Pengaruh p-Klorofenol terhadap efektivitas Fotoreduksi Ion Hg(II) yang dikatalis TiO2

ANGGRAINI, Devina Ingrid, Dr. Endang Tri Wahyuni, MS

2007 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Dalam penelitian ini telah dipelajari pengaruh waktu penyinaran, konsentrasi awal ion Hg(II), keberadaan p-klorofenol, dan pH larutan dengan adanya p-klorofenol terhadap efektivitas fotoreduksi. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode fotoreduksi yang dikatalisis TiO2 guna pengurangan konsentrasi ion Hg(II). Proses fotoreduksi ion Hg(II) dilakukan dalam suatu reaktor tertutup yang dilengkapi dengan lampu UV, yaitu dengan cara menyinari campuran yang terdiri dari larutan ion Hg(II) dan serbuk fotokatalis TiO2, disertai dengan pengadukan selama waktu tertentu. Hasil fotoreduksi dihitung berdasarkan selisih antara konsentrasi ion Hg(II) mula-mula dengan konsentrasi ion Hg(II) yang tak tereduksi. Penentuan konsentrasi ion Hg(II) yang tidak tereduksi dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) teknik pembangkitan uap dingin atau Cold-Vapor Atomic Absorption Spectrophotometry (CV-AAS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan fotokatalis TiO2 dapat meningkatkan hasil fotoreduksi ion Hg(II). Waktu penyinaran dari 1-24 jam menghasilkan kenaikan fotoreduksi ion Hg(II) yang cukup besar, namun waktu penyinaran yang lebih lama lagi (24 sampai 72 jam) telah menurunkan fotoreduksi yang relatif kecil. Pada konsentrasi awal ion Hg(II) dari 0,1 sampai 0,5 mg/L memberikan hasil fotoreduksi yang hampir 100%, namun fotoreduksi berkurang menjadi berkisar antara 85 - 75% pada konsentrasi awal ion Hg(II) 0,5 sampai 5 mg/L. Pada proses fotokatalisis, TiO2 yang dikenai energi foton dapat menghasilkan radikal •OH dan elektron. Dalam waktu yang bersamaan, elektron dan radikal •OH dapat mengalami penggabungan kembali sambil melepaskan panas. Adanya p-klorofenol dapat meningkatkan efektivitas fotoreduksi ion Hg(II) karena dapat mencegah penggabungan kembali radikal •OH dan elektron. Kenaikan pH dari 2-6 memberikan peningkatan fotoreduksi ion Hg(II), sedangkan untuk pH yang lebih tinggi dari 6, terjadi pengurangan konsentrasi Hg(II) hampir 100%, yang bukan disebabkan oleh fotoreduksi ion Hg(II) melainkan karena menempelnya endapan Hg(OH)2 pada permukaan TiO2 sehingga tidak ada dalam larutan. Kondisi reaksi yang menghasilkan fotoreduksi paling efektif untuk 25 mL larutan Hg(II) yang menggunakan 25 mg TiO2 dengan waktu penyinaran selama 24 jam adalah konsentrasi ion Hg(II) 5 mg/L, pH 4, dengan penambahan 25 mL p-klorofenol 5 mg/L. Pada kondisi tersebut ion Hg(II) tereduksi sebesar 93,33 %. Disarankan untuk dilakukan analisis p-klorofenol setelah terjadinya proses fotoreduksi ion Hg(II) dan kajian pengaruh adanya ion logam berat lain terhadap efektivitas fotoreduksi ion Hg(II).

In this research the influences of irradiation time, initial Hg(II) concentration, the presence of p-chlorophenol, and the solution pH in the presence of p-chlorophenol on the effectiveness of Hg(II) photoreduction have been studied. The objective is to develop photoreduction method catalyzed by TiO2 for the decreasing Hg(II) concentration. Photocatalytic reduction was carried out in a closed reactor equipped with UV lamp, by irradiating and stirring a mixture of Hg(II) solution and TiO2 photocatalyst powder for a certain period of time. The amount of reduced Hg(II) by photoreduction was calculated by substracting initial Hg(II) concentration with unreduced one, which was determined using cold vapor atomic absorption spectrophotometry method. The result of the research indicated that the use of TiO2 photocatalyst has increased the effectiveness of Hg(II) photoreduction. The irradiation time of 1-24 hours could considerably increase the photoreduction, but slight decrease in Hg(II) photoreduction was observed for the irradiation time of 24-72 hours. Initial Hg(II) concentration in the range of 0.1-0.5 mg/L, give 100% Hg(II) photoreduction, and initial Hg(II) concentration in the range of 0.5-5 mg/L decreases Hg(II) photoreduction to 85-75%. In the photocatalysis process TiO2 exposured by photon energy could resulted in •OH radicals and electrons that can recombined in the same time. The presence of p-chlorophenol in the solution mixture increased the photoreduction effectiveness probably due to its capability in capturing •OH radicals. Increasing pH of the solution in the range of 2-6 resulted in the increase in Hg(II) photoreduction. However, further increase in pH of more than 6 lead to the decrease in Hg(II) concentration up to 100%. It was probably caused by precipitation of Hg(OH)2 formed on TiO2 surface and not due to photoreduction. The highest photoreduction, i.e.: 93.33 %, for 25 mL Hg(II) solution using 25 mg TiO2 and 24 hours of irradiation time was achieved when 5 mg/L of Hg(II) solution, 25 mL of p-chlorophenol 5 mg/L, and pH = 4 were applied. It is advisable to further analyze p-chlorophenol after Hg(II) photoreduction and to study the influence of other heavy metals on Hg(II) photoreduction

Kata Kunci : Fotoreduksi Ion Hg(II) Semikonduktor TiO2 p,Klorofenol