pencirian dan uji aktivitas katalitik zeolit alam teraktivasi

Download pencirian dan uji aktivitas katalitik zeolit alam teraktivasi

Post on 12-Jan-2017

214 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li><p>PENCIRIAN DAN UJI AKTIVITAS KATALITIK </p><p>ZEOLIT ALAM TERAKTIVASI </p><p>TINA ROSDIANA </p><p>DEPARTEMEN KIMIA </p><p>FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM </p><p>INSTITUT PERTANIAN BOGOR </p><p>BOGOR </p><p>2006 </p></li><li><p>PENCIRIAN DAN UJI AKTIVITAS KATALITIK </p><p>ZEOLIT ALAM TERAKTIVASI </p><p>TINA ROSDIANA </p><p>Skripsi </p><p>sebagai salah satu syarat untuk memperoleh </p><p>gelar Sarjana Sains pada </p><p>Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam </p><p>DEPARTEMEN KIMIA </p><p>FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM </p><p>INSTITUT PERTANIAN BOGOR </p><p>BOGOR </p><p>2006 </p></li><li><p>ABSTRAK </p><p>TINA ROSDIANA. Pencirian dan Uji Aktivitas Katalitik Zeolit Alam Teraktivasi. </p><p>Dibimbing oleh CHARLENA dan HENNY PURWANINGSIH SUYUTI. </p><p>Cadangan zeolit alam Indonesia cukup besar dan tersebar luas di beberapa lokasi. </p><p>Akan tetapi, zeolit alam belum dimanfaatkan secara optimum. Zeolit alam pada umumnya </p><p>memiliki kristalinitas yang rendah, ukuran porinya tidak seragam, aktivitas katalitiknya </p><p>rendah, dan mengandung banyak pengotor. Oleh karena itu perlu diaktivasi dan </p><p>dimodifikasi sebelum digunakan. Penelitian ini bertujuan mengaktivasi zeolit alam </p><p>dengan asam dan pemanasan, mencirikan zeolit alam yang sudah diaktivasi, dan menguji </p><p>aktivitas katalitiknya pada reaksi interesterifikasi. Analisis spektrum fourier </p><p>transformation infrared (FTIR) menunjukkan bahwa struktur zeolit alam yang diaktivasi </p><p>dengan asam dan pemanasan (NZAT) telah rusak. Sementara itu, struktur zeolit alam </p><p>yang diaktivasi dengan asam (NZA) tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan </p><p>terhadap zeolit alam (NZ). Hasil analisis nisbah Si/Al pada spektrum FTIR menunjukkan </p><p>NZA memiliki nisbah Si/Al yang lebih besar dibandingkan nisbah Si/Al pada NZAT. </p><p>Hasil analisis dengan spekstroskopi absorpsi atom menunjukkan kandungan logam Na, K, </p><p>Fe, dan Ca menurun. Hasil pencirian sifat permukaan oleh Autosorb menunjukkan NZA </p><p>memiliki luas permukaan spesifik dan volume total pori yang lebih besar dibandingkan </p><p>dengan NZAT. Uji aktivitas katalitik NZA pada reaksi interesterifikasi menghasilkan </p><p>produk yang menyerupai gabus berwarna putih dengan persentase produk sebesar </p><p>35.78%. </p><p>ABSTRACT </p><p>TINA ROSDIANA. Characterization and Catalytic Activity Was Tested of Activated </p><p>Natural Zeolite. Supervised by CHARLENA and HENNY PURWANINGSIH SUYUTI. </p><p> Natural zeolite reserves are spread in Indonesia, but they are not yet used optimally. </p><p>Generally, natural zeolite have poor crystalline, various pore size, low catalytic activity, </p><p>and high contaminant. Natural zeolite need to be activated and modified before it can be </p><p>used. The objectives of this research were to activite the natural zeolite that already got </p><p>acid and thermal treatments, and to characterize it, and catalytic activity was tested in </p><p>interesterification reaction. Fourier transformation infrared (FTIR) spectra showed that </p><p>the structure of natural zeolite activated by acid and thermal (NZAT) treatments were </p><p>damaged. While, natural zeolite structure activated with acid (natural zeolite acid (NZA)) </p><p>did not show significant different to natural zeolite (NZ). Result of Si/Al ratio analysis, </p><p>showed that Si/Al ratio NZA higher than Si/Al ratio NZAT. The result of cation analysis </p><p>by atomic absorption spectroscopy showed that general the content of Na, K, Fe and Ca </p><p>in the catalyst decreased because of acid and thermal treatments. Surface area and pore </p><p>volume increased by the treatments. Catalytic activity of NZA in interesterification </p><p>reaction gave a white cork-like product