjerap dan hasil analisis XRD tidak menunjukkan adanya barium

yang terjerap di zeolit yang diperlakukan dengan barium (Gambar 10).

2θ 2θ

Gambar 10 Hasil modifikasi Ba pada contoh Cikalong (a1 contoh awal; a2

termodifikasi) dan Bayah (b1 contoh awal; b2 termodifikasi)

Barium merupakan unsur yang termasuk ke dalam golongan alkali tanah dan

mempunyai muatan yang cenderung positif (elektropositif). Zeolit yang

diperlakuan dengan larutan barium akan membuat barium teradsorpsi di

permukaan dan akan menjadikan permukaan zeolit bersifat positif. Barium juga

unsur yang jauh lebih elektropositif bila dibanding dengan magnesium atau

kalsium yang sama-sama merupakan golongan alkali tanah.

Barium yang mempunyai nilai tingkat elektropositivitas yang tinggi, akan

mampu berinteraksi dengan lebih baik ketika bertemu dengan zeolit yang

mempunyai nilai muatan yang cenderung negatif. Zeolit yang bermuatan negatif

a2

a1

b2

b1

Intensitas Intensitas

24

ditandai dengan nilai KTK yang tinggi. Sehingga diharapkan dapat menjerap

barium dengan lebih baik. Barium yang terjebak dengan jumlah banyak akan

mengubah permukaan zeolit menjadi positif.

Permukaan zeolit yang bermuatan positif akan dapat berinteraksi dengan

anion-anion yang ada dalam larutan. Semakin positif nilai permukaan maka

interaksi yang terjadi juga akan semakin besar.

2θ 2θ

Gambar 11 Zeolit sintetik termodifikasi kation Barium

Analisis XRD dari zeolit yang termodifikasi barium menghasilkan

perubahan puncak-puncak difraktogram yang signifikan, baik jumlah puncak atau

intesitas dari puncak. Zeolit sintetik yang telah termodifikasi oleh barium akan

menghasilkan puncak dengan jumlah yang lebih sedikit dan intensitas yang lebih

rendah. Perubahan pada puncak-puncak ini diaktifkan karena struktur dari zeolit

yang mengadsorpsi barium sedikit banyak berubah. Kation-kation yang

sebelumnya berada di pori-pori zeolit digantikan oleh barium.

Penggantian ini akan menyebabkan terjadinya perubahan yang signifikan

terhadap sudut-sudut datang dari suatu sinar XRD akan berubah dengan adanya

barium yang teradsorpsi dan menggantikan kation yang ada di zeolit awal.

Perubahan ini akan mempengaruhi sudut penghamburan kristal dari yang terjadi,

sehingga intesitas dan puncak akan semakin turun atau berubah (Gambar 11).

Barium merupakan unsur kedua dalam sistem periodik unsur kimia. Barium

merupakan kation dari logam alkali tanah, dengan muatan dua positif. Barium

Intensitas Intensitas

25

berukuran lebih besar dari kation-kation yang ada diatasnya seperti kalsium

ataupun magnesium yang terletak di atas barium. Secara posisi yang lebih bawah

menjadikan barium kation yang lebih elektropositif disbanding dengan kation

yang diatasnya. Ukuran yang lebih besar, lebih elektropositif menjadikan zeolit

termodifikasi barium mengalami perubahan puncak-puncak difraksi yang akan

bergeser atau hilang puncaknya. Hasil XRD pada zeolit alam tidak menunjukkan

adanya perubahan puncak-puncak yang spesifik sehingga diduga tidak terjadi

serapan zeolit pada permukaan zeolit.

Adanya adsorpsi kromium heksavalen pada zeolit barium diuji dengan

menggunakan uji DPC. Reaksi yang mendasari pembentukan warna ini adalah

adanya proses reduksi kromium heksavalen menjadi kromium trivalen dan

oksidasi difenilkarbazida (DPC) menjadi difenilkarbazon (DPCO) seperti reaksi di

bawah. Kompleks yang terbentuk antara difenilkarbazon dengan kromium trivalen

ini yang akan menjadikan kompleks berwarna merah keunguan. Reaksi yang

mendasari adalah sebagai berikut:

Pembentukan warna DPC pada larutan kromium heksavalen akan dimulai

dari konsentrasi 0,9708 M dan dengan kondisi pH minimum pada pH 4 (Gambar

12)

Gambar 12 Pembentukan warna DPC pada kromium heksavalen (DPC 0,5%b/b)

26

Zeolit barium tidak menunjukkan adannya serapan kromium heksavalen.

