PENYISIHAN Cr(VI) DENGAN ZEOLIT ALAM DIAKTIVASI ASAM SULFAT
DALAM KOLOM ADSORPSI
SKRIPSI
Ditujukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ULUL AZMI
NIM. 145061100111014
ULUL AZMI
NIM. 145061100111016
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2018
ii
iii
IDENTITAS TIM PENGUJI
JUDUL SKRIPSI :
PENYISIHAN Cr(VI) DENGAN ZEOLIT ALAM DIAKTIVASI ASAM SULFAT
DALAM KOLOM ADSORPSI
Nama Mahasiswa / NIM : Ulul Azmi / 145061100111014
Ulul Azmi / 145061100111016
Program Studi S1 : Teknik Kimia
TIM DOSEN PENGUJI
Dosen Penguji 1 : Ir. Bambang Ismuyanto, MS
Dosen Penguji 2 : Ir. Bambang Poerwadi, MS
Dosen Penguji 3 : Vivi Nurhadianty, ST., MT.
Tanggal Ujian : 2 Mei 2018
SK Penguji : 904/UN10.F07/SK/2018
iv
v
vi
vii
viii
“The Best Things Need More Struggle and Break The Limit”
Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.
Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.
(Q.S. Al-Insyirah: 5-6)
Teruslah berjuang dalam hidup yang singkat ini dan tunjukkan bahwa kita ini adalah memang makhluk paling sempurna dan makhluk yang paling tangguh di seluruh alam semesta, bukankah malaikat saja tidak diamanahi kesempatan untuk
menjalani kehidupan dunia sebagai mana kita?
Akankah kita hanya terus menerus mengeluh dan meratap saja padahal Allah sudah mempercayai kita untuk menjalani Ujian berat ini yang sudah pasti
sebenarnya tidak mungkin Dia memberi ujian yang melebihi kadar kekuatan diri kita
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas karunia, nikamt, rahmat,
taufiq, hidayah, dan inayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai salah
satu prasyarat untuk menyelesaikan studi di Jurusan Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Brawijaya dengan judul “Penyisihan Cr(VI) dengan Zeolit Alam Diaktivasi
Asam Sulfat dalam Kolom Adsorpsi”. Skripsi yang penulis ajukan dapat terselesaikan
dengan baik berkat bantuan dan dorongan dari semua pihak. Oleh karena itu, pada
kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih atas segala bimbingan dan
bantuan kepada:
1. Ir. Bambang Poerwadi, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Brawijaya.
2. Ir. Bambang Ismuyanto, M.S., selaku Dosen Pembimbing I mata kuliah
Skripsi Rekayasa Lingkungan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Brawijaya.
3. A.S. Dwi Saptati N.H., S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II mata
kuliah Skripsi Rekayasa Lingkungan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Brawijaya.
4. Agustina Rahayu, A.Md selaku PLP Laboratorium Sains Jurusan Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya.
5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Brawijaya yang telah memberikan ilmunya kepada penulis.
6. Seluruh staf Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya
serta semua pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi.
7. Orang tua, saudara-saudara Kami, atas doa, bimbingan, perhatian, serta
kasih sayang yang selalu tercurah selama ini.
8. Teman-teman Teknik Kimia angkatan 2014 yang selalu mendukung selama
ini.
Penulis mengharapkan masukan berupa saran dari semua pihak demi kebaikan
penelitian ini. Demikian laporan ini dibuat, semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak
dan penulis sendiri. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Malang, Mei 2018
Penulis
x
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ................................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ........................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xiv
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................................ xv
RINGKASAN .................................................................................................................. xvi
SUMMARY ..................................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 5
2.1 Kromium .......................................................................................................... 5
2.2 Adsorpsi ........................................................................................................... 7
2.2.1 Definisi Adsorpsi ................................................................................. 7
2.2.2 Jenis Adsorpsi ...................................................................................... 8
2.2.3 Adsorben .............................................................................................. 9
2.2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi ...................................... 11
2.3 Proses Adsorpsi ................................................................................................ 12
2.4 Kesetimbangan Adsorpsi ................................................................................. 13
2.5 Zeolit ................................................................................................................ 15
2.5.1 Pengertian Zeolit .................................................................................. 15
2.5.2 Struktur Zeolit ...................................................................................... 16
2.5.3 Sifat Kimia Zeolit ................................................................................. 17
2.5.4 Jenis Zeolit ........................................................................................... 17
2.5.5 Aktivasi Zeolit ...................................................................................... 18
2.6 Waktu Tinggal ................................................................................................. 18
2.7 Penelitian Terkait ............................................................................................. 21
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................ 23
3.1 Tempat Penelitian ............................................................................................ 23
3.2 Variabel Penelitian ........................................................................................... 23
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................ 23
3.3.1 Alat Penelitian ...................................................................................... 23
xi
3.3.2 Bahan Penelitian .................................................................................. 24
3.3.3 Rangkaian Alat ..................................................................................... 24
3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................................... 25
3.4.1 Persiapan Zeolit Alam .......................................................................... 25
3.4.2 Aktivasi Zeolit Alam Mengunakan H2SO4 .......................................... 26
3.4.3 Pembuatan Sampel Sintetik Cr(VI)...................................................... 27
3.4.4 Proses Adsorpsi .................................................................................... 28
3.4.5 Analisa Kandungan Cr(VI) dengan Spektofotometer UV-VIS ........... 29
3.4.6 Karakterisasi Zeolit Alam .................................................................... 31
3.4.6.1 Analisa BET ................................................................................. 31
3.4.6.2 Analisa FT-IR (Fourier Transform Infra Red) ............................. 31
3.4.6.3 Analisa XRF (X-Ray Fluorescence) ............................................ 31
3.5 Diagram Alir Penelitian ................................................................................... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 33
4.1 Karakterisasi Zeolit Alam dan Zeolit Alam Diaktivasi ................................... 33
4.1.1 Karakterisasi BET ................................................................................ 33
4.1.2 Karakterisasi XRF ................................................................................ 35
4.1.3 Karakterisasi FTIR ............................................................................... 36
4.2 Mekanisme Adsorpsi ....................................................................................... 38
4.3 Pengaruh Konsentrasi Awal Larutan Cr(VI) dan Kecepatan Flow dalam Kolom
terhadap Adsorpsi dengan Zeolit Alam Diaktivasi .......................................... 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 43
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 43
5.2 Saran .................................................................................................................. 43
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 45
LAMPIRAN .................................................................................................................... 49
xii
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
Tabel 2.1 Baku mutu maksimum kadar Cr(VI) dalam industri .................................. 6
Tabel 2.2 Perbedaan adsorpsi fisika dan kimia .......................................................... 9
Tabel 2.3 Tipe, karakteristik, kegunaan, dan kelemahan beberapa adsorben ............ 10
Tabel 2.4 Komposisi zeolit alam ................................................................................ 18
Tabel 2.5 Penelitian terkait ......................................................................................... 21
Tabel 4.1 Hasil karakterisasi BET terhadap zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi .. 33
Tabel 4.2 Hasil uji XRF .............................................................................................. 35
Tabel 4.3 Hasil pengujian FT-IR zeolit dan zeolit diaktivasi ..................................... 37
Tabel B1 Adsorpsi konsentrasi 60 ppm laju alir 4 ml/menit ...................................... 53
Tabel B2 Adsorpsi konsentrasi 60 ppm laju alir 6 ml/menit ...................................... 53
Tabel B3 Adsorpsi konsentrasi 60 ppm laju alir 8 ml/menit ...................................... 54
Tabel B4 Adsorpsi konsentrasi 60 ppm laju alir 10 ml/menit .................................... 54
Tabel B5 Adsorpsi konsentrasi 80 ppm laju alir 4 ml/menit ...................................... 55
Tabel B6 Adsorpsi konsentrasi 80 ppm laju alir 6 ml/menit ...................................... 55
Tabel B7 Adsorpsi konsentrasi 80 ppm laju alir 8 ml/menit ...................................... 56
Tabel B8 Adsorpsi konsentrasi 80 ppm laju alir 10 ml/menit .................................... 56
Tabel B9 Adsorpsi konsentrasi 100 ppm laju alir 4 ml/menit .................................... 57
Tabel B10 Adsorpsi konsentrasi 100 ppm laju alir 6 ml/menit .................................... 57
Tabel B11 Adsorpsi konsentrasi 100 ppm laju alir 8 ml/menit .................................... 58
Tabel B12 Adsorpsi konsentrasi 100 ppm laju alir 10 ml/menit .................................. 58
Tabel C1 %Penyisihan konsentrasi 60 ppm laju alir 4 ml/menit ............................... 60
Tabel C2 %Penyisihan konsentrasi 60 ppm laju alir 6 ml/menit ............................... 60
Tabel C3 %Penyisihan konsentrasi 60 ppm laju alir 8 ml/menit ............................... 61
Tabel C4 %Penyisihan konsentrasi 60 ppm laju alir 10 ml/menit ............................. 61
Tabel C5 %Penyisihan konsentrasi 80 ppm laju alir 4 ml/menit ............................... 62
Tabel C6 %Penyisihan konsentrasi 80 ppm laju alir 6 ml/menit ............................... 62
Tabel C7 %Penyisihan konsentrasi 80 ppm laju alir 8 ml/menit ............................... 63
Tabel C8 %Penyisihan konsentrasi 80 ppm laju alir 10 ml/menit ............................. 63
Tabel C9 %Penyisihan konsentrasi 100 ppm laju alir 4 ml/menit ............................. 64
Tabel C10 %Penyisihan konsentrasi 100 ppm laju alir 6 ml/menit ............................. 64
Tabel C11 %Penyisihan konsentrasi 100 ppm laju alir 8 ml/menit ............................. 65
Tabel C12 %Penyisihan konsentrasi 100 ppm laju alir 10 ml/menit ........................... 65
xiii
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
Gambar 2.1 Diagram Eh-pH (Volt) untuk sistem kromium-oksigen-air....................... 7
Gambar 2.2 Grafik klasifikasi isoterm adsorpsi ............................................................ 14
Gambar 2.3 Struktur tiga dimensi zeolit ........................................................................ 16
Gambar 2.4 Struktur dasar ikatan SiO2 dan AlO2 dari zeolit ........................................ 16
Gambar 3.1 Rangkaian alat adsorpsi ............................................................................. 24
Gambar 3.2 Persiapan zeolit alam ................................................................................. 25
Gambar 3.3 Aktivasi zeolit alam menggunakan H2SO4 ................................................ 27
Gambar 3.4 Proses pembuatan larutan kerja Cr(VI) ..................................................... 28
Gambar 3.5 Proses adsorpsi .......................................................................................... 29
Gambar 3.6 Analisa Cr(VI) menggunakan spektrofotometer UV-VIS ......................... 30
Gambar 3.7 Diagram alir penelitian .............................................................................. 32
Gambar 4.1 Grafik distribusi pori zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi ..................... 34
Gambar 4.2 Grafik full isotherm BET untuk zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi .... 34
Gambar 4.3 Spektra IR zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi ..................................... 37
Gambar 4.4 Skema protonasi ........................................................................................ 38
Gambar 4.5 Mekanisme reaksi HCrO4- dengan gugus –OH, -NH2, dan –COOH ......... 38
Gambar 4.6 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 60 ppm dengan berbagai laju alir ..................................................... 39
Gambar 4.7 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 80 ppm dengan berbagai laju alir ..................................................... 39
Gambar 4.8 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 100 ppm dengan berbagai laju alir ................................................... 40
Gambar 4.9 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 4
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan .............................. 41
Gambar 4.10 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 6
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan .............................. 41
Gambar 4.11 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 8
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan .............................. 41
Gambar 4.12 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 10
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan .............................. 42
Gambar A.1 Pencarian panjang gelombang optimum menggunakan UV-VIS ............. 49
Gambar A.2 Pembuatan kurva kalibrasi ........................................................................ 49
Gambar A.3 Trial kolom besar ...................................................................................... 50
Gambar A.4 Trial kolom kecil ....................................................................................... 50
Gambar A.5 Larutan induk Cr(VI) 1000 ppm ............................................................... 50
Gambar A.6 Aktivasi zeolit alam .................................................................................. 51
Gambar A.7 Netralisasi ................................................................................................. 51
Gambar A.8 Adsorpsi .................................................................................................... 51
Gambar A.9 Sampling hasil adsorpsi ............................................................................ 52
Gambar A.10 Hasil uji UV-VIS ...................................................................................... 52
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Halaman
Lampiran A. Dokumentasi Kegiatan ............................................................................. 49
Lampiran B. Data Hasil Adsorpsi ................................................................................. 53
Lampiran C. Hasil Pengamatan ..................................................................................... 59
Lampiran D Hasil Uji FT-IR ........................................................................................ 66
Lampiran E Hasil Uji XRF ........................................................................................... 68
Lampiran F Hasil Uji BET ........................................................................................... 69
Lampiran G Daftar Riwayat Hidup .............................................................................. 74
xv
DAFTAR SIMBOL
Besaran Dasar Satuan Simbol
Absorbansi
Keasaman
Konsentrasi
Konsentrasi mula-mula
Konsentrasi akhir
Laju alir
Massa
Panjang gelombang
Suhu
Volume
Waktu
Waktu tinggal
absorbansi
pH
mol per liter
part per million (ppm)
part per million (ppm)
milliliter per menit
gram (g) dan miligram (mg)
nanometer (nm)
Celcius (oC)
liter (L) atau mililiter (mL)
menit (min)
menit (min)
A
pH
M
C0
C
F
m
λ
T
V
t
xvi
RINGKASAN
Ulul Azmi dan Ulul Azmi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Brawijaya, Penyisihan Cr(VI) dengan Zeolit Alam Diaktivasi Asam Sulfat dalam Kolom
Adsorpsi , Dosen Pembimbing: Bambang Ismuyanto dan A. S. Dwi Saptati N. H.
