Adsorpsi-desorpsi dan selektifitas hibrida merkapto silika terhadap ion emas(III) dalam sistem multilogam Au-Cu, Au-Ni dan Au-Cu-Ni

HAMDIANI, Saprini, Prof. Dr.rer.nat. Nuryono, M.S

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan kajian adsorpsi-desorpsi dan selektivitas ion Au(III) dalam sistem multilogam Au/Ni, Au/Cu dan Au/Cu/Ni, pada hibrida merkapto-silika (HMS) yang disintesis melalui proses sol-gel dengan prekursor larutan natrium silikat (Na2SiO3) dari abu sekam padi (ASP). HMS dibuat dengan menambahkan HCl 3M pada campuran senyawa 3-(trimetoksilil)-1-propantiol (TMSP) dan larutan Na2SiO3 hingga pH 7 (netral). Larutan Na2SiO3 dihasilkan dengan cara melarutkan hasil peleburan ASP menggunakan NaOH. Karakterisasi HMS dilakukan dengan spektroskopi inframerah (FTIR) dan difraktometri sinar-X (XRD). Adsorpsi dilakukan melalui sistem batch dengan variasi pH, waktu dan konsentrasi logam emas dalam sistem monologam dan multilogam. Logam Au(III), Cu(II) dan Ni(II) yang teradsorpsi dihitung secara kuantitatif berdasarkan selisih konsentrasi logam sebelum dan setelah adsorpsi yang dianalisis dengan spektroskopi serapan atom (SSA). Model isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir digunakan untuk menentukan kapasitas adsorpsi, energi dan tetapan kesetimbangan adsorpsi. Desorpsi dilakukan terhadap sistem Au-HMS dan multilogam-HMS menggunakan larutan tiourea dan tiosulfat dengan variasi konsentrasi. Total logam terdesorpsi dihitung berdasarkan hasil analisis dengan SSA. Hasil karakterisasi dengan FTIR mengindikasikan keberhasilan pembuatan HMS dengan munculnya serapan dari gugus-gugus fungsional seperti: gugus metilen (-CH2-), tiol (-SH), silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-O-Si). Dari data XRD diketahui bahwa HMS yang terbentuk mempunyai struktur amorf. Hasil kajian kinetik diperoleh bahwa adsorpsi Au(III) pada HMS mengikuti kinetika reaksi pseudo orde-2 dengan nilai k2=0,010 g mg-1min-1. Kajian variasi pH mengindikasikan bahwa kemampuan adsorpsi HMS tidak terpengaruh pH. Kajian termodinamika menunjukkan Au(III), Cu(II), dan Ni(II) teradsorpsi secara kimia pada HMS. Desorpsi Au(III) dalam HMS dengan larutan tiourea-HCl telah berlangsung sempurna dalam waktu 24 jam. Untuk desorpsi multilogam Au/Cu-HMS, Au(III) terdesorpsi sebanyak 89,37%, dalam Au/Ni-HMS, Au(III) terdesorpsi 100%, sedangkan dalam sistem Au/Cu/Ni-HMS, Au(III) yang terdesorpsi 50,87%.

Adsorption-desorption and selectivity of Au(III) in multi-metal systems (Au/Ni, Au/Cu and Au/Cu/Ni) on mercapto silica hybrid (MSH) have been studied. MSH was synthesized by sol-gel process with sodium silicate (NaSiO) from rice husk ash (ASP) as precursor. 23Mercapto-silica hybrid was synthesized by adding 3M hydrochloride solution to a mixture of Na2SiO3 solution and 3-(trimethoxysilyl)-1-propanthiol (TMSP) till pH of 7 (neutral). The HMS resulted was characterized by Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). Adsorption was carried out in a batch system with variation of pH, time and concentration of gold ion in mono-metal as well as in multi-metal systems. The adsorbed metal ions Au(III), Cu(II) and Ni(II) were quantitatively calculated based on the difference of metal concentration before and after adsorption analysed using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Freudlich and Langmuir adsorption isotherm model were used to determine the adsorption capacity, energy and adsorption equilibrium constant. Desorption of the Au and multilmetal-HMS system was conducted by using thiourea and thiosulfate solutions with variation of concentration. Total desorption of metal was calculated based on the AAS analysis. The FTIR characterization results indicated that the success of MSH synthesis was shown with the presence of specific absorption of functional groups namely methylene group (-CH-), thiols (-SH), silanol group (Si-OH) and 2siloksan (Si-O-Si). The XRD data showed that the structure of MSH was amorphous-like. Kinetic study demonstrated that the adsorption of Au(III) ion on MSH was pseudo-second order with a value of k = 20.010 g mg-1min-1. The adsorption of MSH was not affected by pH in a range of 2.0 till 6.0. Thermodynamic studies showed that the Au(III), Cu(II) and Ni(II) were adsorbed with chemical interaction on the MSH. Gold(III) ion was desorbed with thiourea-HCl solution completely within 24 hours. In the desorption of multi-metal Au/Cu-HMS, Au(III) was desorbed with the percentage of 89.37%, 100% for Au/Ni and only 50.8% for A (symbol)

Kata Kunci : Adsorpsi, Emas, Merkapto, Silika, Sekam padi