Pembentukan warna yang dihasilkan tidak berbeda dengan warna kontrol positif

kromium heksavalen, sehingga dapat disimpulkan bahwa kromium heksavalen

tidak terjerap pada zeolit barium (Gambar 13).

Gambar 13 Uji adsorpsi larutan Cr(VI) pada zeolit barium (mod:

termodifikasi; unmod: tanpa modifikasi; BYH:Bayah; CLG:

Cikalong; A4: zeolit A4; X: zeolit X).

Modifikasi Besi

Pengubahan dengan ion besi hidroksida ternyata mampu menunjukkan

adanya serapan yang signfikan terhadap penyerapan kromium heksavalen.

Pengubahan tersebut dilakukan dengan kondisi kisaran pH sekitar 3. Hasil analisis

XRD menunjukkan bahwa besi terjerap di permukaan zeolit yang ditunjukkan

dengan adanya perubahan intensitas puncak-puncak serapan dari XRD. Hasil

percobaan untuk adsoprsi dengan kromium heksavalaen menunjukkan adanya

sebgain besi yang terjerap dengan tidak adaknya warna yang muncul ketika

larutan hasil jerapan diuji dengan menggunakan larutan DPC. Tingkat efektivitas

jerapan dilakukan dengan menggunakan besi menujukkan bahwa zeolit alam yang

27

telah diperlakukan dengan asam ternyata dapat menjerap kromium heksavalaen

lebih baik bila dibandingkan dengan yang diperlakukan dengan basa. Contoh yang

paling baik adalah adalah yang berasal dari Cikalong (Gambar 13).

2θ 2θ

Gambar 14 Hasil modifikasi ion Fe pada contoh Cikalong (a1 contoh awal;

a2 termodifikasi) dan Bayah (b1 contoh awal; b2 termodifikasi)

Reaksi pembentukan polimer hidroksi Fe adalah sebagai berikut Fe(NO3)3(aq) + 3NaOH(aq) → Fe(OH)(aq) + 3NaNO3(aq)

Pembentukan polimer ini akan terjadi bila jumlah basa dalam larutan lebih sedikit

dari besi. Reaksi tersebut mempunyai stoikiometri 1 mol Fe: 3 mol OH. Reaksi

tersebut harus dilakukan dengan perlahan. Agar pembentukan polimer besi

hidroksida tidak berlanjut menjadi Fe(OH)3 yang akan membentuk endapan

berwarna putih. Proses pembentukan juga harus dijaga tetap dalam kondisi asam

dengan pH berkisar 2.5-3.0 agar reaksi berjalan dengan baik dan menghindari

pembentukan besi(III) hidroksida yang mengendap.

Gambar 15 Uji penjerapan Larutan Cr(VI) pada zeolit besi.

b2

b1

a2

a1

Intensitas Intensitas

28

Uji adsorpsi untuk melihat bagaimana mekanisme yang terjadi untuk proses

adsorpsi yang kira-kira memungkinkan diduga mekanisme yang terjadi adalah

dengan tipe Langmuir. Pengujian yang terjadi dengan menggunakan dua tipe

sampel yang diubah yaitu dari Cikalong dan Bayah termodifikasi nano komposit

besi menunjukkan bahwa contoh yang berasal dari Cikalong menunjukkan

parameter adsorpsi yang lebih baik bila dibanding dengan contoh zeolit sintetik.

(Gambar 16).