Air limbah industri penyamakan kulit yang masih mengandung logam berat kromium
heksavalen (Cr(VI)) dengan kadar sekitar 80 ppm, memerlukan penanganan khusus agar
limbah tersebut dapat dilepas ke lingkungan sesuai dengan kadar maksimum yang
diijinkan, yaitu 0,1 ppm. Logam Cr(VI) tergolong sebagai B3 (Bahan Beracun dan
Berbahaya) yang sangat mudah larut dalam air dan bentuk ionnya sangat selektif terhadap
pH larutannya. Kadar Cr(VI) di dalam limbah dapat diturunkan dengan cara adsorpsi
menggunakan zeolit alam. Zeolit alam diaktivasi dengan asam sulfat untuk meningkatkan
kemampuan adsorpsi Cr(VI). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju alir Cr(VI)
dalam proses adsorpsi menggunakan zeolit alam diaktivasi H2SO4 0,5 M dalam kolom
adsorpsi serta untuk mengetahui % penyisihan adsorpsi limbah Cr(VI) dengan zeolit alam
diaktivasi H2SO4 0,5 M.dalam kolom adsorpsi. Zeolit alam diaktivasi menggunakan H2SO4
0,5 M dengan pengadukan homogen selama 2 jam untuk meningkatkan luas permukaan
Zeolit alam. Adsorpsi dilakukan selama 39 menit dengan variasi laju alir 4, 6, 8, dan 10
ml/menit dan dengan berbagai konsentrasi awal umpan larutan Cr(VI) yaitu 60 ppm, 80
ppm, dan 100 ppm.
Hasil dari pengujian FTIR pada zeolit alam, ditunjukkan dengan munculnya gugus
fungsi setelah diaktivasi adalah gugus –OH alkohol. Hasil dari pengujian BET
menunjukkan bahwa luas permukaan zeolite alam diperoleh peningkatan luas dari 2.94611
m2/g menjadi 6.77232 m
2/g setelah diaktivasi. Persen penyisihan optimum adsorpsi terjadi
pada variabel dengan konsentrasi larutan umpan Cr (VI) terkecil yaitu 60 ppm dan
kecepatan laju alir terkecil pula yaitu 4 ml/menit, dengan hasil penyisihan Cr(VI) terbesar
sebesar 19,09 %.
Kata kunci: Zeolit alam, Asam sulfat, adsorpsi, Cr(VI)
xvii
SUMMARY
Ulul Azmi and Ulul Azmi, Department of Chemical Engineering, Faculty of
Engineering, Brawijaya University, Cr (VI) Removal with Natural Zeolite Activated
Sulfuric Acid in Adsorption Column, Supervisor: Bambang Ismuyanto and A. S. Dwi
Saptati N. H.
The tannery leather waste water which still contains heavy metal chromium
hexavalent (Cr (VI)) with a concentration of about 80 ppm, requires special handling to
allow the waste to be released into the environment at the maximum allowable level of 0.1
ppm. The Cr (VI) metal is classified as B3 (Toxic and Hazardous Substances) which is
highly soluble in water and the ionic form is highly selective against the pH of the solution.
Cr (VI) levels in the waste can be derived by adsorption using natural zeolite. Natural
zeolite was activated with sulfuric acid to improve the adsorption capacity of Cr (VI). The
purpose of this research knowing the flow rate of Cr (VI) in the process of adsorption using
the zeolite of activated by H2SO4 0,5 M in the adsorption column and known the %
removal of Cr (VI) waste adsorption with natural zeolite activated by H2SO4 0,5 M in the
adsorption column . Natural zeolite was activated using 0.5 M H2SO4 with homogeneous
stirring for 2 hours to increase the surface area of natural zeolite. Adsorption was
conducted for 39 minutes with variation of 4, 6, 8, and 10 ml / minute flow rate and initial
concentration variation (C0) Cr (VI) solution that is 60 ppm, 80 ppm and 100 ppm.
The result of FTIR testing on natural zeolite, shown by the emergence of
functional groups after activation is the -OH group of alcohols. The result of BET test
showed that the surface area of natural zeolite obtained an increase of area from 2.94611
m2 / g to 6.77232 m2 / g after activation. The optimum adsorption removal percentage
occurred in the variable with the smallest concentration of Cr (VI) feed solution of 60 ppm
and the smallest velocity of 4 ml / minute, with the largest Cr (VI) removal result of
19.09%.
Keywords: Natural zeolite, sulfuric acid, adsorption, Cr (VI)
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Semakin berkembangnya zaman, pembangunan di banyak sektor sangat pesat
meningkat, salah satunya adalah sektor industri. Namun tidak banyak manusia yang
memperhatikan aspek lain dibalik pesatnya pembangunan tersebut, salah satu
contohnya adalah aspek pencemaran lingkungan terutama berasal dari limbah cair
industri. Keberadaan limbah cair di lingkungan terutama pada perairan sangat
membahayakan bagi spesies dan makhluk hidup sehingga sangat diperlukan
penanganan akan limbah tersebut.
Salah satu industri yang mengeluarkan limbah dengan volume yang besar adalah
industri penyamakan kulit (Sugihartono, 2016). Industri penyamakan kulit
menghasilkan limbah sisa bahan penyamak kimia contohnya sodium sulfida, krom,
kapur dan amoniak. Limbah cair industri ini mengandung kromium. Zat kromium
dalam limbah ini berasal dari proses penyamakan kulit, dimana menggunakan 60-70%
senyawa kromium sulfat, karena tidak seluruh larutan kromium sulfat terserap oleh
kulit sehingga sisa dari kromium sulfat dikeluarkan dalam bentuk cairan sebagai
limbah cair saat terjadi proses penyamakan tersebut (Ulfin dkk, 2014).
Limbah kromium dari industri ini berupa kromium trivalen [Cr(III)] dan kromium
heksavalen [Cr(VI)]. Konsentrasi limbah kromiun yang tinggi pada limbah
penyamakan kulit akan menimbulkan pencemaran lingkungan sehingga dapat
berdampak buruk bagi sekitar. Kelebihan kromium dalam tubuh dapat berdampak
pada kesehatan. Limbah kromium trivalent jika teroksidasi menjadi ion kromium
bervalensi enam (heksavalen) akan lebih berbahaya karena bersifat toksik atau racun
(Cavaco, 2009). Kromium sulfat merupakan limbah kromium trivalen [Cr(III)]
kemudian di lingkungan dapat berubah secara spontan teroksidasi menjadi Cr(VI)
(Triatmojo,dkk, 2001). Konsentrasi limbah kromium heksavalen Cr(VI) yang
dihasilkan berkisar sekitar 80,067 mg/l (Wardhani dkk., 2012). Menurut DEPKES RI,
batas maksimal Cr(VI) dalam air sehat adalah 0,05 mg/L dan dalam air limbah sebesar
0,1 mg/L.
Berbagai metode telah dikembangkan untuk penyisihan limbah Cr(VI)
dilingkungan. Salah satunya adalah metode adsorpsi. Pada proses adsorpsi tetjadi
penyerapan molekul-molekul cairan oleh adsorben. Proses adsorpsi limbah Cr(VI)
2
secara optimal dapat dilakukan menggunakan biosorben dari ampas tebu yang
teraktivasi dan dilakukan pada kondis pH 2 (Afham, 2017). Proses adsorpsi dengan
zeolit alam yang telah diaktivasi dengan HCL 6M selama 4 jam dan pemanasan 150oC
selama 60 menit dapat mereduksi kadar logam Cr(VI) dalam limbah cair (Dian, 2012).
Proses adsorpsi dengan zeolit alam yang telah diaktivasi dengan H2SO4 0,5 M dengan
pengadukan selama 2 jam dan pemanasan 90oC selama 60 menit juga dapat mereduksi
kadar logam Cr(VI) dalam limbah cair (Wahidatun dkk., 2015).
Zeolit adalah salah satu adsorben alternatif, zeolit memiliki kemampuan adsorpsi
yang tinggi, memiliki permukaan berpori dan dapat diaplikasikan pada berbagai suhu
operasi yang luas, karena hal ini zeolit sangat cocok digunakan sebagai adsorben
(Utami, 2014). Zeolit tebagi menjadi dua macam, yaitu zeolit buatan atau sintesis, dan
zeolit alam. Zeolit alam terbentuk dialam oleh proses kimia dan fisika yang kompleks
dari batu-batuan (Lestari, 2010). Optimalisasi zeolit sebagai adsorben, pada umumnya
dilakukan melalui aktivasi. Ada dua macam jenis aktivasi, yaitu secara fisika dan
kimia, untuk proses aktivasi fisika, dapat dilakukan pemanasan sedangkan aktivasi
kimia, dapat dilakukan menggunakan larutan asam, seperti HCL dan H2SO4 (Dian,
2012). Zeolit yang telah mengalami aktivasi dapat digunakan sebagai adsorben logam
dengan kemampuan yang lebih baik dibandingkan sebelum diaktivasi
(Wahidatun,dkk, 2015). Proses adsorpsi dengan zeolit alam yang telah diaktivasi
dengan HCL 6M selama 4 jam dan pemanasan 150oC selama 60 menit dalam kolom
adsorpsi unggun tetap dengan tinggi unggun 20 cm dan ukuran partikel zeolit 80 mesh
dapat mereduksi kadar logam Cr(VI) dalam limbah cair (Dian, 2012).
Proses adsorpsi dapat dilakukan melalui beberapa metode, yaitu secara batch
maupun kontinyu. Proses secara batch biasanya digunakan untuk keperluan skala kecil
seperti di farmasi. Pada proses ini adsorben dan larutan umpan akan dikontakkan
dalam sebuah wadah. Untuk proses kontinyu bisa digunakan kolom adsorpsi sebagai
penahan adsorben. Larutan umpan akan kontak dengan adsorben didalam kolom
secara terus menerus hingga proses adsorpsi terjadi (Al-Degs dkk., 2009). Pada skala
komersil, adsorben biasanya berbentuk partikel kecil yang ditempatkan pada unggun
di dalam kolom. Larutan umpan biasanya berkontak dengan adsorben dan mengalir ke
bagian bawah dari kolom, namun beberapa kondisi desain juga terdapat kolom
adsorpsi unggun tetap dengan aliran larutan umpan ke atas (Geankoplis, 2003). Proses
kontinyu memiliki rata-rata daya adsorpsi yang lebih tinggi dibanding proses batch
(Adriyani&Mohammad, 2000). Penelitian ini dilakukan menggunakan zeolit alam
3
diaktivasi H2SO4 0,5 M untuk adsorpsi kontinyu dengan variasi laju alir larutan umpan
dan variasi konsentrasi Cr(VI).
