SIFAT ADSORPSI DAN KARAKTERISTIK KITOSAN TERCETAK IONIK SENG DAN TEMBAGA

Susilowati, Prof. Dr. Narsito

2011 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Sintesis Kitosan Tercetak Ionik Seng (KTI-Zn) dan Kitosan Tercetak Ionik tembaga (KTI-Cu) diawali dengan mengompleks kitosan menggunakan ion logam Zn(II) dan Cu(II) 3000 mg/L dalam larutan asam asetat, kemudian dikait silang dengan glutaraldehid dan ion logam prekusor didesorpsi dengan Na2EDTA. Selanjutnya padatan hasil sintesis diidentifikasi gugus fungsionalnya dengan metode FTIR dan kristalinitasnya dengan metode XRD. Proses adsorpsi logam Zn(II) dan Cu(II) dilakukan dengan metode batch adsorption sebagai fungsi pH, waktu kontak dan variasi konsentrasi ion logam Zn(II) dan Cu(II). Juga dipelajari selektivitas adsorpsi dari adsorben terhadap campuran ion logam Zn(II) dan Cu(II). Analisis Zn(II) dan Cu(II) sebelum dan sesudah proses adsorpsi dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri serapan atom (AAS). Dari hasil uji desorpsi diketahui bahwa kontribusi mekanisme yang terbesar adalah pembentukan kompleks melalui pembentukan kelat. Pada hasil kajian kinetika adsorpsi ion Zn(II) dan Cu(II) mengikuti pola orde 1 dengan konstanta laju 8,2x10-3 menit-1 pada KTI-Zn dan 4,8x10-3 menit-1 pada KTS, 2,6x 10-3 menit-1pada KTI-Cu dan 90,0 x10-4 menit-1 pada KTS. Pada hasil kajian kapasitas adsorpsi ion logam Zn(II) berdasarkan model isoterm adsorpsi Langmuir pada KTI-Zn sebesar 89,27 mg/g dan KTS sebesar 36,39 mg/g, kapasitas adsorpsi ion logam Zn(II) berdasarkan model isoterm adsorpsi Freundlich pada KTI-Zn sebesar 10,47 mg/g dan KTS sebesar 9,74 mg/g sedangkan energi total adsorpsi berada pada kisaran 22,73 kJ/mol pada KTI-Zn dan 26,71 kJ/mol pada KTS Adapun kapasitas adsorpsi ion logam Cu(II) berdasarkan model isoterm adsorpsi Langmuir pada KTI-Cu sebesar 86,69 mg/g dan KTS sebesar 51,05 mg/g, kapasitas adsorpsi ion logam Cu(II) berdasarkan model isoterm adsorpsi Freundlich pada KTI-Cu sebesar 14,29 mg/g dan KTS sebesar 6,69 mg/g., sedangkan energi total pada kisaran 22,71 kJ/mol pada KTI-Cu dan 22,23 kJ/mol pada KTS. Hasil kajian selektivitas relatif diperoleh bahwa KTI-Zn memiliki selektivitas yang tinggi terhadap ion logam Zn(II) dengan koefisien selektivitas (αZn/Cu= 1,58), KTI-Cu memiliki selektivitas yang rendah terhadap ion logam Cu(II) dengan koefisien selektivitas (αCu/Zn = 1,22). Kajian stabilitas kimia menunjukan bahwa KTS, KTI-Zn dan KTI-Cu lebih stabil dibandingkan dengan kitosan bahan baku.

The synthesis of Imprinted Ionic Chitosan of Zinc (IIC-Zn), and Imprinted Ionic Chitosan of Copper (IIC-Cu) was started by complexing chitosan using metal ion Zn(II) and Cu(II) 3000 mg/L in acetic acid solution, then cross-linked them with glutaraldehyde, then the metal ion precursor was desorbed with Na2EDTA. The solid synthesis result was identified for its functional groups with FTIR method and its crystallinity using XRD method. The adsorption process of Zn(II) and Cu(II) was conducted using batch adsorption as a function of pH, contact time, and variety of Zn(II) and Cu(II) ion concentrations. The adsorption selectivity of adsorbent against mixture of Zn(II) and Cu(II) ion. The analysis of Zn(II) and Cu(II) ion before and after adsorption was done by using atomic absorption spectrometry (AAS). The results of desorption is known that the largest contribution to the mechanism was the complex formation.The result indicated that Zn(II) metal ion adsorption rate constant in IIC-Zn was k1=8.2x10-3 min-1 and crosslinking-chitosan (CC) was k1=4.8x10-3 min-1. In addition, Cu(II) metal ion adsorption rate constant in IIC-Cu was 2.6 x10-3 min-1 and CC was k1=9.0 x 10-4 min-1. As a result Zn(II) ion adsorption capacity based on Langmuir adsorption isotherm model in IIC-Zn was 89.27 mg/g and CC was 36.39 mg/g , and the total energy of adsorption in the range 22.73 kJ/mol for IIC-Zn and 26.72 kJ/mol for IIC-Cu(II). Ion adsorption capacity based on Langmuir adsorption isotherm model in IIC-Cu was 86.69 mg/g and CC was 51.05 mg/g, while Cu(II) ion adsorption capacity based on Freundlich adsorption isotherm model on IIC-Cu was 14.29 mg/g and on CC was 6.69 mg/g. while the total energy in the range 22.71 kJ / mol for IIC-Cu and 22.23 kJ / mol for CC. Relative selectivity analysis indicated that IIC-Zn has a high selectivity toward Zn(II) ion with selectivity coefficient (αZn/Cu =1.58), IIC-Cu has a low selectivity toward Cu(II) ion with selectivity coefficient of (αCu/Zn =1.22). Chemical stability studies showed that CC, IIC-Zn and IIC-Cu are more stable in acid medium than chitosan materials.

Kata Kunci : adsorpsi logam