INTERKALASI BENZALKONIUM KLORIDA (BKC) KE

DALAM BENTONIT TERAKTIVASI ASAM SULFAT

SEBAGAI ADSORBEN ANION Cr(VI)

Skripsi

disusun sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

oleh

Yulianti 4311412003

JURUSAN KIMIA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016

ii

PERNYATAAN

Saya menyatakan bahwa yang tertulis dalam Skripsi ini bebas plagiat, dan apabila

dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia

menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan.

Semarang, Juni 2016

Yulianti 4311412003

iii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke Sidang

Panitia Ujian Skripsi Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Negeri Semarang.

Semarang, Mei 2016

Pembimbing I Pembimbing II

Agung Tri Prasetya, S.Si.,M.Si. Dra. Woro Sumarni, M.Si. 196904041994021001 196507231993032001

iv

PENGESAHAN

Skripsi yang berjudul

Interkalasi Benzalkonium Klorida (BKC) ke dalam Bentonit Teraktivasi

Asam Sulfat sebagai Adsorben Anion Cr(VI)

disusun oleh

Yulianti

4311412003

sudah dipertahankan dihadapan sidang Panitia Ujian Skripsi FMIPA Universitas

Negeri Semarang pada tanggal 8 Juni 2016

Panitia:

Ketua Sekretaris

Prof. Dr. Zaenuri, S.E, M.Si,Akt Dr. Nanik Wijayati, M.Si. 196412231988031001 196910231996032002

Ketua Penguji

Dr. Jumaeri, M.Si. 196210051993031002

Anggota Penguji/ Anggota Penguji/

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Agung Tri Prasetya, S.Si.,M.Si. Dra. Woro Sumarni, M.Si. 196904041994021001 196507231993032001

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Man jadda wajada, selama kita bersungguh-sungguh, maka kita akan memetik

buah yang manis. Segala keputusan hanya ditangan kita sendiri, kita mampu

untuk itu (B. J. Habibie)

PERSEMBAHAN

Skripsi ini aku persembahkan untuk:

Bapak, Ibu, dan kakakku tercinta

Teman-teman seperjuangan Kimia angkatan 2012

vi

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Skripsi dengan judul Interkalasi Benzalkonium Klorida (BKC) ke dalam Bentonit

Teraktivasi Asam Sulfat sebagai Adsorben Anion Cr(VI).

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah membantu penulis dalam melaksanakan penelitian dan

penyusunan Skripsi. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1. Rektor Universitas Negeri Semarang,

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri

Semarang,

3. Ketua Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Negeri Semarang,

4. Koordinator Prodi Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang,

5. Agung Tri Prasetya, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan petunjuk, arahan, dan bimbingan dalam penyusunan Skripsi ini,

6. Dra. Woro Sumarni, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan arahan, nasehat, dan motivasi dalam penyusunan Skripsi ini,

7. Dr. Jumaeri, M.Si. selaku dosen penguji utama yang telah memberikan

masukan, pengarahan, dan bimbingan dalam penyusunan Skripsi ini,

8. Pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah

membantu menyelesaikan penyusunan Skripsi ini.

Demikian ucapan terima kasih dari penulis, semoga Skripsi ini dapat

bermanfaat dan memberikan sumbangan pengetahuan bagi perkembangan

pengetahuan dalam penelitian selanjutnya.

Semarang, Juni 2016

Penulis

vii

ABSTRAK

Yulianti. 2016. Interkalasi Benzalkonium Klorida (BKC) ke dalam Bentonit Teraktivasi Asam Sulfat sebagai Adsorben Anion Cr(VI). Skripsi, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Utama Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si. dan Dosen Pendamping Dra. Woro Sumarni, M.Si.

Kata kunci: Adsorpsi, bentonit, Cr(VI), interkalasi, benzalkonium klorida.