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh laju alir umpan Cr(VI) pada proses adsorpsi menggunakan
zeolit alam diaktivasi H2SO4 0,5 M dalam kolom adsorpsi?
2. Bagaimana penyisihan adsorpsi limbah Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi
H2SO4 0,5 M dalam kolom adsorpsi?
1.3. Batasan Masalah
1. Konsentrasi H2SO4 yang digunakan adalah 0,5 M.
2. Tinggi kolom yang digunakan adalah 30 cm
3. Massa zeolit yang digunakan adalah 51 gram
4. Diameter bed yang digunakan adalah 2 cm
5. Limbah sintetis yang mewakili limbah cair industri penyamakan kulit dibuat
menggunakan senyawa K2Cr2O7 .
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi laju alir umpan Cr(VI) pada proses
adsorpsi menggunakan zeolit alam diaktivasi H2SO4 0,5 M dalam kolom
adsorpsi
2. Untuk mengetahui berapa besar penyisihan adsorpsi limbah Cr(VI) dengan
zeolit alam diaktivasi H2SO4 0,5 M dalam kolom adsorpsi
1.5. Manfaat Penelitian
1. Mengetahui laju alir umpan Cr(VI) pada proses adsorpsi yang paling efektif
dalam penyisihan ion Cr(VI) dalam limbah cair.
2. Mengetahui penyisihan adsorpsi limbah Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi
H2SO4 0,5 M dalam kolom adsorpsi.
4
Halaman ini sengaja dikosongkan
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kromium
Kromium adalah elemen yang secara alamiah ditemukan dalam konsentrasi yang
rendah pada batuan, hewan, tanah, debu, juga gas. Logam Cr murni tidak pernah
ditemukan di alam, logam ini seiring ditemukan dalam bentuk persenyawaan padat
atau mineral dengan unsur-unsur yang lain (Mukaromah, 2008). Kromium merupakan
logam transisi, memiliki massa atom 51,996 gram/mol, nomor atom 24, titik lebur
1907oC, dan massa jenis 7,19 g/cm3 (Callister, 2007). Logam ini memiliki tingkat
oksidasi +2 sampai +6, namun sering dijumpai adalah tingkat oksidasi +3 dan +6
(Cavaco, 2009).
Kromium masuk ke perairan melalui dua cara, yaitu secara alamiah dan non
alamiah. Masuknya krom secara alamiah dapat terjadi disebabkan oleh beberapa faktor
fisika, seperti erosi atau pengikisan yang terjadi pada batuan mineral. Disamping itu
debu-debu dan partikel-partikel krom yang di udara akan dibawa turun oleh air hujan.
Masuknya krom yang terjadi secara non alamiah lebih merupakan dampak atau
aktivitas yang dilakukan manusia. Sumber-sumber krom yang berkaitan dengan
aktivitas manusia dapat berupa limbah atau buangan industri sampai buangan rumah
tangga (Pratiwi, 2013). Industri penyamakan kulit termasuk salah satu industri yang
mengeluarkan limbah cair kromium dalam volume cukup besar (Sugihartono, 2016)
Limbah kromium yang dihasilkan dapat berupa kromium trivalen [Cr(III)] dan
kromium heksavalen [Cr(VI)]. Adanya limbah kromium dalam konsentrasi tinggi
dalam limbah penyamakan kulit akan menimbulkan pencemaran lingkungan dan akan
berdampak buruk bagi kesehatan. Karena kelebihan kromium yang ada di dalam tubuh
akan mengakibatkan berbagai gangguan pada kulit, saluran pernafasan, ginjal, dan
hati. Disamping itu limbah kromium trivalen akan menimbulkan masalah jika
teroksidasi menjadi ion kromium bervalensi enam (heksavalen) yang bersifat toksik
atau racun (Cavaco, 2009). Kromium sulfat merupakan limbah kromium trivalen
[Cr(III)] kemudian di lingkungan dapat berubah secara spontan teroksidasi menjadi
Cr(VI) (Triatmojo,dkk, 2001). Limbah krom yang dihasilkan berkisar antara 80,067
mg/l sampai 260,97 mg/l (Wardhani dkk., 2012). Batas maksimum krom(VI) yang
diperbolehkan oleh DEPKES RI dalam air sehat 0,05 mg/L sedangkan dalam air
limbah 0,1 mg/L.
6
Baku mutu maksimum kadar Cr(VI) dalam industri adalah sebagai berikut ini.
Tabel 2.1 Baku mutu maksimum kadar Cr(VI) dalam industri
Sumber Limbah Parameter Kadar Maksimum
(mg/L)
Industri Pelapisan Logam Krom Total 0,500
Krom Heksavalen (Cr6+) 0,100
Industri Penyamakan Kulit Krom Total 0,600
Industri Tekstil Krom Total 1,000
Industri Baterai Kering Krom Total 0,060
Limbah Cair secara Umum Krom Total 0,500
Krom Heksavalen (Cr6+) 0,100
Sumber : Kep. Men. Neg. LH. RI. Nomor KEP-58/MENLH/12/1995
Pada kondisi standar, Cr(VI) memiliki zona stabil pada rentang Eh dan pH yang
lebih kecil dibandingkan Cr(III). Sistem Cr-O-H untuk Cr(III), zona stabilnya terjadi
pada rentang Eh dan pH yang sangat besar, yaitu pada kondisi reduksi hingga oksidasi
dan pada kondisi asam hingga wujud logam. Untuk Cr(VI) umumnya terjadi pada
kondisi logam (pH>6) dan sebagai pengoksidasi (Eh>0). Pada pH 6 sampai 14, Cr(VI)
berwujud ion terlarut sebagai anion kromat (CrO42-) dengan nilai Eh (potensial redoks)
dari -0,1 V sampai dengan +0,9 V. Pada pH di bawah 5, Cr2O3 larut dalam air
membentuk Cr2OH2+ yang bersifat mudah larut (Guertin, dkk., 2004). Adsorpsi
optimum Cr(VI) adalah pada zona stabil yaitu pada pH 2.
7
Gambar 2.1 Diagram Eh-pH (Volt) untuk sistem kromium-oksigen-air (Guertin, dkk.,
2004).
Occupational Safety and Health Administration (OSHA) 3373-10 (2009)
menyatakan bahwa adanya Cr(VI) pada air limbah industri dapat menyebabkan
berbagai potensi masalah kesehatan sebagai berikut:
a. Kanker paru-paru bagi pekerja yang menghirup udara di sekitar area yang
mengandung Cr(VI).
b. Jika Cr(VI) terhirup, dapat menyebabkan iritasi atau merusak hidung,
kerongkongan, dan paru-paru (saluran pernafasan).
c. Iritasi atau merusak mata dan kulit jika Cr(VI) mengalami kontak dengan organ-
organ ini.
d. Cr(VI) dapat menyebabkan luka bakar.
e. Jika Cr(VI) terpapar ke dalam organ manusia, dapat menyebabkan kerusakan
genetik secara turun temurun yang merusak kesuburan dan membahayakan janin.
f. Bahan ini bersifat toksik dan jika kontak dengan bahan yang mudah terbakar
dapat mengakibatkan kebakar.
2.2. Adsorpsi
2.2.1. Definisi Adsorpsi
Adsorpsi adalah akumulasi atau pemekatan suatu zat pada permukaan
atau layar interfase zat lain. Pada adsopsi dikenal beberapa istilah, yaitu
adsorben atau fase pengadsorb dan adsorbat atau material yang diadsorb.
8
Adsorpsi dapat terjadi antara 2 fasa, yaitu cair-cair, cair padat, gas-cair dan
gas padat (Cecen, 2012).
2.2.2. Jenis Adsorpsi
Adsorpsi dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu (Sawyer dkk,1994):
1. Adsorpsi fisik
Adsorpsi fisik disebabkan oleh gaya tarik Van der Waal’s yang
lemah antar molekul. Molekul yang teradsorpsi bergerak bebas di sekitar
permukaan adsorben. Apabila gaya tarik molekuler antara zat terlarut
dengan adsorben itu lebih besar daripada gaya tarik antara zat terlarut
dengan pelarut, maka zat terlarut akan teradsopsi di permukaan adsorben.
Adsopsi fisik ini biasanya dapat berlangsung secara bolak-balik.
2. Adsorpsi kimiawi
Adsorpsi kimiawi disebabkan oleh gaya tarik yang lebih besar. Zat
yang teradsorpsi membentuk lapisan di atas permukaan adsorben berupa
molekul-molekul yang tidak bebas bergerak dari permukaan satu ke
permukaan lainnya. Jika seluruh permukaan tertutup oleh lapisan
monomolekuler maka kapistas adsorben telah maksimal. Adsorpsi
kimiawi jarang yang bersifat bolak-balik.
3. Adsorpsi pertukaran
Adsorpsi pertukaran disebabkan oleh tarikan listrik antara adsorbat
dan permukaan adsorben. Ion dari suatu zat memiliki peran penting
dalam adsorpsi ini. Ion akan terkonsentrasi di permukaan adsorben
sebagai hasil tarikan elektrostatik ke tempat yang bermuatan berlawanan.
Pada umumnya, ion dengan muatan yang lebih besar seperti ion valensi
tinggi akan tertarik lebih kuat menuju tempat yang bermuatan lebih kecil
seperti ion monovalent. Ion yang berukuran lebih kecil juga mempunyai
tarikan yang lebih besar.
9
Untuk perbedaan lebih jelas antara adsorpsi fisika dan kimia dapat dilihat pada
Tabel 2.2 :
Tabel 2.2 Perbedaan adsorpsi fisika dan kimia
Karakteristik Adsorpsi Fisika Adsorpsi Kimia
Gaya Gaya tarik diakibatkan oleh
gaya Van der Waals
Gaya tarik diakibatkan
ikatan kimia
Lapisan Banyak lapisan atau multi
layer
Satu lapisan atau single
layer
Energi aktivasi Kurang dari 1 kkal/gmol 10-60 kkal/gmol
Suhu Terjadi pada suhu di bawah
titik didih adsorbat
Dapat terjadi pada suhu
tinggi
Kemampuan adsorpsi Bergantung pada adosrbat Bergantung pada
adsorben dan adsorbat
Jumlah zat yang
teradsorp
Sebanding dengan naiknya
tekanan
Sebanding dengan
banyaknya inti aktif
adsorben yang bereaksi
dengan adsorbat
Driving force
Tidak ada transfer elektron,
walaupun dimungkinkan
terjadi polarisasi
Ada transfer elektron
terbentuk ikatan antara
zat yang teradsorpsi
dengan permukaan
adsorben
Panas adsorpsi 5-10 kkal/gmol gas 10-100 kkal/gmol gas
Sumber : Seader dan Henley, 1998
2.2.3. Adsorben
Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap zat atau komponen tertentu
dari suatu fase fluida. Adsorben adalah zat atau material yang mempunyai
kemampuan untuk mengikat dan mempertahankan cairan atau gas didalamnya.
Adsorben merupakan material berpori, dan proses adsorpsi berlangsung di dinding
poripori atau pada lokasi tertentu pada pori tersebut (Hendra, 2008).
Adsorben dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu sebagai berikut (Hendra,
2008):
10
a. Adsorben tidak berpori (non-porous sorbents)
Adsorben tidak berpori dapat diperoleh dengan cara presipitasi deposit
kristalin seperti BaSO4 atau penghalusan padatan kristal. Luas permukaan
spesifiknya kecil, tidak lebih dari 10 m2/g dan umumnya antara 0.1 s/d 1 m2/g.
Adsorben tidak berpori seperti filter karet (rubber filters) dan karbon hitam
bergrafit (graphitized carbon blacks) adalah jenis adsorben tidak berpori yang
telah mengalami perlakuan khusus sehingga luas permukaannya dapat mencapai
ratusan m2/g.
b. Adsorben berpori (porous sorbents)
Luas permukaan spesifik adsorben berpori berkisar antara 100 s/d 1000
m2/g. Biasanya digunakan sebagai penyangga katalis, dehidrator, dan penyeleksi
komponen. Adsorben ini umumnya berbentuk granular.
Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and Applied Chemistry
(IUPAC) adalah :
1. Mikropori : Diameter < 2 nm
2. Mesopori : Diameter 2 < d < 50 nm
3. Makropori : Diameter d > 50 nm
Beberapa jenis adsorben berpori yang telah digunakan secara komersial antara
lain adalah karbon aktif, zeolit, silika gel, dan activated alumina.
