ADSORPSI ION FOSFAT DALAM AIR TAWAR DAN AIR LAUT MENGGUNAKAN ZEOLIT ALAM KOMERSIAL TERLAPISI OKSIDA BESI

Suratno, Dr. Eko Sugiharto, DEA

2013 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Modifikasi zeolit alam komersial dengan metode pelapisan oksida besi telah dilakukan dengan hidrolisis larutan Fe3+ dengan basa (NaOH). Karakterisasi zeolit hasil modifikasi dilakukan dengan menggunakan difraksi sinar-X, sedangkan identifikasi gugus fungsional digunakan spektrofotometer inframerah. Zeolit hasil modifikasi digunakan untuk mengadsorpsi ion fosfat dari larutan dengan menggunakan adsorben pembanding Rowaphos (β-FeOOH granular). Parameter adsorpsi yang diamati adalah pengaruh pH, waktu kontak, massa adsorben, konsentrasi ion fosfat dan jenis larutan. Hasil difraksi sinar-X menunjukkan 3 puncak utama difraktogram muncul pada sudut difraksi (2θ) 22,3411°; 27,8800° dan 9,9150° yang bersesuaian dengan harga d berturut-turut 3,9761; 3,1975 dan 8,91378 Å yang mengindikasikan zeolit alam yang digunakan merupakan jenis clinoptilolite. Proses adsorpsi ion fosfat mengalami persentase adsorpsi terbesar (88,6%) terjadi pada pH 3,02 dengan berat adsorben 300 mg, konsentrasi awal larutan 2,5 mg.L-1 dan lama waktu kontak 120 menit. Proses adsorpsi ion fosfat di air tawar mengikuti persamaan kinetika reaksi pseudo orde 2 (Ho) dengan nilai k2 untuk ZM sebesar 25,9626 g.mg-1.min-1 dan Rowaphos sebesar 14,6815 g.mg-1.min-1 dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,6896 mg.g-1 untuk ZM dan 0,8727 mg.g-1 untuk Rowaphos. Adsorpsi ion fosfat di air laut mengikuti persamaan kinetika reaksi pseudo orde 1 (Lagergren) dengan nilai k1 untuk ZM sebesar 0,0051 min-1 dan Rowaphos sebesar 0,0421 min-1 dengan nilai kapasitas adsorpsi sebesar 0,2048 mg.g-1 untuk ZM dan 0,9118 mg.g-1 untuk Rowaphos. Proses adsorpsi ion fosfat oleh ZM dan Rowaphos baik didalam air tawar maupun air laut dominan mengalami fisisorpsi, dengan nilai rata-rata energy bebas (ED) < 8 kJ.mol-1 selain itu juga nilai panas adsorpsi (B) dan ΔG < 20kJ.mol-1.

Modified commercial natural zeolite with a coating method of iron oxide has been conducted by hydrolysis of Fe3+ solution and NaOH. The modified zeolite was characterized using X-ray diffraction (XRD), while functional groups were identified by infra-red spectrophotometer (IR). The modified zeolite was used to adsorb phosphate ion from the solution using comparator adsorbent of Rowapos (β-FeOOH granular). The observed adsorption parameters were pH, contact time, adsorbent mass, phosphate ion concentration and solution types. The result of X-ray diffraction showed 3 major peaks in diffractogram in the diffraction angle (2θ) of 22.3411°, 27.8800° and 9.9150° which correspond to d values 3.9761, 3.1975 and 8.91378 Å, respectively, indicated that the natural zeolite was clinoptilolite type material. The adsorption process of phosphate ion had the highest adsorption percentage (88.6%) occurred at pH 3.02 with a mass of 300 mg adsorbent, initial solution concentration of 2.5 mg.L-1 and contact time of 120 min. The adsorption process of phosphate ion in freshwater was in accordance with kinetic equation pseudo-second-order (Ho) with the k2 value for ZM was 25.96 g.mg-1.min-1 and for Rowaphos was 14.68 g.mg-1.min-1 with adsorption capacities of 0.69 mg.g-1for ZM and 0.87 mg.g-1 for Rowaphos. The adsorption of phosphate ion in saltwater followed kinetic equation pseudo-first- order (Lagergren) with the k1 value for ZM was 0.0051 min-1 and for Rowaphos is 0.0421 min-1 with adsorption capacities of 0.21 mg.g-1 for ZM and 0.91 mg.g-1 for Rowaphos. Phosphate ion adsorption process by ZM and Rowaphos both in freshwater and saltwater was dominated by physisorption with the mean free energy (ED) value < 8 kJ.mol-1 and heat sorption (B) dan ΔG values are < 20 kJ.mol-1.

Kata Kunci : adsorpsi, zeolit alam, oksida besi, kapasitas adsorpsi, fisisorpsi