Kromium merupakan salah satu logam berat berbahaya yang terdapat pada limbah industri. Salah satu metode untuk menurunkan kadar kromium dari limbah cair industri yang murah dan alami misalnya dengan adsorpsi menggunakan adsorben yang berbasis sumber alam. Bentonit merupakan sumber daya alam yang melimpah di Indonesia yang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben. Bentonit mempunyai sifat mudah mengembang (swelling) dan mempunyai kation-kation yang mudah dipertukarkan sehingga dapat dimodifikasi dengan cara menyisipi surfaktan kationik ke dalam antarlapis lempung dengan metode interkalasi. Bentonit sebelumnya diaktivasi dengan H2SO4 3 M, selanjutnya diinterkalasi dengan surfaktan benzalkonium klorida 1%. Aktivasi dengan asam bertujuan untuk melarutkan pengotor pada material dan modifikasi dengan surfaktan kationik dapat mengubah muatan negatif pada permukaan bentonit menjadi bermuatan positif sehingga dapat mengikat anion Cr(VI). Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh interkalasi terhadap karakteristik adsorben, kapasitas adsorpsi, dan kemampuan adsorben untuk mengadsorpsi Cr(III) dan Cr(VI). Karakteristik adsorben dianalisis menggunakan metode difraksi sinar-X dan spektrofotometer infra merah. Optimasi adsorpsi meliputi pH, waktu, konsentrasi, dan kapasitas adsorpsi dianalisis menggunakan spektrofotometer serapan atom. Hasil penelitian menunjukan bahwa interkalasi benzalkonium bromida ke dalam antar lapis bentonit menyebabkan peningkatan d-spacing dari 4,5532 Ǻ menjadi 5,1702 Ǻ dan munculnya serapan baru pada bilangan gelombang 2927,72 cm-1 dan 2854,91 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi simetrik dan asimetrik dari C-H pada metilen (-CH2) dan vibrasi streching C-H aromatik pada bilangan gelombang 1459,49 cm-1. Interkalasi juga meningkatkan kapasitas adsorpsi pada kondisi optimal dari 0,5032 mg/g (B0) dan 1,2251 mg/g (BA) menjadi 20,1758 mg/g. Adsorpsi BA-BKC dan BA terhadap anion Cr(VI) masing-masing mencapai 94,83% dan 5,95%. Sedangkan, adsorpsi BA-BKC dan BA terhadap ion logam Cr(III) masing-masing mencapai 69,24% dan 85,52%.

viii

ABSTRACT

Yulianti. 2016. Intercalation Benzalkonium Chloride (BKC) into Sulphate Acid-Activated Bentonite for Adsorption Cr(VI) Anionic. Skripsi, Departement of Chemistry Faculty of Mathematics and Natural Sciences Semarang State University. Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si. and Dra. Woro Sumarni, M.Si.

Keywords: Adsorption, bentonite, Cr(VI), intercalation, benzalkonium chloride.

Chromium is one of the dangerous heavy metals found in industrial waste. One method to reduce levels of chromium from wastewater that is cheap and natural example by adsorption using adsorbents based natural resources. Bentonite is a natural that is abundant in Indonesia which can be used as adsorbent. Bentonite has swelling characteristic and have cations that are easily interchanged so that it can be modified in a way intercalate cationic surfactant into interlayer clay by intercalation method. Bentonite previously activated with H2SO4 3 M, further intercalated with 1% benzalkonium chloride surfactant. Activation with acid aimed to dissolve impurities in the material and modification with cationic surfactant can change the negative charge on the surface of bentonite become positively charged so as to bind anions of Cr(VI). This research was conducted to study the effect of intercalation on the characteristics of the adsorbent, the adsorption capasity, and the ability of the adsorbent to adsorb Cr(III) and Cr(VI). Adsorbent characteristic were analyzed using X-ray diffraction and infra-red spectrophotometer. Optimization of adsorption include pH, time, concentration, and adsorption capacity analyzed using atomic absorption spectrophotometer. The results showed that benzalkonium chloride intercalation ionto interlayer of bentonite cause in improved d-spacing of 4.5532 Ǻ be 5.1702 Ǻ and the emergence of new absorption at wave number 2927.72 cm-1 and 2891.91 cm-1 which indicates the symmetric and asymmetric vibration of CH in methylene (-CH2) and aromatic CH streching vibration at 1459.49 cm-1. Intercalation also increase the adsorption capacity under optimal conditions of 0.5032 mg/g (B0) and 1.2251 mg/g (BA) to 20.1758 mg/g. BA-BKC and BA adsorption to anions of Cr(VI) respectively reached 94.83% and 5.95%. Meanwhile, BA-BKC and BA adsorption to Cr(III) respectively reached 69.24% and 85.52%.