Tabel berikut memberikan perbedaan mengenai karakteristik adsorben beserta
kegunaan dan kerugiannya :
Tabel 2.3 Tipe, karakteristik, kegunaan, dan kelemahan beberapa adsorben
Tipe Karakteristik Kegunaan Kelemahan
Karbon Aktif Hidrofobik
Pemisahan polutan
organik
Sulit untuk
digenerasi
Zeolit Hidrofobik, polar
Pemisahan udara,
dehidrassi
Kapasitas total
renda
Silika Gel
Kapasitas tinggi,
hidrofobik
Pengeringan aliran
gas
Pemisahan tidak
efektif.
Activated Alumina
Kapasitas tinggi,
hidofilik
Pengeringan aliran
gas
Pemisahan tidak
efektif
Sumber : Hendra, 2008
11
Terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh suatu adsorben sehingga
dapat digunakan sebagai adsorben komersial, yaitu sebagai berikut (Hendra, 2008):
1. Memiliki permukaan yang besar per unit massanya sehingga kapasitas
adsorpsinya akan semakin besar pula.
2. Secara alamiah dapat berinteraksi dengan adsorbat pasangannya.
3. Ketahanan struktur fisik yang tinggi.
4. Mudah diperoleh, harga tidak mahal, tidak korosif, dan tidak beracun.
5. Tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses adsorpsi.
6. Mudah dan ekonomis untuk diregenerasi. Dalam artian memiliki
kemampuan untuk diregenerasi setelah digunakan. Proses regenerasi
diharapkan dapat berlangsung efisien sehingga tidak mengurangi kapasitas
adsorpsi serta sifat mekanik dari adsorben itu sendiri (Thomas, 2008).
7. Memiliki sifat kinetik yang baik. Dalam artian adsorben mampu
mentransfer molekul adsorbat menuju sisi adsorpsi secara tepat (Thomas,
2008).
2.2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi
Berikut ini merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap proses
adsorpsi:
1. Waktu kontak dan pengadukan
Waktu kontak diperlukan untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi.
Pengadukan perlu dilakukan untuk meningkatkan difusi adsorbat melalui
adsorben, sehingga mempercepat adsorpsi (Fajar, 2012).
2. Tekanan
Pada adsorpsi fisika, kenaikan tekanan dapat menaikkan jumlah yang
diadsorpsi. Sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan adsorbat justru
akan mengurangi jumlah yang teradsorpsi (Hendra, 2008).
3. Suhu
Pada saat suatu molekul atau adsorbat melekat pada permukaan
adsorben, akan terjadi pembebasan sejumlah energi. Peristiwa adsorpsi ini
terjadi secara eksotermis (Hendra, 2008). Kecepatan adsorpsi akan naik pada
suhu yang lebih rendah dan akan turun pada suhu yang tinggi (Fajar, 2012).
4. pH
Pengaruh pH pada adsorpsi terjadi secara kompleks, antara lain dapat
12
merubah sifat permukaan adsorben, sifat molekul adsorbat dan perubahan
komposisi larutan (Fajar, 2012).
5. Kemurnian adsorben
Adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsorpsi yang lebih
baik (Hendra, 2008). Kemurnian adsorben dapat ditingkatkan melalui proses
aktivasi. Adsorben buatan lebih banyak digunakan daripada adsorben alam,
hal ini dikarenakan adsorben buatan memiliki kemurnian yang lebih baik
(Fajar, 2012).
6. Ukuran molekul adsorbat
Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal yang penting agar proses
adsorpsi dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat diadsorpsi adalah
molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter
pori adsorben (Hendra, 2008). Kecepatan adsorpsi menurun seiring dengan
kenaikan ukuran adsorbat (Fajar, 2012).
7. Konsentrasi adsorbat
Adsorpsi akan meningkat seiring kenaikan konsentrasi adsorbat.
Adsorpsi akan berhenti jika kesetimbangan antara konsentrasi adsorbat yang
diserap dengan konsentrasi adsorben yang tersisa dalam larutan terpenuhi
(Fajar, 2012).
8. Luas permukaan adsorben
Luas permukaan sangat berpengaruh dalam proses adsorpsi. Hal ini
dikarenakan luas permukaan berkaitan terhadap tersedianya tempat adsorpsi.
Semakin luas permukaan adsorben, maka semakin banyak adsorbat yang
diserap, sehingga proses adsorpsi semakin efektif (Fajar, 2012). Dalam
proses adsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk
meningkatkan luas permukannya karena luas permukaan adsorben
merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi proses adsorpsi
(Hendra, 2012).
2.3. Proses Adsorpsi
Proses adsorpsi dapat dilakukan melalui beberapa cara, yaitu secara batch
maupun kontinyu. Proses batch merupakan kondisi dimana sistem adsorpsi tidak
ada input maupun output. Dalam artian proses adsorpsi secara batch biasanya
terjadi dalam sebuah wadah ataupun bejana. Proses batch sendiri memerlukan
13
waktu operasi yang relatif lebih lama. Sedangkan proses kontinyu merupakan
kondisi dimana selama adsorpsi berlangsung terdapat input maupun output secara
terus menerus. Proses adsorpsi secara kontinyu dapat dilakukan pada sebuah
reaktor continuous stirred tank reactor, fixed bed ataupun packed bed.
Proses secara kontinyu memiliki beberapa keunggulan dibandingkan proses
batch, yaitu (Harriot, 2003):
1. Waktu tinggal di reaktor yang relatif singkat membuat volume reaktor yang
dibutuhkan lebih kecil dibandingkan proses batch.
2. Proses secara kontinyu bisa menghasilkan produk 24 jam sehari selama
berminggu-minggu dalam satu waktu periode produksi, sedangkan secara
batch menghasilkan produk sekitar separuh waktunya.
3. Kontrol suhu lebih mudah karena laju reaksi konstan dan laju pelepasan
panas tidak berubah seiring waktu, seperti pada reaktor batch.
4. Konversi dan selektivitas dapat dikontrol dengan baik, dibandingkan proses
batch yang akan bervariasi dari satu periode produksi ke periode produksi
lainnya.
Kelemahan utama proses secara kontinyu yaitu laju reaksi hampir selalu lebih
rendah dari laju rata-rata reaksi batch. Dalam kebanyakan kasus, laju reaksi batch
menurun seiring naiknya konversi, dan pada proses kontinyu laju reaksi sama
dengan laju reaksi akhir pada reaktor batch (Harriot, 2003).
Dari beberapa analisa mengenai proses secara batch maupun kontinyu,
maka proses kontinyu memiliki keunggulan bila digunakan dalam adsorpsi.
Adsorpsi secara kontinyu dilakukan pada sebuah kolom fixed bed yang di
dalamnya terdapat adsorben.
2.4 Kesetimbangan Adsorpsi
Secara umum, proses adsorpsi terjadi perpindahan massa eksternal solut dari
fasa cairan ke adsorben yang dilanjutkan dengan perpindahan massa internal pada
adsorben (difusi intrapartikel). Berbagai ekperimen telah dilakukan untuk
memperoleh data untuk aplikasi khusus adsorpsi, namun masih kurang memadai.
Oleh karena itu, metode prosedur desain empiris berdasarkan kesetimbangan
adsorpsi yang umum digunakan untuk memperkirakan performansi dari adsorpsi.
Kesetimbangan adsorpsi merupakan konsep dinamik yang diperoleh ketika laju
adsorpsi solut ke permukaan adsorben sama dengan laju desorpsi solut dari fasa
14
cairan. Kesetimbangan adsorpsi menunjukkan hubungan antara konsentrasi solut
pada fasa padatan (qe) dan konsentrasi solut pada fasa cairan (Ce). Kesetimbangan
adsorpsi diperlukan untuk mengevaluasi kapasitas dari suatu adsorben.
Kesetimbangan adsorpsi dapat ditunjukkan oleh persamaan-persamaan isoterm
adsorpsi. Isoterm adsorpsi diklasifikasikan menjadi 6 tipe oleh Brunauer,
Deming, Deming dan Teller (sistem B.D.D.T). Klasifikasi dari isoterm adsorpsi
dapat ditunjukkan oleh Gambar 2.2. (Fletcher,2008).
Gambar 2.2 Grafik klasifikasi isoterm adsorpsi (Fletcher,2008)
6 klasifikasi dari isotherm adsorpsi dapat dijelaskan sebagai berikut (Basic
Operating Principles of the Sorptomatic 1990):
1. Isoterm tipe I
Isoterm tipe I umumnya berlangsung pada adsorben yang ukuran porinya
didominasi oleh mikropori. Contoh adsorpsi yang termasuk dalam isoterm tipe I
adalah adsorpsi nitrogen oleh karbon pada 77 K dan adsorpsi amonia pada arang
pada 273 K.
2. Isoterm tipe II
Adsorpsi fisika gas oleh padatan tak berpori termasuk dalam klasifikasi isoterm
tipe II. Karbon yang memiliki pori berupa micropore dan mesopore akan
menghasilkan isoterm tipe II.
15
3. Isoterm tipe III
Plot grafik dari isoterm tipe III menghasilkan bentuk konveks terhadap tekanan
relatif. Klasifikasi isoterm ini merupakan karakteristik dari interaksi lemah antara
adsorbat dengan adsorben. Isoterm tipe ini umumnya berlangsung pada adsorben tak
berpori dan adsorben berpori mikro. Interaksi lemah antara adsorbat dan adsorben
menyebabkan sedikit adsorbat yang teradsorp pada kondisi tekanan relatif rendah,
tetapi ketika suatu molekul telah teradsorp pada adsorption site utama, akan terjadi
interaksi yang kuat antara adsorbat dengan adsorben. Interaksi kuat tersebut menjadi
driving force bagi proses adsorpsi sehingga mempercepat penyerapan adsorbat pada
tekanan relatif yang lebih tinggi. Contoh adsorpsi yang mengikuti isoterm ini adalah
adsoprsi molekul air pada karbon yang didasarkan pada oksigen.
4. Isoterm tipe IV
Isoterm tipe IV disebut juga hysteresis loop. Isoterm tipe ini umumnya terjadi
pada adsorben dengan ukuran pori berupa mesopore. Tipe isoterm ini memiliki
bentuk unik untuk tiap sistem adsorpsi.
5. Isoterm tipe V
Isoterm tipe V memiliki bentuk grafik konveks terhadap tekanan relatif dan
merupakan karakteristik dari interaksi lemah antara adsorbat dengan adsorben.
Tipe isoterm ini terjadi pada padatan dengan ukuran pori berupa micropore atau
mesopore. Contoh adsorpsi yang mengikuti isoterm ini adalah adsoprsi molekul air
pada karbon.
6. Isoterm tipe VI
Isoterm tipe VI sering dikenal sebagai hypothetical isoterm. Bentuk grafik dari
isoterm ini disebabkan karena formasi lengkap dari lapisan-lapisan
monomolekular sebelum terjadi peningkatan menuju ke lapisan subsequent. Contoh
adsorpsi yang mengikuti isoterm tipe VI adalah adsorpsi krypton oleh karbon hitam
pada 90 K.
2.5 Zeolit
2.5.1. Pengertian Zeolit
Zeolit adalah mineral dengan struktur kristal alumino silikat yang berbentuk
rangka (framework) tiga dimensi, mempunyai rongga dan saluran, serta
mengandung ion Na, K, Mg, Ca dan Fe serta molekul air. Sejak tahun 1984
tersebut, zeolit telah diklasifikasi sebagai suatu jenis mineral tersendiri, yang
16
sebelumnya sering dimasukkan jenis batuan lempung (clay materials) atau jenis
mineral silikat. (Thamzil & Husen, 2002).
Zeolit terdapat secara alami didaerah batuan sedimen di sekitar daerah gunung
api atau mengendap sebagai batuan sedimen, pada bagian tanah jenis basalt di
daerah sumber air panas (hot spring). Komposisi kimia zeolit alam ini banyak
tergantung pada kondisi hidrotermal lingkungan lokal, seperti suhu, tekanan uap air
setempat dan komposisi air tanah lokasi kejadiannya. Hal ini menyebabkan zeolit
alam dari suatu lokasi, meskipun mempunyai warna dan tekstur yang sama tetapi
mungkin berbeda berbeda dalam komposisi kimia dari yang diperoleh dari tempat
lain karena adanya campuran mineral lainnya berupa partikel halus sebagai
impuritis. Zeolit di Indonesia ditemukan pada tahun 1980 oleh PPTM bandung
yang terdapat pada 46 lokasi dengan jumlah endapan ribuan ton (Thamzil & Husen,
2002).
