Imobilisasi asam humat pada bentonit dan aplikasinya untuk Adsorpsi Cs pangkat 137 dan Am pangkat 241

RAHARJO, Budi, Dr. Sri Juari Santosa, M.Eng

2004 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang imobilisasi asam humat pada bentonit untuk menurunkan kelarutannya pada pH tinggi. Asam humat yang telah diimobilisasi digunakan sebagai adsorben Cs137 dan Am241 baik pada kondisi ion tunggal maupun kondisi kompetitif. Parameter yang dipelajari meliputi : laju, energi dan kapasitas adsorpsi. Penelitian ini diawali dengan imobilisasi asam humat pada bentonit dan mempelajari stabilitas asam humat terimobilisasi pada bentonit pada berbagai pH. Adsorpsi Cs137 dan Am241 diawali dengan mencari pH optimum untuk adsorpsi dimana jumlah ion terkomplek oleh fraksi terlarut asam humat minimal dan jumlah ion teradsorpsi maksimal. Laju adsorpsi dipelajari dengan menggunakan model kinetika adsorpsi orde satu yang me ncapai kesetimbangan, sedangkan energi dan kapasitas adsorpsi ditentukan berdasarkan model adsorpsi isoterm Langmuir. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi optimum jumlah asam humat yang terimobilisasi pada bentonit adalah 39,75 % (b/b). Asam humat yang terimobilisasi pada bentonit menunjukkan peningkatan stabilitas sampai pH 12,0. Baik untuk Cs137 maupun Am241 adsorpsi optimum terjadi pada pH 5. Pada kondisi optimum ini adsorpsi menunjukkan pola adsorpsi Langmuir dengan energi adsorpsi 21,481 kJ/mol untuk Cs137 dan 22,276 kJ/mol untuk Am241. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa kapasitas, laju dan energi adsorpsi Am241 untuk adsorben bentonit maupun asam humat terimobilisasi pada bentonit lebih besar dari kapasitas, laju dan energi adsorpsi Cs137. Hal ini menunjukkan afinitas Am241 terhadap adsorben lebih besar daripada Cs137. Dibandingkan dengan kondisi adsorpsi ion tunggal, laju adsorpsi Am241 pada adsorben bentonit turun dari 9,8 x 10-4 menit-1 menjadi 2,6 x 10-4 menit-1, sedangkan laju adsorpsi Cs137 pada adsorben yang sama turun dari 5,3 x 10-4 menit-1 menjadi 1,4 x 10-4 menit-1. Hal serupa teramati pula untuk adsorben asam humat terimobilisasi pada bentonit, dimana laju adsorpsi Am241 turun dari 1,6 x 10-3 menit-1 menjadi 5,1 x 10-4 menit- 1, dan laju adsorpsi Cs137 turun dari 1,2 x 10-3 menit-1 menjadi 1,8 x 10-4 menit-1. Hal ini menunjukkan adanya kompetisi antara Am241 dan Cs137 dalam memperebutkan situs aktif pada adsorben.

It has been conducted the immobilization of humic acid on bentonite in order to lowerer its solubility on high pH. The immobilized humic acid was then used as adsorbent of Cs137 and Am241. The parameters studied were consisted of rate constant, capasity, and energy of adsorption. This research started with immobilization of humic acid on bentonite suface and followed by stability test for immobilized humic acid at various acidities. Adsorption of Cs137 and Am241 ions was conducted by first examining the optimum pH giving minimum complexed ions by the soluble fraction of humid acid and maximum adsorbed ions on adsorbent. The rate of adsorption was studied by using first order adsorption kinetics reaching equilibrium, while adsorption energy and kapacity were determined by Langmuir isotherm adsorption model. The result of this research showed that on the optimum condition, amount of immobilized humic acid on bentonite is 39.75% (w/w). The immobilized humic acid was stable up to pH 12.0.For both ions, optimum adsorption occurred at pH 5. On this optimum condition, the of the ions followed Langmuir adsorption model with adsorption energies of 21.481 for Cs137 and 22.276 kJ/mol for Am241 respectively. The result also showed that for both adsorbent, adsorption capacity, rate, and energy for Am241 were higher than these for Cs137. This evidence showed that the afinity of Am241 for both adsorbents was higher than that of Cs137. Compered to singel ion condition, the rate constant for the adsorption of Am241 on bentonite decreased from 9.8 x 10-4 min-1 to 2.6 x 10-4 min-1, while that of Cs137 decreased from 5.3 x 10-4 min-1 to 1.4 x 10-4 min-1. The similar evidence was also observed for the adsorbent of humic acid immobilized on bentonite, i.e. the rate constant for the adsorption of Am241 decreased from 1.6 x 10-3 min-1 to 5.1 x 10-4 min-1 and that of Cs137 decreased from1.2 x 10-3 min-1 to 1.8 x 10-4 min-1. This fact confirmed the presence of competition between Am241 and Cs137 in attacking the active sites on the adsorbents.

Kata Kunci : Kimia,Imobilisasi Asam Humat,Bentonit,Adsorpsi Cs137 dan Am241