Konsentrasi Cr(VI) Konsentrasi Cr(VI)

Konsentrasi Cr(VI) Konsentrasi Cr(VI)

Gambar 16 Profil adsorpsi anion Cr(VI) zeolit Cikalong (CLG-NC) dan

Bayah (BYH-NC)

Modifikasi permukaan dengan besi dapat meningkatkan jerapan terhadap

Cr(VI), sehingga kondisi ini menunjukkan potensi untuk dapat digunakan sebagai

media pendeteksi untuk Cr(VI). Modifikasi yang paling baik didapatkan untuk

Q Q

Q Q

29

contoh dari Cikalong dengan peningkatan sebesar 2-3 kali lebih besar tanpa

adanya modifikasi dengan besi (Gambar 16).

Isoterm adsorpsi yang diuji cobakan yaitu dengan menggunakan isoterm

Langmuir paling sesuai dengan hasil adsorpsi pada contoh Cikalong termodifikasi

besi. Kesesuaian ini untuk hasil adsorpsi yang dilakukan pada zeolit termodifikasi

besi. Nilai kesesuaian dilihat dari nilai koefisien korelasi R2 yang sebesar 99,

04% untuk zeolit Cikalong termodifikasi besi dan 93,89% untuk zeolit Bayah

termodifikasi besi (Gambar 17).

Gambar 17 Isoterm Langmuir adsropsi Cr(VI) pada zeolit termodifikasi besi

dan tidak termodifikasi besi.

Parameter adsorpsi Langmuir didapatkan untuk zeolit Cikalong

termodifikasi besi (CLG NC) nilai kapasitas penjerapan sebesar 15.9 µmol/g

dengan nilai konstanta Langmuir sebesar 0,0037. Zeolit Bayah termodifikasi besi

(BYH NC) mempunyai kapasitas penjerapan sebesar 18,8 µmol/g dan konstanta

langmuir sebesar 0,035.

30

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Perlakuan asam dan basa serta suhu pada zeolit alam tidak banyak

mengubah struktur contoh zeolit alam. Penentuan nilai KTK zeolit alam Cikalong

menghasilkan nilai KTK sebesar 65 cmol/kg, sedangkan contoh dari Bayah

menghasilkan 48 cmol/kg. Perlakuan asam menurunkan nilai KTK, sedangkan

perlakuan basa meningkatkan nilai KTK. Peningkatan tersebut sebanding dengan

konsentrasi dan suhu yang digunakan dan dipengaruhi asal contoh. Modifikasi

permukaan dengan kation barium menunjukkan adanya adsorpsi barium yang

ditunjukkan oleh perubahan difraksi sinar X, sedangkan adsorpsi kromium tidak

terjadi. Modifikasi permukaan dengan kation besi mengubah permukaan zeolit

menjadi bermuatan positif dan menujukkan kemampuan menjerap kromium

heksavalen yang lebih baik dari zeolit sintetik termodifikasi besi.

Saran

Diperlukan proses optimalisasi modifikasi dengan ion besi dan penentuan

mekanismenya, untuk aplikasi proses spesiasi kromium menggunakan material

zeolit termodifikasi besi, serta pemanfaatannya sebagai media deteksi.

31

DAFTAR PUSTAKA

Abbaspour A, Izadyar A. 2007. Carbon nanotube composite coated platinum

electrode for detection of Cr(III) in real samples. Talanta 71: 887-892.

Bauer F et al. 2007. Surface modification of nano-sized HZSM-5 and HFER by

pre-coking and silanization. J Catal 251: 258-270.

Bulut et al. 2009. Carrier element-free coprecipitation (CEFC) method for

separation, preconcentration, and speciation of chromium using an isatin

derivative. Anal Chim Act 632: 35-41.

Burger J, Gochfeld M. 1995. Growth and behavioral effects of early postnatal

chromium and manganese exposure in herring gull (Larus argentatus)

chiks. Pharmacol Biochem Behavior 50:607-612.

Cervantes et al. 2001. Interactions of chromium with microorganism and plants.

FEMS Microbiol Rev 25: 335-347.

Eddy HR. 2007. Potensi dan pemanfaatan zeolit di provinsi jawa barat dan banten.