2.5.2. Struktur Zeolit
Gambar 2.3 Struktur tiga dimensi zeolit (Ansha, 2009)
Gambar diatas memperlihatkan struktur tiga dimensi dari ikatan SiO2 dan AlO2
dari zeolit yang berbentuk tetrahedral dengan tiap atom silikon dan alumunium
dikelilingi oleh oksigen.
Gambar 2.4 Struktur dasar ikatan SiO2 dan AlO2 dari zeolit (Ansha, 2009)
Gambar 2.4 memperlihatkan bahwa empat ikatan tetravalen silikon dengan
alumunium adalah negatif, sehingga dibutuhkan ion bermuatan positif untuk
17
menetralkan senyawa tesebut, seperti kation alkali atau alkali tanah yang
diindikasikan sebagai rumus umum zeolit (Ansha, 2009).
2.5.3. Sifat Kimia Zeolit
Zeolit memiliki beberapa sifat kimia yang umum diantaranya :
1. Dehidrasi atau melepaskan molekul H2O
Zeolit akan melepaskan molekul H2O apabila dipanaskan. Pada umumnya
struktur kerangka zeolit akan menyusut. Tetapi, kerangka dasarnya tidak
mengalami perubahan secara nyata. Disini molekul H2O seolah-olah
mempunyai posisi yang spesifikdan dapat dikeluarkan secara reversibel.
2. Adsorben dan penyaring molekuler
Zeolit memiliki struktur yang berongga, sehingga zeolit mampu menyerap
sejumlah besar molekul yang berukuran kecil atau sesuai dengan ukuran
rongganya. Selain yang telah terdehidrasi merupakan adsorben yang selektif
dan mempunyai efektivitas adsorpsi yang tinggi.
3. Katalis
Zeolit memiliki pusat-pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pusat-pusat
tersebut terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun
Lewis. Perbandingan kedua jenis asam ini tergantuung pada proses aktivasi
zeolit dan kondisi reaksi (Ansha, 2009).
2.5.4. Jenis Zeolit
Zeolit dibagi menjadi dua, yaitu zeolit sintesis dan zeolit alam. Zeolit alam
terbentuk karena adanya proses kimia dan fisika yang kompleks dari batu-
batuan yang mengalami berbagai macam perubahan di alam (Lestari, 2010).
Adapun secara umum perbedaan zeolit alami dan zeolit sintetik adalah
1. Zeolit sintetik dibuat dari energi yang berasal dari proses kimia, sedangkan
zeolit alami berasal dari proses alamiah di alam.
2. Zeolit sintetik mempunyai perbandingan alumina : silikat (1:1), sedangakan
zeolit alam pada umumnya (5:1).
18
3. Zeolit alam mempunyai ketahanan yang lebih baik dalam asam daripada zeolit
sintetik.
Tabel 2.4 Komposisi zeolit alam
Komposisi % Berat
SiO2 68,26
Al2O3 12,99
CaO 2,09
MgO 0,83
MnO 0,06
K2O 4,11
TiO2 0,23
Seumber : Ansha, 2009
2.5.5. Aktivasi Zeolit
Optimalisasi zeolit sebagai adsorben dapat dilakukan melalui aktivasi secara
fisis maupun kimia. Setelah zeolit mengalami aktivasi dapat digunakan sebagai
adsorben logam dengan kemampuan yang lebih baik dibandingkan sebelum
diaktivasi (Wahidatun, dkk, 2015). Aktivasi zeolit alam dapat dilakukan baik
secara fisika maupun secara kimia. Aktivasi secara fisika dilakukan melalui
pengecilan ukuran butir, pengayakan, dan pemanasan pada suhu tinggi, tujuannya
untuk menghilangkan pengotor-pengotor organik, memperbesar pori, dan
memperluas permukaan. Sedangkan aktivasi secara kimia dilakukan melalui
pengasaman. Tujuannya untuk menghilangkan pengotor anorganik (Lestari,
2010).
2.6 Waktu Tinggal
Berbeda dengan sistem operasi di batch mana selama reaksi berlangsung tidak ada
aliran yang masuk atau meningggalkan sistem secara berkesinambungan, maka di
dalam reaktor alir (kontinyu), baik umpan maupun produk akan mengalir secara terus
menerus. Sistem seperti ini memungkinkan untuk bekerja pada suatu keadaan dimana
operasi berjalan secara keseluruhan daripada sistem berada dalam kondisi stasioner.
Ini berarti bahwa baik aliran yang masuk, aliran keluar maupun kondisi operasi reaksi
19
di dalam reaktor tidak lagi berubah oleh waktu. Pengertian waktu reaksi tidak lagi
sama dengan lamanya operasi berlangsung, tetapi akivalen dengan lamanya reaktan
berada di dalam reaktor. Penyataan terakhir ini biasa disebut waktu tinggal campuran
di dalam reaktor, yang besarnya ditentukan oleh laju alir campuran yang lewat serta
volume reaktor di mana reaksi berlangsung (Anis,dkk., 2009).
Secara sederhana, waktu tinggal dalam reaktor alir tangki berpengaduk pada
keadaan steady adalah volume tangki terisi cairan dibagi dengan kecepatan alir umpan
yang masuk sehingga dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Fogler, 1992) :
F
V (2-1)
Sedangkan pada reaktor alir pipa, “space time” lebih penting dari pada waktu
tinggal. Pada reaktor alir, space time ( ) didefinisikan sebagai ratio volume reaktor
terhadap kecepatan aliran yang dinyatakan dalam volume per satuan waktu, atau dapat
ditulis dengan persamaan: (Anis,dkk., 2009)
vF
V (2-2)
dengan:
V = volume reaktor yang ditempati oleh zat alir, jadi tidak termasuk volume
pengaduk, volume coil untuk pertukaran panas yang dimasukkan ke dalam reaktor
dan volume kosong di atas larutan.
Fv = Kecepatan pemasukan dalam volume (supaya dinytakan dengan tegas
diukur pada suhu dan tekanan berapa) per satuan waktu.
Biasanya, kecepatan pemasukan dalam volume diukur pada keadaan standar.
Sangat mudah untuk menghitung kecepatan pada keadaan suhu dan tekanan
pemasukan.
Jika pada suatu saat dijumpai nilai ”space time” yang tidak diberi keterangan
diukur pada suhu dan tekanan berapa, dapat diartikan bahwa ”space time” diukur pada
suhu dan tekanan pada waktu masuk reaktor dan sebaiknya ditulis sebagai berikut
(Levenspiel, 1999) :
0vF
V (2-3)
dengan:
20
Fv0 = kecepatan pemasukan, volume/waktu diukur pada suhu dan tekanan umpan
masuk reaktor dan X = 0.
”Space time” tidak harus selalu sama dengan waktu tinggal rata-rata zat alir dalam
reaktor. Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan jumlah molekul sebelum dan
sesudah reaksi, suhu, dan tekanan dalam reaktor yang berbeda dengan suhu dan tekanan
yang dipakai dasar pengukuran kecepatan volume.
”Space Time”, akan sama dengan waktu tinggal rata-rata jika persayaratan di bawah
ini dipenuhi.
1. Suhu dan tekanan di seluruh reaktor konstan.
2. Rapat campuran zat pereaksi dan zat hasil reaksi dalam reaktor tidak dipengaruhi
oleh konversi. Jika zat pereaski dalam fase gas, berarti jumlah molekul sebelum dan
sesudah reaksi harus sama atau =0.
3. Kecepatan volume Fv diukur pada suhu dan tekanan umpan masuk ke dalam reaktor.
Jadi ”space time” merupakan variabel yang tidak tergantung pada keadaan operasi di
dalam reaktor, sedang waktu tinggal rata-rata (mean residence time) baru dapat dihitung
setelah proses, suhu, dan tekanan dalam reaktor ditentukan.
21
2.7 Penelitian Terkait
Tabel 2.5 Penelitian terkait
No. Nama Judul Penelitian Metode Hasil
1. Khoirul Wahyu
Wahidatun,
Didik
Krisdiyanto,
Khamidinal,
Irwan Nugraha
(2015)
Kesetimbangan, Kinetika
dan Termodinamika
Adsorpsi Logam Cr(VI)
Pada Zeolit Alam dari
Klaten Yang Teraktivasi
Asam Sulfat
Zeolit alam ukuran 150 mesh, dicuci
dengan akuades (perbandingan 1:10
w/v), zeolit alam 100 gram
dimasukkan dalam gelas beker 1000
ml direndam dalam larutan H2SO4
0,5 M. Pengadukan selama 120
menit. Penucian dengan aquades
sampai netral (pH 7) dan
dikeringkan dalam oven 90oC.
Zeolit alam mengalami perubahan luas
permukaan dari 76,45 m2/g menjadi 108,46
m2/g. Kesetimbangan adsorpsi menunjukkan
pola isoterm adsorpsi secara batch logam Cr(VI)
oleh zeolit alam dan zeolit alam teraktivasi asam
sulfat mengikuti model isoterm Freundlich.
Penyisihan logam Cr(VI) lebih dari 90%
menggunakan zeolit teraktivasi asam sulfat
2.
Dian
Kresnadipayana,
(2012)
Pemanfaatan Zeolit Alam
dan Limbah kayu Aren
untuk Menurunkan Logam
Cr(VI) pada Limbah Cair
Batik
Zeolit alam 80 mesh diaktivasi
dengan HCL 6M selama 4 jam
pemanasan 150oC selama 60 menit,
kolom adsorpsi dengan tinggi bed 20
cm dan limbah Cr(VI) konsentrasi
80 ppm
Kolom adsorpsi zeolit alam dapat menurunkan
kadar logam Cr(VI) dengan elusi satu kali
sebesar 99,97 %
22
No. Nama Judul Penelitian Metode Hasil
3. Afham Kilmi
dan Ajeng
(2017)
Studi Kapasitas Adsorpsi
Karbon Aktif Dari Ampas
Tebu Teraktivasi KOH
PadaA Penyisihan Logam
Cr(VI)
Pembuatan karbon aktif
menggunakan ampas tebu dengan
suhu karbonisasi 600oC dan aktivasi
menggunakan KOH 2M ,adsorpsi
dilakukan pada rentang pH asam dan
pada rentang konsentrasi Cr(VI) 20-
100 ppm
pH asam terbaik untuk adsorpsi larutan Cr(VI)
dengan menggunakan karbon aktif dari ampas
tebu teraktivasi KOH yaitu pada pH 2.
4. Rahma
Shafirinia,
Irawan Wisnu
Wardana,
Wiharyanto
Oktiawan
(2016)
Pengaruh Variasi Ukuran
Adsorben Dan Debit
Aliran Terhadap
Penurunan Khrom (Cr)
Dan Tembaga (Cu)
Dengan Arang Aktif Dari
Limbah Kulit Pisang Pada
Limbah Cair Industri
Pelapisan Logam
(Elektroplating) Krom
Pembuatan karbon aktif
menggunakan kulit pisang dengan
suhu karbonisasi 400oC dan aktivasi
menggunakan NaOH 1 N ,adsorpsi
dilakukan secara batch dan kontinu
pada berbagai laju alir dan pada
rentang konsentrasi Cr(VI) tertentu
Debit aliran terkecil pada logam berat Cr dan
Cu, yaitu 50 mL/menit memiliki kapasitas
adsorpsi terbesar, tetapi memiliki kecepatan
adsorpsi terkecil dibandingkan dengan debit
yang lainnya, yaitu 75 mL/menit dan 100
mL/menit
23
24
23
BAB III
METODE PENELITIAN
Metode untuk penelitian pada judul ini adalah metode penelitian eksperimental yang
kuantitatif pada skala laboratorium. Zeolit Alam sebagai adsorben diaktivasi dengan
H2SO4 (Asam Sulfat), sedangkan limbah sintetis Cr(VI).digunakan sebagai adsorbat
dalam percobaan ini.