and in yield 35.78%. </p></li><li><p>Judul : Pencirian dan Uji Aktivitas Katalitik Zeolit Alam Teraktivasi </p><p>Nama : Tina Rosdiana </p><p>NIM : G44201020 </p><p>Disetujui: </p><p> Pembimbing I, Pembimbing II, </p><p> Dra. Charlena, MS Henny Purwaningsih S, S.Si, M.Si. NIP 132 088 359 NIP 132 311 914 </p><p>Diketahui: </p><p>Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam </p><p>Institut Pertanian Bogor </p><p>Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS. NIP 131 473 999 </p><p>Tanggal Lulus: </p></li><li><p>PRAKATA </p><p>Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan </p><p>hidayah-Nya sehingga penelitian dengan judul Pencirian dan Uji Aktivitas Katalitik </p><p>Zeolit Alam Teraktivasi dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan </p><p>Desember sampai Mei 2006 di Laboratorium Kimia Fisik dan Kimia Anorganik, </p><p>Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian </p><p>Bogor. </p><p>Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dra. Charlena, MS dan Ibu Henny </p><p>Purwaningsih Suyuti, M.Si. selaku pembimbing yang telah banyak memberi bimbingan </p><p>dan pengarahan dalam penyelesaian tugas akhir ini. Penghargaan juga penulis sampaikan </p><p>kepada Pak Mail, Pak Nano, dan Bu Ai di Laboratorium Kimia Fisik, serta pak Syawal di </p><p>Laboratorium Kimia Anorganik atas bantuannya selama penelitian. Ucapan terima kasih </p><p>penulis sampaikan kepada keluarga tercinta, bapak, ibu, serta semua keluarga besar atas </p><p>dorongan semangat, perhatian, doa, dan kasih sayangnya. Terima kasih penulis ucapkan </p><p>kepada rekan-rekan kerja di laboratorium atas kerja samanya, Epi, Santi, Mba Matus, </p><p>Dina, Wati, Aci, New At-tafaul, D5, ikhwan dan akhwat Al-Ghifari yang telah </p><p>memberikan kekuatan ukhuwah, teman-teman kimia 38, serta Fusi 38, atas </p><p>kebersamaan, dan dukungannya. </p><p> Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. </p><p>Bogor, Mei 2006 </p><p> Tina Rosdiana </p></li><li><p>RIWAYAT HIDUP </p><p>Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 8 Oktober 1982 dari ayah Endang </p><p>Hadiana dan ibu Tarsih Mintarsih. Penulis merupakan putri ketujuh dari tujuh bersaudara. </p><p>Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Cimahi dan pada tahun yang sama lulus </p><p>seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program </p><p>Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Pada </p><p>tahun 2004 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Laboratorium Cipaku, Perusahaan </p><p>Daerah Air Minum Tirta Pakuan, Kota Bogor. </p><p>Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten di mata kuliah Pendidikan </p><p>Agama Islam pada tahun ajaran 2003/2004 dan 2004/2005. Penulis juga aktif dalam </p><p>kepengurusan Ikatan Mahasiswa Kimia FMIPA IPB sebagai staf Keluarga Islam Kimia </p><p>periode 2002-2003, Wahana Islam Kimia pada periode 2003-2004, serta pengurus harian </p><p>DKM Al Ghifari IPB 1426 H. </p></li><li><p>DAFTAR ISI </p><p>Halaman </p><p>DAFTAR TABEL....................................................................................................... viii </p><p>DAFTAR GAMBAR...................................................................................................viii </p><p>DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................................ix </p><p>PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 </p><p>TINJAUAN PUSTAKA </p><p>Mineral Zeolit.................................................................................................... 1 </p><p>Proses Pembentukan Zeolit ............................................................................... 1 </p><p>Sifat-sifat Zeolit ................................................................................................ 2 </p><p>Aktivasi Zeolit .................................................................................................. 3 </p><p>Pencirian Zeolit.............................................................................................. ... 