[terhubung berkala ]. http://www.dim.esdm.go.id/index.php? option

=com_content & view= article & id= 493: potensi-dan- pemanfaatan - zeolit

- di -provinsi- jawa- barat- dan- banten & catid = 32: makalah –buletin &

Itemid=395 [11 Januari 2010]

Frisch S, Rosken LM, Caro J, Wark M. 2009. Ion conductivty of nano-scaled Al-

rich ZSM-5 synthesized in the pores of carbon black. Micropor Mesopor

Mater 120: 47-52.

Hagendorfer H, Goessler W. 2008. Separation of chromium(III) and

chromium(VI) by ion chromatography and an inductively coupled plasma

mass spectrometer as element-selective detector. Talanta 76: 656-661.

Handoko DSP. 2002. Pengaruh perlakuan asam, hidrotermal, dan impregnasi

logam kromium pada zeolit alam dalam preparasi katalis. J Ilmu Dasar 3:

103-109.

Hosseini MS, Belador F. 2009. Cr(III)/Cr(VI) speciation determination of

chromium in water samples by luminescene quenching of quercetin. J

Hazard Mater 165: 1062-1067.

Jain M, Garga VK, Kadirvelu K. 2009. Chromium (VI) removal from aqueous

system using Helianthus annuus (sunflower) stem waste. J Hazard Mater

162: 365-372.

32

Kalidhasan S, Ganesh M, Sricharan S, Rajesh N. 2009. Extractive separation and

determination of chromium in tannery effluents an electroplating waste

water using tribenzylamine as the extractant. J Hazard Mater 165: 886-892.

Kappen et al. 2008. Time-resolved XANES speciation studies of chromium on

soils during simulated contamination. Talanta 75: 1284-1292.

Kazemian H, Modarres H, Mobtaker HG. 2003. Iranian natural clipnotilolite and

its synthetic zeolit P for removal of cerium and thorium from nuclear

wastewaters. J Radioanal Nuc Chem 258: 551-556.

Kim M, Stripeikis J, Tudino M. 2009. Flow injection solid phase extraction

electrothermal atomic absorption spectrometry for the determination of

Cr(VI) by selective separation and preconcentration on a lab-made hybrid

mesoporous solid microcolumn. Spectrochim Act Part B: Article In Press.

Korkuna et al. 2006. Structural and physicochemical properties of natural zeolite:

clinoptilolite and mordenite. Micropor Mesopor Mater 87: 243-254.

Kugbe J, Matsue N, Henmi T. 2009. Synthesis of linde type A zeolite-geothite

nanocomposite as and adsorbent for cationic and anionic pollutants. J

Hazard Mater 164: 929-935.

Lazaridis NK, Charalambous C. 2005. Sorptive removal of trivalent dan

hexavalent chromium from binary aqueous solutions by composite alginat-

geothite beads. Water Research 39:4385-4396.

Lin L, Lawrence NS, Thongngamdee S, Wang J, Lin Y. 2005. Catalytic adsortive

stripping determination of trace chromium(VI) at the bismuth film

electrode. Talanta 65: 144-148.

Martendal E, Maltez HF, Carasek E. 2009. Speciation of Cr(III) and Cr(VI) in

enviromental samples determined by selective separation and

preconcentration on silica gel chemically modified with niobium(V) oxide.

J Hazard Mater 161: 450-456.

Matos GD, Reis EB dos, costa ACS, Ferreira SLC. 2009. Speciation of chromium

in river water samples contaminated with leather effluents bya flame atomic

absorption spectrometry after separation/prconcntration by cloud point

extraction. Microchem J : Article In Press.

Memon JR, Memon S, Bhanger MI, Khuhawar MY. 2009. Use of modified

sorbent for the separation and preconcentration of chromium species from

industrial waste water. J Hazard Mat 163: 511-516.

Mockovčiakovă A, Matik M, Orolínovă Z, Hudec P, Kmecovă E. 2008. Structural

characteristics of modified natural zeolite. J Porous Mater 15: 559-564.

33

Motsi T, Rowson NA, Simmons MJH. 2009. Adsoprtion of heavy metal from acid

mine drainage by natural zeolite. Int J Miner Process: Article in press.

Mumpton FA. 1999. La rocha magica: uses of natural zeolites in agriculture and

industry. Proc Nat Acad Sci USA 96: 3463-3470.

