Imobilisasi Dithizon secara fisik pada Zeolit alam dan studi kemampuan adsorpsinya terhadap logam (Pb(II) dan Cd(II)

SUSENO, Drs. Mudasir, M.Eng.,Ph.D

2006 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kemampuan adsorpsi ion logam Pb2+ dan Cd2+ oleh zeolit alam yang telah diimmobilisasi dengan dithizon dan hasilnya dibandingkan dengan kemampuan adsorpsi logam tersebut oleh zeolit alam yang tidak diimmobilisasi. Kajian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi sintesis dan karakterisasi zeolit alam terimmobilisasi dithizon dan kajian adsorpsi ion logam Pb2+ dan Cd2+. Sintesis adsorben dilakukan dengan cara mengaduk zeolit alam dengan dithizon yang dilarutkan dalam toluen pada suhu kamar dan hasilnya dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer inframerah, difraktometer sinar-X dan gas sorption analysis. Kajian adsorpsi meliputi optimasi pH, kinetika adsorpsi dan isoterm adsorpsi. Analisis yang digunakan untuk mengetahui jumlah ion logam yang teradsorpsi oleh kedua macam adsorben tersebut ilakukan dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dithizon telah terimmobilisasi pada permukaan zeolit alam aktif dan tidak merusak kristalinitas zeolit alam. Kondisi optimum adsorpsi ion Pb2+ adalah pada pH 5 sedangkan ion Cd2+ pada pH 6. Parameter kinetika adsorpsi dengan pola Langmuir Hinshelwood untuk ion logam Pb2+ menunjukkan konstanta laju adsorpsi untuk zeolit alam aktif 3,84 x 10- 5 menit- 1 dan untuk zeolit alam terimmobilisasi dithizon 4,29 x 10-5 menit-1. Sedangkan besarnya tetapan kesetimbangan adsorpsi untuk zeolit alam aktif 4482,0 dan untuk zeolit alam terimmobilisasi dithizon 4568,5. Parameter kinetika adsorpsi dengan pola Santosa untuk ion Cd2+ menunjukkan konstanta laju adsorpsi untuk zeolit alam aktif 5,3 x 10-3 menit- 1 dan untuk zeolit alam terimmobilisasi dithizon 8,3 x 10- 3 menit- 1, sedangkan besarnya besarnya tetapan kesetimbangan adsorpsi untuk zeolit alam aktif 8,73 dan untuk zeolit alam terimmobilisasi dithizon 569,13 Parameter isoterm adsorpsi dengan pola Langmuir- Hinshelwod untuk ion logam Pb2+ menunjukkan kapasitas adsorpsi untuk zeolit alam aktif 1,12 x 10-5 mol/g dan untuk zeolit alam terimmobilisas i dithizon 1,19 x 10- 5 mol/g. Tetapan kesetimbangan adsorpsi untuk zeolit alam aktif 1,23 x 104 mol- 1L dan untuk zeolit alam terimmobilisasi dithizon 4,82 x 10 4 mol-1L. Sedangkan energi adsorpsi untuk zeolit alam aktif 23,3 kJ/mol dan untuk zeolit alam ter immobilisasi dithizon 26,7 kJ/mol. Parameter isoterm adsorpsi dengan pola Langmuir-Hinshelwood untuk ion logam Cd2+ dengan adsorben zeolit alam terimmobilisasi dithizon menunjukkan kapasitas adsorpsi 2,79 x 10-5 mol/g, tetapan kesetimbangan adsorpsi 9,95 x 103 mol- 1L dan energi adsorpsinya 22,8 kJ/mol. Berdasarkan parameter isoterm adsorpsi ion logam Cd2+ menggunakan adsorben zeolit alam aktif, adsorpsi ion Cd2+ tidak mengikuti pola Langmuir-Hinshelwood karena tetapan kesetimbangannya berharga negatif. Secara keseluruhan adsorben zeolit alam terimmobilisasi dithizon lebih mampu mengadsorpsi ion logam Pb2+ dan Cd2+ dibandingkan dengan zeolit alam aktif.

The study of the ability of dithizone-immobilized natural zeolite for adsorption of Pb2+ and Cd2+ ions has been done and the results were compared with those adsorbed by unmodified active natural zeolite. The research consisted of the study of the adsorption of Pb2+ and Cd2+ ions. Adsorbent characterization was performed using Infrared Spectrophotometer, X-Ray Diffraction analysis and Gas Adsorption Analyser. The study of the adsorption included pH optimization, adsorption kinetics, and isotherm adsorption. The amount of Pb2+ and Cd2+ ion adsorbed by two kinds of the adsorbent was determined by Atomic Absorption Spectrophotometer. The result of adsorbent characterization showed that dithizone was successfully loaded on the surface of active natural zeolite and the immobilization did not significantly damage the cristallinity of zeolite. Adsorption study suggested that the optimum condition of the adsorption of Pb2+ion was at pH 5 and at pH 6 for Cd2+ ion. Adsorption kinetics parameter evaluated by Langmuir-Hinshelwood equation for Pb2+ ion showed that the adsorption rate constant of natural zeolit active was 3.84 x 10-5 minute-1 and that of dithizone-immobilized natural zeolit was 4.29 x 10- 5 minute-1. In addition, the equilibrium constant of active natural zeolit was 4482.0 mol- 1L and that of dithizoneimmobilized natural zeolit active was 4568.5 mol- 1L. Adsorption kinetics parameter determined using Santosa equation for Cd2+ ion showed that the adsorption rate constant of natural zeolit active was 5.3 x 10-3 minute- 1 and that of dithizone-immobilized natural zeolite was 8.3 x 10- 3 minute-1. In addition, the equilibrium constant of active natural zeolite was 8.7292 mol- 1L and that of dithizone-immobilized natural zeolit was 569.13 mol-1L. Adsorption isotherm parameter determined using Langmuir-Hinshelwood equation for Pb2+ ion showed that adsorption capacity of dithizone-immobilized natural zeolite (1.19 x 10-5 mol/g) was higher than that of active natural zeolite (1.12 x 10-5 mol/g). Adsorption equilibrium constant of dithizone-immobilized natural zeolite was higher than that of active natural zeolit, 4.82 x 104 L/mol and 1.23 x 104 L/mol respectively. In addition, the activation energy of dithizone-immobilized natural zeolite (26.7 kJ/mol) was found to be higher than that of active natural zeolite (23.3 kJ/mol). Isotherm adsorption parameter determined using Langmuir-Hinshelwood equation for Cd2+ ion with dithizone-immobilized natural zeolite adsorbent showed that the adsorption capacity was 2.79 x 10-5 mol/g, adsorption equilibrium constant was 9.95 x 103 L/mol and the activation energy was 22.8 kJ/mol. The adsorption of active natural zeolite to Cd2+ ion did not follow the Langmuir-Hinshelwood equation, because it has the negative value of adsorption equilibrium constant. In general, it was shown that the ability of dithizoneimmobilized natural zeolite for adsorption Pb2+ and Cd2+ ion was better than that of active natural zeolit.

Kata Kunci : Adsorpsi Ion Logam Pb(II) dan Cd(II),Zeolit Alam,Imobilisasi Dithizone, Immobilized, dithizone, zeolit, adsorption