3 </p><p>Reaksi Interesterifikasi...................................................................................... 4 </p><p>BAHAN DAN METODE </p><p>Bahan dan Alat ................................................................................................. 4 </p><p>Metode .............................................................................................................. 4 </p><p>HASIL DAN PEMBAHASAN </p><p>Aktivasi Zeolit .................................................................................................. 6 </p><p>Analisis FTIR.................................................................................................... 7 </p><p>Analisis Nisbah Si/Al........................................................................................ 8 </p><p>Analisis AAS .................................................................................................... 9 </p><p>Sifat Permukaan................................................................................................ 9 </p><p>Volume Total Pori dan Rerata Jejari Pori.......................................................... 10 </p><p>Reaksi Interesterifikasi...................................................................................... 11 </p><p>SIMPULAN DAN SARAN </p><p>Simpulan........................................................................................................... 11 </p><p>Saran ................................................................................................................. 11 </p><p>DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 11 </p><p>LAMPIRAN................................................................................................................ 14 </p></li><li><p>DAFTAR TABEL </p><p>Halaman </p><p>1 Jenis-jenis zeolit sintesis ........................................................................................ 2 </p><p>2 Jenis mineral zeolit yang terdapat dalam batuan zeolit.......................................... 2 </p><p>3 Perbandingan spektrum FTIR katalis NZ, NZA, NZAT, dengan zeolit alam bayah </p><p> Supriatna (1995)...................................................................................... .............. 7 </p><p>DAFTAR GAMBAR </p><p>Halaman </p><p>1 Contoh struktur 3 dimensi zeolit alam ................................................................... 1 </p><p>2 Tinggi puncak dengan metode baseline ................................................................. 3 </p><p>3 Zeolit alam sebelum aktivasi (NZ)......................................................................... 6 </p><p>4 Zeolit alam yang diaktivasi asam........................................................................... 6 </p><p>5 Contoh reaksi pelepasan Al dari dalam kerangka zeolit....................................... 6 </p><p>6 Zeolit alam yang diaktivasi asam dan pemanasan (NZAT) ................................... 7 </p><p>7 Spektrum FTIR zeolit alam (NZ)........................................................................... 8 </p><p>8 Spektrum FTIR zeolit alam yang diaktivasi asam (NZA) ..................................... 8 </p><p>9 Spektrum FTIR zeolit alam yang diaktivasi asam dan pemanasan (NZAT)........... 8 </p><p>10 Kandungan kation dalam contoh katalis ............................................................... 9 </p><p>11 Luas permukaan spesifik contoh katalis ................................................................ 10 </p><p>12 Volume total pori contoh katalis............................................................................ 10 </p><p>13 Rerata jejari pori contoh katalis ............................................................................. 10 </p></li><li><p>DAFTAR LAMPIRAN </p><p>Halaman </p><p>1 Diagram alir penelitian .......................................................................................... 15 </p><p>2 Penentuan kadar air zeolit ...................................................................................... 