3.1 Tempat Penelitian
Penelitian tentang adsorpsi limbah Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi H2SO4 (Asam
Sulfat) dilakukan di Laboratorium Sains, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Brawijaya Malang. Di laboratorium ini juga dilakukan analisa konsentrasi
Cr(VI) setelah mengalami proses adsorpsi menggunakan alat spektrofotometer UV-VIS,
Analisa FT-IR (Fourier Transform Infrared) untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat
pada zeolit alam baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi dengan H2SO4 (Asam
Sulfat) dilaksanakan di Laboratorium Sentral (Laboratorium Mineral dan Material Maju),
Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang. Analisa XRF (X-Ray
Fluoresence) untuk mengetahui kandungan unsur bahan yang terdapat pada zeolit alam
baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi dengan H2SO4 (Asam Sulfat) dilaksanakan
di Laboratorium Sentral (Laboratorium Mineral dan Material Maju), Jurusan Kimia,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang. Analisa BET digunakan untuk mengetahui
luas permukaan dan porositas zeolit alam baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi
dengan H2SO4 (Asam Sulfat) dilaksanakan di Laboratorium Institut Teknologi Bandung,
Bandung.
3.2 Variabel Penelitian
1. Laju alir umpan larutan Cr(VI) yaitu 4, 6, 8, dan10 ml/menit.
2. Konsentrasi umpan awal larutan Cr(VI) sebagai adsorbat, yaitu 60, 80, dan 100 ppm.
3.3 Alat dan Bahan Penelitian
3.3.1 Alat Penelitian
Alat penelitian yang digunakan yaitu : neraca analitik, thermometer, hotplate
dan magnetic stirrer, pH meter, oven, ayakan 10 mesh, ayakan 30 mesh,
spektrofotometer UV-Visible, kertas saring serta perlatan gelas.
24
3.3.2 Bahan Penelitian
a. Padatan Zeolit Alam
b. K2Cr2O7
c. H2SO4
d. 1,5–diphenilcarbazide
e. H3PO4 pure analisis.
f. Tepung Kanji
g. Aquades
h. Kertas Saring
3.3.3 Rangkaian Alat
Gambar 3.1 Rangkaian alat adsorpsi
1
Keterangan :
1. Bak Penampung
2. Valve
3. Kolom Adsorpsi
4. Sampling Larutan Cr(VI)
4
22 cm
30
cm
Zeo
lit
-10+
30 m
esh
51 g
ram
~2
1 c
m
3
25
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Persiapan Zeolit Alam
Zeolit alam melalui proses pengayakan diseragamkan ukurannya. Kualifikasi zeolit
yang diseragamkan adalah lolos pada ayakan 10 mesh dapat tertahan pada ayakan 30
mesh. Selanjutnya zeolit alam melalui proses penimbangan, kemudian dikeringkan
dengan suhu 105oC dalam waktu 30 menit. Pengeringan dilakukan hingga didapatkan
massa konstan. Diagram alir untuk persiapan zeolit alam ini ditunjukkan pada gambar
3.2 dibawah ini.
Gambar 3.2 Persiapan zeolit alam
Zeolit Alam
Pengayakan
Penimbangan
Pengeringan
T = 105 oC, t = 30 menit
Zeolit Alam Kering
Crusher
tidak
Zeolit alam
-10 +30
mesh
Massa
konstan
ya
tidak
ya
26
Zeolit Alam 50 mesh
kering
m = 100 gram
Pengadukan,
t = 120 menit
Filtrasi
H2SO4 0,5 M,
V = 1000 mL
PencucianAquades
pH filtrat
Mendekati pH
Aquades Tidak
Filtrasi
Ya
Filtrat
FiltratZeolit Alam
Teraktivasi basah
A
3.4.2 Aktivasi Zeolit Alam Mengunakan H2SO4
Metode aktivasi dengan H2SO4 didasarkan pada penelitian Wahidatun (2015).
Adapun prosesnya sebagai berikut:
1. Mencampurkan 1000 mL larutan H2SO4 0,5 M dengan 100 gram zeolit alam.
2. Melakukan pengadukan dengan waktu pengadukan selama 120 menit.
3. Mencuci Zeolit alam hasil filtrasi hingga didapatkan pH larutan mendekati pH
aquades.
4. Mengeringkan Zeolit alam pada oven dengan temperatur 105oC dalam waktu 30
menit dan dilakukan penimbangan sampai didapatkan massa zeolite yang konstan.
Diagram alir aktivasi zeolit alam menggunakan H2SO4 ditunjukkan pada gambar 3.3
dibawah ini.
27
Pengeringan,
T = 105 oC, t= 30 menit
Zeolit Alam Teraktivasi
Penimbangan
Massa konstanTidak
Ya
A
Gambar 3.3 Aktivasi zeolit alam menggunakan H2SO4
3.4.3 Pembuatan Sampel Sintetik Cr(VI)
Berdasarkan buku Standard Method (1999), pembuatan larutan sampel
sintetik Cr(VI) dengan konsentrasi 1000 ppm adalah sebagai berikut:
1. Melakukan penimbangan K2Cr2O7(s) sejumlah 2,8292 gram.
2. Melarutkan padatan K2Cr2O7(s) kedalam aquades sehingga volumenya 1000
mL.
Kemudian pembuatan larutan kerja Cr(VI) pada konsentrasi 100 ppm
dengan mengambil sampel 10 mL larutan Cr(VI) konsetrasi 1000 ppm,
kemudian diencerkan dengan aquades sehingga volumenya mencapai 100 mL
sehingga akan diperoleh larutan Cr(VI) dengan konsentrasi 100 ppm. Cara yang
serupa dilakukan pengulangan untuk membuat larutan Cr(VI) dengan berbagai
konsentrasi sesuai variabel. Proses pembuatan larutan kerja Cr(VI) konsentrasi
100 ppm dapat dilihat pada gambar 3.4 dibawah ini.
28
2,8292 gr K2Cr2O7
Pelarutan hingga
V = 1000 mLAquades
Pengambilan 10 mL dan
dilarutkan hingga V = 100
mL
Larutan kerja Cr(VI)
100 ppm
Larutan Cr(VI) 1000 ppm
Aquades
Gambar 3.4 Proses pembuatan larutan kerja Cr(VI)
3.4.4 Proses Adsorpsi
Proses adsorpsi Cr(VI) dengan menggunakan zeolit alam teraktivasi H2SO4
dilakukan pada zeolit alam seberat 51 gram. Kemudian ke dalam kolom adsorpsi
berisi zeolit alam teraktivasi H2SO4 ditambahkan limbah sintetis Cr(VI) yang
memiliki konsentrasi masing- masing yaitu 60, 80, dan 100 ppm dengan laju alir 4,
6, 8, dan 10 ml/menit. Untuk penetapan konsentrasi Cr(VI) dalam penelitian ini
didasarkan pada limbah cair industri penyamakan kulit yang memiliki konsentrasi
Cr(VI) sekitar 80,067 ppm. Kemudian, adsorpsi dilakukan menggunakan kolom
adsorpsi secara kontinu pada kondisi ruang. Kemudian, dilakukan pengambilan
sampel hasil adsorpsi setiap 3 menit.
29
Zeolit Alam teraktivasi
Adsorpsi Kolom Adsorpsi
Secara kontinu,
t = hingga kesetimbangan
Pengambilan sampel hasil
adsorpsi tiap 3 menit
Larutan Cr(VI) 100 ppm,
q = 4 ml/menit
Sampel (Larutan Cr(VI))
Gambar 3.5 Proses adsorpsi
**Proses pengulangan dilakukan juga pada variasi laju alir dan variasi
konsentrasi limbah sintetis Cr(VI) yang lain
3.4.5 Analisa Kandungan Cr(VI) dengan Spektofotometer UV-VIS
Uji kadar Cr(VI) didalam larutan sampel sesuai dengan APHA 3500-Cr b
yang menggunakan 1,5-diphenylcarbazide sebagai pengompleks pada kondisi
pH = 2+ 0,5. Metode pengujiannya sesuai dengan langkah-langkah berikut:
1. Melakukan pengondisian larutan sampel Cr(VI) pada suhu ruang.
2. Menambahkan 5 tetes H3PO4 pure analisis atau sekitar 0,25 mL pada larutan
sampel.
3. Mengencerkan larutan sampel dengan aquades hingga volume 100 mL.
4. Menambahan asam sulfat (H2SO4) 0,2 N untuk mengatur pH hingga 2 + 0,5 .
5. Menambahkan 2 mL larutan 1,5-diphenylcarbazide sebanyak 2 ml ke dalam
larutan sampel, kemudian melakukan pendiaman selama 5–10 menit agar
terbentuk kompleks yang membuat warna merah keunguan pada larutan sampel.
6. Menganalisa larutan sampel menggunakan sprktrofotometer UV-Visible pada
panjang gelombang 543nm, menggunakan kurva standar Cr(VI) dengan
konsentrasi 0 ppm, 0.5 ppm, 1 ppm, 1.5 ppm, dan 2.5 ppm.
30
Metode analisa jumlah konsentrasi Cr(VI) melalui alat Spektrofotometer UV-
Visible dapat dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini.
Gambar 3.6 Analisa Cr(VI) menggunakan spektrofotometer UV-VIS
Perhitungan analisa kadar Cr(VI) pada sampel yaitu :
Konsentrasi larutan Cr(VI) (ppm) = μg Cr(VI)(102 mL volume akhir)
A (3-1)
Keterangan : A = volume sampel original (mL)
Perhitungan penyisihan kadar Cr(VI) (%) pada sampel yaitu:
Penyisihan (%) = Co−C
Co 𝑥 100% (3-2)
Keterangan : Co = Konsentrasi awal Cr(VI)
C = Konsentrasi Cr(VI) sesudah proses adsoprsi
1 mL larutan Cr(VI)
Pengenceran
V = 100 mL
H3PO4 V= 0.25 mL
(5tetes), H2SO4 0,2 N
dan aquades
Penghomogenasian,
(warna merah keunguan)
Larutan Cr(VI),
pH 2 + 0,5
1,5–diphenylcarbazide
V = 2 mL
Pendiaman,
t = 5-10 menit
Spektofotometri,
Λ = 543 nm
Larutan Cr(VI)
Data Konsentrasi
Cr(VI) dalam ppm
31
3.4.6 Karakterisasi Zeolit Alam
3.4.6.1 Analisa BET
BET digunakan untuk mengetahui luas permukaan dan porositas
zeolit alam baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi dengan H2SO4
(Asam Sulfat) dilaksanakan di Laboratorium Institut Teknologi Bandung,
Bandung.
3.4.6.2 Analisa FT-IR (Fourier Transform- Infra Red)
FT-IR (Fourier Transform- Infra Red) digunakan dalam menganalisa
sampel dengan metode spektroskopi infrared secara kualitatif. Analisa
FT-IR ini akan menghasilkan gugus fungsional yang terkandung pada
zeolit alam baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi dengan H2SO4
(Asam Sulfat) dilaksanakan di Laboratorium Sentral (Laboratorium
Mineral dan Material Maju), Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas
Negeri Malang.
3.4.6.3 Analisa XRF (X-Ray Fluoresence)
Analisa XRF (X-Ray Fluoresence) untuk mengetahui kandungan
unsur bahan mulai dari Natrium sampai Uranium yang terkandung pada
zeolit alam baik sebelum aktivasi maupun sesudah aktivasi dengan H2SO4
(Asam Sulfat) dilaksanakan di Laboratorium Sentral (Laboratorium
Mineral dan Material Maju), Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas
Negeri Malang.
32
Pengaktivasian Zeolit Alam dengan
menggunakan H2SO4
Pengkarakterisasian menggunakan
FTIR pada Zeolit Alam
Analisa Pengujian Luas Permukaan
Zeolit Alam BET
Pengujian adsorpsi Cr(VI) dalam
kolom adsorpsi kontinu
Persiapan Zeolit Alam
Analisis kinetika adsorpsi
Pengkarakterisasian menggunakan
XRF pada Zeolit Alam
3.5 Diagram Alir Penelitian
Adapun untuk diagram alir penelitian yang dilakukan ditunjukkan oleh gambar
3.8 dibawah ini.
