Studi kinetika adsorpsi logam U-238 dan Th-232 pada asam humat terimmobilisasi pada bentonit

SUSENO, Hadi Prasetyo, Dr. Sri Juari Santosa, M.Eng

2004 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang imobilisasi asam humat pada permukaan bentonit untuk menurunkan kelarutannya pada pH tinggi. Asam humat yang telah diimobilisasi digunakan sebagai adsorben U-238 dan Th-232 baik pada kondisi ion tunggal maupun kondisi kompetitif. Parameter kinetika yang dipelajari : konstanta laju, energi dan kapasitas adsorpsi. Penelitian ini diawali dengan imobilisasi asam humat pada permukaan bentonit, dan mempelajari stabilitas asam humat terimobilisasi pada bentonit pada berbagai pH. Adsorpsi ion U-238 dan Th-232 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 mencapai keseimbangan, 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 menunjukkan peningkatan stabilitas sampai pH 12,0. Baik untuk U-238 maupun Th-232, adsorpsi optimum terjadi pada pH 5. Pada kondisi optimum ini adsorpsi menunjukkan pola adsorpsi Langmuir dengan energi adsorpsi 23,284 kJ/mol untuk U-238 dan 23,009 kJ/mol untuk Th-232. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa kapasitas, laju dan energi adsorpsi U-238 untuk adsorben bentonit maupun asam humat terimobilisasi pada bentonit lebih besar dari pada kapasitas, laju, dan energi adsorpsi Th-232. Hal ini menunjukkan afinitas U-238 terhadap adsorben lebih besar dari pada Th-232. Dibandingkan dengan kondisi adsorpsi ion tunggal, laju adsorpsi U-238 pada adsorben bentonit turun dari 0,0021 menit-1 menjadi 0,0005 menit-1, sedangkan laju adsorpsi Th-232 pada adsorben yang sama turun dari 0,0017 menit-1 menjadi 0,0003 menit-1. Hal serupa teramati pula untuk adsorben asam humat terimobilisasi pada bentonit, dimana laju adsorpsi U-238 turun dari 0,0031 menit-1 menjadi 0,0009 menit-1 dan laju adsorpsi Th-232 turun dari 0,0044 menit-1 menjadi 0,0019 menit-1. Hal ini menunjukkan adanya kompetisi antara U-238 dan Th-232 dalam memperebutkan situs aktif pada adsorben.

The immobilization of humic acid on bentonite surface has been conducted in order to decrease its solubility on high pH. The immobilized humic acid was then used as adsorben of U-238 and Th-232. Kinetic parameters studied consisted of rate constant, energy, and capacity of adsorption. The research was started with immobilization of humic acid on bentonit surface, and followed by stability test for the immobilized humic acid at various acidities. Adsorption of U-238 and Th-232 ions was conducted by first examining the optimum pH giving minimum complexed ions by the soluble fraction of humic 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 capacity were determined by Langmuir isoterm adsorption model. The result of this research showed that on the optimum condition, amount of immobilized humat acid on bentonit was 39.75 % (w/w). The immobilized humic acid was stable up to pH 12. For both ions, optimum adsorption accured at pH 5. On this optimum conditions, the adsorption of there ions followed Langmuir adsorption model with adsorption energies of 23.28 and 23.01 kJ/mol for U-238 and Th-232, respectively. The result also showed that for both adsorbent, adsorption capacity, rate, and energy for U-238 were higher than those for Th-232. This evidence showed that the avinity of U-238 for both adsorbents was higher than that of Th-232. Compared to single ion condition, the rate constant for the adsorption of U-238 on bentonite decreased from 0.0021 min-1 to 0.0005 min-1, while that of Th-232 decreased from 0.0017 min-1 to 0.0003 min-1. The similar trend was also observed for the adsorbent of humic acid immobilized on bentonite, i.e. the rate constant for the adsoption of U-238 decreased from 0.0031 min-1 to 0.0009 min- and that of Th-232 decreased from 0.0044 min-1 to 0.0019 min-1. This fact confirmed the presence of competition between U-238 and Th-232 in fighting the active sites on the adsorbents.

Kata Kunci : Kinetika Adsorpsi,Logam U,238 dan Th 232,Asam Humat