16 </p><p>3 Spektrum FTIR dari zeolit alam (NZ) dan penentuan rasio Si/Al </p><p> dengan metode baseline ......................................................................................... 17 </p><p>4 Spektrum FTIR dari zeolit alam yang diaktivasi asam (NZA) dan penentuan rasio </p><p> Si/Al dengan metode baseline................................................................................ 18 </p><p>5 Spektrum FTIR dari zeolit alam yang diaktivasi asam dan pemanasan (NZAT) </p><p> dan penentuan rasio Si/Al dengan metode baseline............................................... 19 </p><p>6 Hasil analisis Autosorb zeolit alam (NZ)................................................................ 20 </p><p>7 Hasil analisis Autosorb zeolit alam asam (NZA).................................................... 21 </p><p>8 Hasil analisis Auotosorb zeolit alam asam dan termal (NZAT) ............................. 22 </p><p>9 Perhitungan bobot teoritis ester glukosa miristat </p><p> dan data persentase hasil ester glukosa miristat................................................... 23 </p><p>10 Spektrum FTIR ester glukosa miristat................................................................... 24 </p></li><li><p>PENDAHULUAN </p><p>Indonesia merupakan salah satu negara </p><p>yang kaya akan zeolit alam, yang tersebar </p><p>luas di berbagai lokasi antara lain di Bayah </p><p>(Banten Selatan), Cikembar (Sukabumi), </p><p>Nanggung (Tasikmalaya), Malang, Lampung, </p><p>dan Sulawesi Selatan. Zeolit alam ini belum </p><p>dimanfaatkan secara optimal. Upaya-upaya </p><p>penelitian dan pengembangan berwawasan </p><p>lingkungan terhadap sumber daya mineral </p><p>tersebut perlu terus dilakukan sehingga dapat </p><p>memberikan hasil yang nyata secara ekonomi </p><p>(PPTM 1994). </p><p>Zeolit alam terdiri atas gugus alumina </p><p>oksida dan gugus silika oksida yang masing-</p><p>masing berbentuk tetrahedral dan saling </p><p>dihubungkan oleh atom oksigen sedemikian </p><p>rupa sehingga membentuk kerangka tiga </p><p>dimensi yang disebut struktur kerangka </p><p>(framework) tiga dimensi. Sifat yang dimiliki </p><p>oleh zeolit dimungkinkan untuk dimodifikasi </p><p>menjadi katalis, adsorben, penukar ion, </p><p>maupun sebagai pengemban logam aktif </p><p>(Kirk &amp; Othmer 1995). </p><p>Zeolit alam pada umumnya memiliki </p><p>kristalinitas rendah, ukuran porinya tidak </p><p>seragam, aktivitas katalitiknya rendah, dan </p><p>mengandung banyak pengotor. Oleh karena </p><p>itu perlu diaktivasi dan dimodifikasi terlebih </p><p>dahulu sebelum dapat digunakan (Handoko </p><p>2001). </p><p>Modifikasi zeolit alam dengan HCl 6 N </p><p>pernah dilakukan oleh Jon H (2001). Zeolit </p><p>alam setelah mendapatkan perlakuan meng-</p><p>alami perubahan struktur dan komposisi. </p><p>Adapun modifikasi dengan pemanasan pernah </p><p>dilakukan oleh Shang CC &amp; Lee MD (1994) </p><p>pada suhu 540C yang ditujukan untuk </p><p>membantu proses impregnasi terhadap zeolit </p><p>sintetis H-ZSM5. </p><p>Penelitian ini bertujuan mengaktivasi zeolit </p><p>alam dengan H2SO4, melakukan pencirian </p><p>terhadap zeolit alam yang sudah diaktivasi, </p><p>dan menguji aktivitas katalitiknya pada reaksi </p><p>interesterifikasi. Aktivasi dalam penelitian </p><p>dilakukan dengan dua cara, yaitu perlakuan </p><p>dengan asam tanpa pemanasan (nature zeolit </p><p>acid/NZA) dan perlakuan asam yang </p><p>dilanjutkan dengan pemanasan (nature zeolit </p><p>acid and termal/NZAT). Untuk melihat </p><p>proses aktivitas katalis zeolit pada penelitian </p><p>ini dilakukan sintesis ester glukosa miristat </p><p>yang diperoleh dari reaksi antara metil </p><p>miristat dan glukosa pentaasetat dengan </p><p>metode bebas pelarut yang pernah dilakukan </p><p>oleh Prihanjani (2006) dengan katalis zeolit </p><p>sintetik. </p><p>Hipotesis penelitian ini adalah zeolit yang </p><p>diaktivasi asam tanpa pemanasan maupun </p><p>zeolit yang diaktivasi asam dengan </p><p>pemanasan memiliki sifat-sifat zeolit (nisbah </p><p>Si/Al, kandungan kation, dan...</p></li></ul>

Recommended

View more >