Gambar 3.7 Diagram alir penelitian
33
Halaman ini sengaja dikosongkan
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakterisasi Zeolit Alam dan Zeolit Alam Diaktivasi
Salah satu persiapan yang dilakukan yaitu aktivasi zeolit alam secara kimia
dengan menggunakan H2SO4 0,5 M selama 2 jam. Untuk menunjang hasil
pembahasan adsorpsi Cr(VI) dengan zeolit alam yang telah diaktivasi maka dilakukan
beberapa karakterisasi terhadap zeolit sebelum digunakan sebagai adsorben. Berikut
ini hasil berbagai karakterisasi dari zeolit alam.
4.1.1. Karakterisasi BET
Karakterisasi dengan BET digunakan untuk mengetahui beberapa karakteristik
seperti surface area rata-rata, volume total, pore radius, distribusi pori dan
mengetahui salah satu dari lima tipe isoterm yaitu isoterm tipe I, tipe II, tipe III,
tipe IV, tipe V atau tipe VI.
Tabel 4.1. Tabel hasil karakterisasi BET terhadap zeolit alam dan zeolit alam
diaktivasi
Tabel 4.1 menunjukkan terjadi peningkatan surface area rata-rata efektif dan
volume total dari zeolit alam ke zeolit alam diaktivasi. Hal ini menunjukkan bahwa
proses aktivasi secara kimia dengan menggunakan H2SO4 0,5 M menyebabkan
hilangnya pengotor yang akan dibuktikan pada hasil karakterisasi dengan XRF.
Dengan meningkatnya nilai tersebut maka dimungkinkan adsropsi dengan zeolit
alam diaktivasi akan lebih baik. Penurunan pore radius rata-rata setelah proses
aktivasi diakibatkan terbukanya pori-pori kecil yang sebelumnya tertutup oleh
pengotor. Hal ini bisa dilihat pada gambar 4.1 yang menunjukkan distribusi pori
zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa proses
Jenis Zeolit Surface Area Rata-
Rata Efektif (m2/g)
Volume Total
(cc/g)
Pore Radius Rata-
Rata (nm)
Zeolit Alam 2.94611 6.7486 x 10-3 6.71334
Zeolit Alam
Diaktivasi 6.77232 9.9107 x 10-3 4.3355
34
aktivasi akan meningkatkan secara signifikan pada radius pori 2-6 nm. Peningkatan
nilai radius pori pada rentan yang lebih kecil tersebut membuat rata-rata pori zeolit
alam diaktivasi akan lebih kecil dibandingkan dengan zeolit alam sebelum
diaktivasi.
Gambar 4.1 Grafik distribusi pori zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi
Gambar 4.2. Grafik full isotherm BET untuk zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi
Data lain yang akan didapatkan yaitu mengetahui salah satu dari lima tipe
isoterm yaitu isoterm tipe I, tipe II, tipe III, tipe IV, tipe V atau tipe VI.
Berdasarkan gambar 4.2 menunjukkan pola adsorpsi zeolit alam dan zeolit alam
0.00E+00
2.00E-03
4.00E-03
6.00E-03
8.00E-03
1.00E-02
1.20E-02
1.40E-02
1.60E-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16
dV
(lo
g r)
, cc/
g
nm
Zeolit Alam
Zeolit AlamTeraktivasi
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
mm
ol/
g
p/po
Sebelum Aktivasi
Sesudah Aktivasi
35
diaktivasi yang sama. Pola yang ditunjukkan yaitu kenaikan jumlah nitrogen yang
terserap pada tekanan relatif rendah, kemudian tidak terjadi kenaikan secara
signifikan dibagian tengah dan kembali naik secara signifikan pada tekanan relatif
mendekati nilai satu. Klasifikasi isoterm ini merupakan isoterm tipe IV, dimana
jenis adsorpsi dari padatan berpori meso dengan ukuran pori pada rentang 2-50 nm
(Gregg & Sing 1982). Pola loop histerisis ditekanan relatif pada rentang 0,55
sampai 0,8, yang berarti distribusi ukuran porinya hampir sama pada sekitar 3 – 6
nm (Choi et al. 2008). Berdasarkan karakter isoterm IV tersebut, zeolit alam dan
zeolit alam diaktivasi memiliki karakterisasi berpori meso.
4.1.2. Karakterisasi XRF
Berikut adalah hasil uji XRF dari zeolite alam sebelum dan sesudah aktivasi :
Tabel 4.2 Hasil uji XRF
Komponen
Zeolit Alam
Sebelum
Aktivasi
Zeolit Alam
Setelah
Aktivasi
Kadar % Kadar %
Al 6.2 5.7
Si 26.4 34.5
P 1.1 0
S 0.9 6.2
K 3.29 3.4
Ca 34.2 19
Ti 1.23 1.31
V 0.05 0.03
Cr 0.17 0.05
Mn 1.3 1
Fe 21.3 16.4
Ni 0.057 0.03
Cu 0.13 0.094
Zn 0.15 0.11
Sr 0.4 0
Eu 0.1 0.2
Yb 0.08 0
Re 0.35 0.2
Secara umum zeolit yang terdapat di alam masih mengandung
banyak pengotor-pengotor organik dan anorganik yang menutupi pori–pori
dari zeolit, sehingga untuk meningkatkan kemampuan daya adsorpsinya
36
perlu dilakukan proses aktivasi terlebih dahulu (Khairinal dan
Trisunaryanti, 2000).
Proses aktivasi kimia zeolit alam dapat dilakukan dengan asam atau
basa yang memiliki tujuan meningkatkan daya adsorpsi, untuk proses
aktivasi dengan asam akan mengakibatkan terjadinya demineralisasi yaitu
ditandai dengan berkurangnya kandugan logam dan pengotor-pengotor
anorganik yang menutup pori-pori pada zeolit alam (Jing, 2007). Semakin
tinggi konsentrasi asam sulfat (H2SO4) sebagai aktivator maka semakin
efektif dalam menghilangkan pengotor-pengotor pada permukaan zeolit.
Hal ini menyebabkan luas permukaannya semakin meningkat dan daya
adsorpsinya juga meningkat (Yusyniyyah, 2017).
Berdasarkan tabel 4.2 diatas, dapat dilihat bahwa pada hasil uji XRF
membuktikan terjadinya proses aktivasi secara kimia yang dilakukan
melalui proses pengasaman menggunakan asam sulfat (H2SO4) sebesar 0,5
M untuk mengurangi pengotor-pengotor anorganik (Lestari, 2010).
Pengotor yang berkurang berupa kation-kation di dalam zeolit alam. Kation
tersebut berupa logam K, Ca, Fe, Mn. Selama proses perlakuan dengan
asam, ion H+ akan menggantikan kation-kation yang tidak terikat secara
kuat di dalam kerangka zeolit dan mengatur kembali letak atom yang dapat
dipertukarkan (Tarlan-Yel & Onen 2010). Yang perlu diperhatikan dalam
hasil uji tersebut adalah menigkatnya komponen sulfur, hal ini disebabkan
oleh proses aktivasi kimia menggunakan asam sulfat sehingga hasil analisa
setelah aktivasi menunjukkan adanya peningkatan kandungan sulfur.
4.1.3. Karakterisasi FTIR
Adapun untuk hasil uji FT-IR zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi
ditunjukkan pada Gambar 4.3 dan Tabel 4.3 dibawah ini. Hasil pengujian FT-
IR menunjukkan bahwa zeolit yang digunakan pada penelitian ini memiliki
gugus karboksilat saja, setelah diaktivasi menggunakan asam sulfat mucul
gugus O-H ini disebabkan oleh ion H+ pada asam sulfat yang bereaksi dengan
gugus O pada Si-O sehingga mengubah Si-O menjadi Si-OH .
37
Zeolit alam
Zeolit alam diaktivasi
Gambar 4.3. Spektra IR zeolit alam dan zeolit alam diaktivasi
Tabel 4.3 Hasil pengujian FT-IR zeolit dan zeolit diaktivasi
No Gugus Bilangan
Gelombang (cm-1)
Sampel
Zeolit Zeolit
Diaktivasi
1
C-O Alkohol/
eter/ asam
karboksilat/
ester
1050-1300
2 O-H Alkohol
hidrogen / fenol 3200 – 3650 -
3 O-H Alkohol
monomer / fenol 3590-3650 -
38
4.2. Mekanisme Adsorpsi
Pada larutan dengan pH < 5, Cr(VI) lebih cenderung membentuk ion HCrO4-
(Gueye, 2014). pH larutan untuk adsorpsi didapatkan sekitar 4 sampai 4,2.
Menurut Jung dkk., (2013) mekanisme adsorpsi Cr(VI) oleh zeolit dapat
meningkatkan interaksi elektrostatik antara gugus permukaan –OH, dan –COOH
(yang telah terprotonasi) dengan Cr(VI) yang dominan berwujud sebagai HCrO4-.
Interaksi elektrostatik tersebut menimbulkan reaksi adsorpsi secara kimiawi
(kemisorpsi). Semakin rendah pH maka akan semakin banyak ion H+ dan
membuat semakin banyak mengalami protonasi gugus, sehingga berpengaruh
pada adsorpsi Cr(VI) (Park, 2004). Adapun contoh reaksi protonasi :
Gambar 4.4 Skema protonasi (Wade, 2013)
Adapun interaksi yang terbentuk antara gugus yang telah terprotonasi dengan
Cr(VI) yaitu:
Gambar 4.5 Mekanisme reaksi HCrO4- dengan gugus –OH, dan –COOH (Jung,
2013)
4.3. Pengaruh Konsentrasi Awal Larutan Cr(VI) dan Kecepatan Laju Alir dalam
Kolom terhadap Adsorpsi dengan Zeolit Alam Diaktivasi
Limbah penyamakan kulit menghasilkan limbah Cr(VI) pada kisaran konsentrasi
80 ppm, sehingga penelitian ini menggunakan limbah sintetis Cr(VI) dengan
konsentrasi 60, 80 dan 100 ppm. Proses adsorpsi secara kontinyu pada kolom adsorpsi
memiliki faktor yang paling berpengaruh yaitu waktu tinggal dalam kolom. Waktu
tinggal dalam kolom dikorelasikan dengan kecepatan laju alir umpan yang masuk ke
dalam kolom. Semakin cepat laju alirnya maka waktu tinggal dalam kolom akan
39
semakin singkat (Fogler, 1992). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi
optimum untuk mendapatkan persen penyisihan yang paling baik.
Gambar 4.6 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 60 ppm dengan berbagai laju alir
Gambar 4.7 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 80 ppm dengan berbagai laju alir
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
20%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
10ml/menit
8ml/menit
6ml/menit
4ml/menit
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
10ml/menit
8ml/menit
6ml/menit
4ml/menit
40
Gambar 4.8 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada konsentrasi
awal 100 ppm dengan berbagai laju alir
Gambar-gambar diatas menunjukkan pada berbagai variabel umpan dan
berbagai laju alir memiliki persen penyisihan terbesar pada keluaran sampling
pertama kolom adsorpsi. Hal ini dikarenakan zeolit alam diaktivasi yang
digunakan sebagai adsorben dalam kondisi belum ada Cr(VI) yang teradsorb.
Seiring berjalannya waktu persen penyisihan dari keseluruhan variabel akan
menurun. Penurunan ini diakibatkan zeolit alam diaktivasi sebelumnya telah
mengadsorp sebagian Cr(VI), sehingga sebagian tempat dalam adsorben telah
terdapat Cr(VI). Semakin lama proses adsorpsi berlangsung konsentrasi keluaran
kolom Cr(VI) akan mendekati dengan konsentrasi umpan Cr(VI). Namun secara
keseluruhan terdapat data fluktuasi baik penurunan maupun peningkatan untuk
persen penyisihannya. Hal ini dikarenakan zeolit alam diaktivasi yang digunakan
memiliki karakterisasi interaksi antar adsorben dan adsorbatnya tergolong lemah,
sehingga dimungkinkan selama proses elusi berlangsung ada sebagian Cr(VI)
yang terlepas kembali. Terlepasnya Cr(VI) tersebut dapat membuat persen
penyisihan berkurang.