Murpik HE. 2010. Butuh investor kembangkan zeolit Lebak. [Terhubung

berkala]. http://www.pelita.or.id/baca.php?id=14880. Edisi Jum'at, 26 Maret

2010. [29 Maret 2010].

Narin I, Surme Y, Soylak M, Dogan M. 2006. Speciation of Cr(III) and Cr(VI) in

environmental samples by solid phase extraction on ambersorb 563 resin. J

Hazard Mater B 136: 579-584.

PPTM. 1997. Bahan Galian Industri. Bandung: PPTM.

Robles-Camacho J, Armienta MA. 2000. Natural chromium contamination of

groundwater at Leon Valley, Mexico. J Geochem Explor 68: 167-181.

Sanchez-Moreno RA, Gismera MJ, Sevilla MT, Procopio JR. 2009.

Chromium(III) determination without samples treatment by batch and flow

injection potentiometry. Anal Chim Act 634: 68-74.

Sand LB, Mupton FA. 1978. Natural zeolite: occurrence, properties, use. Oxford:

Pergamon.

Shentilkumar S, Saraswati R. 2009. Electrochemichal sensing of cadmium and

lead ions at zeolite-modified electrodes: optimization and field

measurements. Sensors and Actuators B: Chemical: 65-75.

Shah P, Strezov V, Nelson PF. 2009. Speciation of chromium in Australian coals

and combustion products. Fuel : Article In Press.

Singh LP, Bhatnagar JM, Tanaka S, tsue H, Mori M. 2005. Selective anion

recognition: charged diaza crown ethers based electrochemical sensors for

chromate ions. Anal Chim Act 634: 199-205.

TEKMIRA. 2009. Jumlah Produksi Zeolit. [Terhubung Berkala].

http://www.tekmira.esdm.go.id/ data/ komoditi Statistik. asp? xdir=Zeolit &

commId=33 & comm=Zeolit. [3 april 2010].

Treacy MMJ, Higgins JB, editor. 2001. Collection of Simulated XRD Powder

Pattern for Zeolites. Ed ke-4. Amsterdam: Elsevier.

Ulfah EM, Yasnur FA, Istadi. 2006. Optimasi pembuatan katalis zeolit x dari

tawas, NaOH, dan water glass dengan response surface methodology. Bull

Chem Reac Eng Cat 1: 26-32.

34

Valdes MG, Perez-Cordoves AI, Diaz-Garcia ME. 2006. Zeolites and zeolite-

based materials in analytical chemistry. Trends Anal Chem 25:24-30

Vernay et al. 2008. Effect of chromium species on phytochemical and

physiological parameters in Datura inoxia. Chemosphere 72: 763-771.

Walcarius A. 1999. Zeolite-modified electrodes in electroanalytical chemistry.

Anal Chim Act 384: 1-16

Wang H. 1999. Clastogenicity of chromium contaminated soil samples evaluated

by Vicia root-micronucleus assay. Mutation Research 426:147-149.

Wennerstrum S, Kendrick T, Tomaka J, and Cain J. 2002. Size reduction

solutions for hard-to-reduce materials. Powder and Bulk Engin 1 : 1-5

Struktur klinoptilolit. [Terhubung Berkala]. http://hamonanganrsespanola.

wordpress. com/ tag/ zeolit/. [29 Maret 2010].

Struktur mordenit. [Terhubung Berkala]. http://zeocan.com/Home_Page.php [29

Maret 2010].

35

LAMPIRAN

36

Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian

Lampung

Zeolit Alam Serbuk

200-400 MESH

Penggilingan

Karakterisasi XRD

Perlakuan dengan asam dan

basa

Cikalong Demak Bayah

Contoh zeolit alam

Penentuan KTK

Modifikasi zeolit alam

Adsorpsi kromium

heksavalen

Karakterisasi XRD

Isoterm adsorpsi

37

Lampiran 2 Difraktogram beberapa contoh zeolit alam.

38

Lampiran 3 Difraktogram pembanding mordenit (Treacy and Higgins 2001)