Adsorpsi Cd kuadrat+, Ni kuadrat+, dan Mg Kuadrat+ pada 2-Merkaptobenzimidasol yang diimobilisasikan pada silika gel

NUZULA, Firdausi, Dr. Nuryono, M.S

2004 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan imobilisasi 2-merkaptobenzimidasol (MBI) pada permukaan silika gel menggunakan γ-glisidoksipropiltrimetoksisilan (γ-GPS) sebagai senyawa penghubung. Hasil imobilisasi (Si-MBI) kemudian digunakan untuk mengadsorpsi Cd2+, Ni2+, dan Mg2+ dalam medium air. Penelitian meliputi studi pengikatan γ-GPS pada silika gel dalam medium air yang diikuti imobilisasi larutan MBI dalam dimetilformamida (DMF) pada silika epoksi (Si-Ep) yang terbentuk. Karakterisasi hasil imobilisasi MBI meliputi penentuan MBI yang terikat, parameter kinetika, dan termodinamika adsorpsi terhadap Cd2+, Ni2+, dan Mg2+. Gugus-gugus fungsional Si-MBI yang berperan pada adsorpsi ion logam diidentifikasi menggunakan spektroskopi inframerah (IR) dan secara kuantitatif kandungan MBI dalam Si-MBI ditentukan dengan metode Kjeldahl. Adsorpsi Cd2+, Ni2+, dan Mg2+ dilakukan dalam sistem batch. Ion logam yang teradsorpsi secara kuantitatif dihitung dari selisih ion logam sebelum dan sesudah adsorpsi hasil pengukuran menggunakan metode spektroskopi serapan atom. Berdasarkan data yang diperoleh, kesetimbangan adsorpsi, energi adsorpsi, dan kapasitas adsorpsi ditentukan menggunakan model isoterm adsorpsi Langmuir. Konstanta laju adsorpsi ditentukan menggunakan model kinetika Nuryono dkk (2003). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan MBI dalam Si-MBI sebesar 584 μmol/g. Adsorpsi ion logam pada Si-MBI berlangsung melalui dua tahap yaitu cepat dan lambat dengan urutan konstanta laju adsorpsi masingmasing Cd2+ > Mg2+ > Ni2+ dan Mg2+ > Ni2+ > Cd2+. Kapasitas adsorpsi Si-MBI terhadap Cd2+, Ni2+, dan Mg2+ berturut-turut sebesar 13,26 μmol/g, 107,53 μmol/g, dan 123,46 μmol/g. Adsorpsi Cd2+ diduga sebagian besar merupakan kemisorpsi dengan energi adsorpsi 23,67 kJ/mol, sedangkan Ni2+ dan Mg2+ kemungkinan besar didominasi fisisorpsi dengan energi adsorpsi masingmasing sebesar 15,26 kJ/mol dan 15,82 kJ/mol.

Immobilization of 2-mercaptobenzimidazole (MBI) on silica gel using γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) as a bridging agent has been investigated. The resulted material (Si-MBI) was then applied as an adsorbent for Cd2+, Ni2+, and Mg2+ in aqueous solution. The investigation included a study of binding γ-GPS on silica gel in aqueous solution followed by immobilization in dimethylformamide (DMF) solution of MBI on the silicaepoxide (Si-Ep). The MBI immobilization product was then characterized by determination of MBI bonded in Si-Ep with Kjeldahl method and identification of functional groups with infrared spectrometry (IR). Adsorption of Cd2+, Ni2+, and Mg2+ were conducted in a batch system. The metal ions adsorbed were calculated quantitatively from the difference in concentration data of the metal ions before and after adsorption determined by atomic absorption spectroscopy (AAS) method. Based on the adsorption data obtained, the equilibrium constant, the adsorption energy, and the adsorption capacity were determined by Langmuir model for isotherm adsorption. The adsorption rate constans were determined by Nuryono et al. (2003) kinetic model. Results showed that the content of MBI in Si-MBI was 584 μmol/g. Adsorption of metal ions to Si-MBI occurred in two steps, i.e. fast and slow with adsorption rate constant order of Cd2+ > Mg2+ > Ni2+ and Mg2+ > Ni2+ > Cd2+, respectively. The adsorption capacities for Cd2+, Ni2+, and Mg2+ were 13.26 μmol/g, 107.53 μmol/g, and 123.46 μmol/g. The adsorption of Cd2+ for Si- MBI was chemisorption (23.67 kJ/mol), the adsorption for Ni2+ and Mg2+ were physisorption (15.82 and 15.26 kJ/mol, respectively).

Kata Kunci : Adsorpsi Cd2, Ni2, Mg2, Imobilisasi Silika Gel, Merkaptobenzimidasol