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
10ml/menit
8ml/menit
6ml/menit
4ml/menit
41
Gambar 4.9 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 4
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan
Gambar 4.10 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 6
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan
Gambar 4.11 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 8
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
14.00%
16.00%
18.00%
20.00%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
60ppm
80ppm
100ppm
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
14.00%
16.00%
18.00%
20.00%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
60ppm
80ppm
100ppm
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
14.00%
16.00%
18.00%
20.00%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
60ppm
80ppm
100ppm
42
Gambar 4.12 Persen penyisihan Cr(VI) dengan zeolit alam diaktivasi pada laju alir 10
ml/menit dengan berbagai konsentrasi larutan umpan
Dari data persen penyisihan, dapat ditarik kesimpulan bahwa untuk kondisi
optimum adsorpsi untuk variabel dengan konsentrasi larutan umpan Cr (VI) terkecil
yaitu 60 ppm dan kecepatan laju alir terkecil pula yaitu 4ml/menit. Semakin kecil
laju alirnya maka waktu tinggal dalam kolom akan semakin lama (Fogler, 1992),
sehingga adsorpsi berjalan lebih lama dan persen penyisihan semakin besar. Kondisi
optimum pada larutan umpan terkecil ini sesuai pada referensi Vargas dkk., (2012)
yang menyatakan bahwa persentase penyisihan berbanding terbalik dengan semakin
tingginya konsentrasi larutan. Semakin kecil konsentrasi awal larutan (C0) Cr(VI),
maka pada setiap 1 gram sisi aktif adsorben akan dapat lebih banyak mengikat
Cr(VI) dibanding dengan konsentrasi larutan Cr(VI) yang tinggi. Pada konsentrasi
larutan yang rendah, partikel adsorbat akan mudah bergerak sehingga mudah untuk
teradsorpsi, sedangkan pada konsentrasi larutan yang tinggi, partikel adsorbat saling
menghalangi sehingga sulit untuk teradsorpsi (Liu, 2007).
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
14.00%
16.00%
18.00%
20.00%
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
% P
en
yisi
han
Menit
60ppm
80ppm
100ppm
43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
1. Laju alir optimum untuk proses adsorpsi adalah pada laju alir terkecil yaitu 4
ml/menit.
2. Persen penyisihan optimum adsorpsi terjadi pada variabel dengan konsentrasi
larutan umpan Cr (VI) terkecil yaitu 60 ppm dan kecepatan laju alir terkecil pula
yaitu 4ml/menit.
5.2 SARAN
1. Untuk didapatkan hasil persen penyisihan optimum, hendaknya digunakan zeolite
alam dengan ukuran partikel yang lebih kecil.
2. Mencoba adsorpsi dengan pH optimum, yaitu pada pH 2.
3. Mengkaji perihal kapasitas adsorpsi sehingga dapat menentukan kebutuhan
adsorben dan spesifikasi kolom yang sesuai untuk mencapai penyishan yang
optimum.
4. Melakukan proses aktivasi kimia terhadap zeolit alam dengan asam sulfat pada
konsentrasi yang lebih tinggi, sehingga mningkatkan efisiensi pengurangan
pengotor anorganik.
44
Halaman ini sengaja dikosongkan
45
DAFTAR PUSTAKA
Adriyani, Retno dan Mohammad Razif. 2000. Uji Kemampuan Furnace Bottom Ash (FBA)
Sebagai Media Adsorpsi untuk Menurunkan Kadar Tembaga (Cu) dalam Air. Jurusan
Teknik Lingkungan FTSP, ITS Surabaya.
Afham dan Ajeng. 2017. Studi Kapasitas Adsorpsi Karbon Aktif Dari Ampas Tebu
Teraktivasi KOH Pada Penyisihan Logam Cr(VI). Jurusan Teknik Kimia, UB Malang.
American Public Health Assocation. 1999. Standard Method for Examination of Water and
Wastewater. American Water Works Assocation: Water Environment Federation.
Ansha, Mohammad. 2009. Struktur dan Sifat Zeolit. Jurusan Kimia Institut Teknologi
Bandung.
APHA (American Public Health Association). 1989. Standard methods for the examination
of water and waste water. American Public Health Association (APHA). American
Water Works Association (AWWA) and Water Pollution Control Federation (WPCF).
17th ed. Washington.
Basic Operating Principles of the Sorptomatic, 1990,
saf.chem.ox.ac.uk/.../BET/sorpoptprin.html
Cavaco, S.A., dkk. 2009. Evaluation of Chelating Ion-Exchange Resin for Separating Cr
(III) from Industrial Effluents, J. Hazard. Mater, 169, 516–523.
Cecen, Ferhan dan Ozgur Aktas. 2012. Activated Carbon for Water and Wastewater
Treatment. Wenheim : Wiley-VCH Verlag & Co. KgaA.
Choi J, Kim J, Yoo KS & Lee TG. 2008, Synthesis of mesoporous TiO2/γ-Al2O3 composite
granules with different sol composition and calcination temperature, Powder
Technology.181: 83-88.
Dian, Kresnadapayana. 2012. Pemanfatan Zeolit Alamdan Limbah Kayu Aren untuk
Menurunkan Logam Cr(VI) pada Limbah Cair Batik. Pascasarjana Program Studi Ilmu
Lingkungan UNS Surakarta.
Fletcher, Asleigh, (2008), “Porosity and Sorption Behaviour”,
www.staff.ncl.ac.uk/a.j.fletcher/adsorption.htm.
46
Fogler, S, 1992, Element of Chemical Reaction Engineering, 3 ed., John Wiley and Sons,
New York.
Geankoplis, C. J. 1997. Transport Process and Unit Operation. New York : Prentice-Hall,
Inc.
Gregg SJ & Sing KSW. 1982. Adsorption, Surface Area and Porosity.2nd Edition, London:
Academic Press.
Harriot, Peter. 2003. Chemical Reactor Design. New York : Marcel Dekker, Inc.
Hendra, Ryan. 2008. Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Batubara Indonesia
dengan Metode Aktivasi Fisika dan Karakteristiknya. Depok : Universitas Indonesia
Hill. 2016. Fixed-Bed Catalytic Reactor. USA : Nob Hill Publishing, LLC.
Jing Fan, Chunlai Wu, Yafang Wei, Chuanyun Peng, Pingan Peng. 2007. Preparation of
xylanol orange fungtiunalized silica gel as a selectivite solid phase extractor and its
application for preconcentration-sepration of mercury from waters. J Hazard Mater 145
; 323-330
Jung, Chanil, Jiyong Heo, Jonghun Han, Namguk Her, Sung-Jae Lee, Jeill Oh, Jana Ryu,
dan Yeomin Yoon. 2013. Hexavalent chromium removal by various adsorbents:
Powdered activated carbon, chitosan, and single/multi-walled carbon nanotubes.
Separation and Purifitacion Technology, Vol. 106: 63-71.
Khairinal dan Trisunaryanti, W. 2000. Dealuminasi Zeolit Alam Wonosari Dengan
Perlakuan Asam dan Proses Hidrotermal. Yogyakarta: UGM.
Kundari, Noor Anis, dkk. 2009. Evaluasi Unjuk Kerja Reaktor Alir Tangki Berpengaduk
Menggunakan Perunut Radioisotop. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir, BATAN
Yogyakarta.
Lestari, Dewi Yuanita. 2010. Kajian modifikasi dan karakterisasi zeolit alam dari berbagai
negara. Pendidikan Kimia UNY Yogyakarta.
Levenspiel, O., 1999, Chemical Reaction Engineering, 3 ed., John Wiley and Sons, New
York.
47
Liu, Shubin. 2007. Steric effect : a quantitative description from density functional theory.
Journal of Chemical Physics, Vol. 126, 244103
Mukaromah, Lailatul. 2008. Efektivitas Bioflokulan Biji Kelor dalam Mengurnagi Kadar
Cr(VI). Jurusan Kimia, UIN Malang.
Prananda, Fajar. 2012. Perbandingan Model Design Ruang Vessel Terhadap Kapasitas
Penyerapan Metana. Depok : Universitas Indonesia
Pratiwi, Devi Tataning. 2013. Penentuan Kadar Kromium dalam Limbah Industri melalui
Pemekatan dengan Metode Kopresipitasi menggunakan Cu-Pirolidin Dithiokarbamat.
Jurusan Kimia, UNS Semarang.
R. Pane. 2003. Penggunaan Zeolit Alam Teraktivasi sebagai Adsorben Uji Emisi Gas
Buang. Sukarame, Bandar Lampung.
Sawyer, Clair N., dkk. 1994. Chemsitry for Environmental Engineering and Science. Fifth
Edition. Singapore : Mc. Graw Hill.
Seader, J. D dan Henley E. J. 1998. Separation Process Principles. New York : John
Wiley & Sons, Inc.
Shafirinia, Rahma, Irawan Wisnu Wardana, dan Wiharyanto Oktiawan. 2016. Pengaruh
Variasi Ukuran Adsorben Dan Debit Aliran Terhadap Penurunan Khrom (Cr) Dan
Tembaga (Cu) Dengan Arang Aktif Dari Limbah Kulit Pisang Pada Limbah Cair
Industri Pelapisan Logam (Elektroplating) Krom. Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Sriatun, dkk. 2005. Dealuminasi Zeolite Alam Cipatujah Melalui Penambahan Asam dan
Oksidator. Jurusan Kimia : FMIPA UNDIP Semarang.
Sugihartono. 2016. Pemisahan krom pada limbah cair industri penyamakan kulit
menggunakan gelatin dan flokulan anorganik. Majalah Kulit, Karet, dan Plastik
Yogyakarta.
Thamzil Las dan Husen Zamroni. 2002. Penggunaan Zeolit Dalam Bidang Industri dan
Lingkungan. JURNAL ZEOLIT INDONESIA Vol.1 No.1. November 2002: 27 - 34 :
ISSN 1411-672.
48
Thomas, W. John, Crittenden, Barry. 1998. Adsorption Technology & Design. Amsterdam
: Elsevier Science & Technology Books.
Triatmojo, Suharjono, dkk. 2001. Biosorpsi dan reduksi Krom Limbah Penyamakan Kulit
dengan Biomassa Fusarium sp dan Aspergillus niger. Manusia dan Lingkungan, VoI.
VIII, No. 2, Agustus 200J, hal. 70-8/, Pusat Studi Lingkungan Hidup Universitas
Gudjah Mada Yogyakarta, Indonesia.
Ulfin, Ita, Harmami dan Elissa Rahmawati. 2014. Pemisahan Kromium dari Limbah Cair
Industri Penyamakan Kulit dengan Koagulan FeSO4. Prosiding Seminar Nasional
Kimia, ISBN : 978-602-0951-00-3.
Utami, Budi dan Siti Solikah. 2014. Perbedaan Penggunaan Zeolit Alam Teraktivasi dan
Zeolit Alam Terimobilisasi untuk Penyerapan Ion Logam Tembaga. Pendidikan Kimia
FMIPA UNS Surakarta.
Vargas, Claudia., et al. 2012. Bioadsorption using compost : an alternative for removal of
chromium (VI) from aqueous solutions. BioResources, 7 (3) 2711-2727.
Wahidatun, Khoirul, dkk. 2015. Kesetimbangan, Kinetika dan Termodinamika Adsorpsi
Logam Cr(VI) pada Zeolit Alam dari Klaten yang Teraktivasi Asam Sulfat. Jurusan
Kimia SAINTEK UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.
Wardhani, E., Dirgawati M. dan Valyana K.P., 2012. Penerapan Metode Elektrokoagulasi
dalam Pengolahan Air Limbah Industri Penyamakan Kulit. Jurusan Teknik
Lingkungan, Itenas Bandung.
Worch, Eckhard. 2012. Adsortion Technology in Water Treatment. Berlin : de Gruyter.
Y. S., Al Degs., dkk. 2008. Adsoprtion Characterictics of Reactive Dyes in Columns of
Activated Carbon. Zarqa : The Hashemite University.
Yang, Ralph T. 2003. Adsorbents : Fundamentals and Aplication. New York : John Wiley
& Sons, Inc.
Yusyniyyah, Siti Irma. 2017. Adsorpsi Logam Cu, Fe, Dan Pb Pada Limbah Laboratorium
Kimia Uin Maliki Malang Menggunakan Zeolit Alam Teraktivasi Asam Sulfat (H2so4)
Dengan Variasi Konsentrasi. Malang : UIN Malang.