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

PERNYATAAN .................................................................................................. ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING ....................................................................... iii

PENGESAHAN ................................................................................................. iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................................ v

PRAKATA ......................................................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................ vii

ABSTRACT ..................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................... 5

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................ 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6

2.1 Kromium (Cr) ............................................................................... 6

2.2 Bentonit ...................................................................................... 10

2.3 Aktivasi Bentonit dengan Asam Sulfat ........................................ 13

2.4 Interkalasi Benzalkonium Klorida ke dalam Bentonit .................. 14

2.5 Organoclay ................................................................................. 16

2.6 Adsorpsi ...................................................................................... 18

2.7 Karakterisasi ............................................................................... 19

BAB 3 METODE PENELITIAN ....................................................................... 22

3.1 Lokasi Penelitian ......................................................................... 22

3.2 Variabel Penelitian ...................................................................... 22

x

3.3 Prosedur Penelitian...................................................................... 23

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 29

4.1 Pembuatan Adsorben Bentonit .................................................... 29

4.2 Karakterisasi Adsorben Bentonit ................................................. 31

4.3 Optimasi Penyerapan Anion Cr(VI) oleh Adsorben ..................... 35

4.4 Aplikasi Adsorben untuk Adsorpsi Cr(III) dan Cr(VI) ................. 43

BAB 5 PENUTUP ............................................................................................. 45

5.1 Simpulan ..................................................................................... 45

5.2 Saran ........................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47

LAMPIRAN ...................................................................................................... 51

xi

DAFTAR TABEL Tabel Halaman

2.1 Sifat fisika dan kimia Cr ................................................................................ 6

2.2 Komposisi kimia bentonit ............................................................................ 13

2.3 Jarak d-spacing organoclay ......................................................................... 17

4.1 Karakteristik larutan Cr(VI) yang digunakan dalam penelitian ..................... 29

4.2 Data d-spacing bentonit ............................................................................... 32

4.3 Interpretasi spektra IR sebelum dan sesudah interkalasi ............................... 34

4.4 Kapasitas adsorpsi masing-masing adsorben ................................................ 41

4.5 Adsorpsi Cr(III) dan Cr(VI) ......................................................................... 43

xii

DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman

2.1 Diagram distribusi Cr(III) terhadap fungsi pH (Santos et al., 2012) ............... 8

2.2 Diagram distribusi Cr(VI) terhadap fungsi pH (Correa & Gomez, 2010) ....... 9

2.3 Struktur montmorillonit (Othmer, 1964) ...................................................... 11

2.4 Ilustrasi interaksi lapisan montmorillonit dengan surfaktan

Benzalkonium klorida (Luo et al., 2015)..................................................... 15

4.1 Difragtogram adsorben bentonit BA dan BA-BKC ...................................... 32

4.2 Spektra IR bentonit teraktivasi (BA) dan bentonit teraktivasi dan

terinterkalasi (BA-BKC) ............................................................................. 33

4.3 Grafik hubungan pH dengan jumlah Cr(VI) teradsorpsi ............................... 36

4.4 Ilustrasi interaksi anion HCrO4- dengan kation benzalkonium pada

daerah antar lapis bentonit ........................................................................... 37

4.5 Grafik hubungan waktu kontak dengan jumlah Cr(VI) teradsorpsi .............. 39

4.6 Grafik hubungan konsentrasi awal larutan dengan jumlah

Cr(VI) teradsorpsi ....................................................................................... 40

xiii

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman

1. Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 51

2. Pembuatan larutan induk Cr ........................................................................ 61

3. Pembuatan larutan H2SO4 3 M 1000 mL ..................................................... 62

4. Data penentuan pH optimum ....................................................................... 63

5. Data penentuan waktu optimum .................................................................. 65

6. Data penentuan konsentrasi optimum .......................................................... 67

7. Data penentuan kapasitas adsorpsi............................................................... 69

8. Data aplikasi adsorben untuk adsorpsi kation Cr(III) dan anion Cr(VI) ........ 71

9. Karakterisasi XRD adsorben bentonit teraktivasi (BA) ................................ 73

10. Karakterisasi XRD adsorben bentonit teraktivasi dan terinterkalasi BKC

(BA-BKC) .................................................................................................. 76

11. Karakterisasi FTIR adsorben bentonit teraktivasi (BA)................................ 78

12. Karakterisasi FTIR adsorben bentonit teraktivasi dan terinterkalasi

benzalkonium klorida (BA-BKC) ................................................................ 79

13. Dokumentasi penelitian ............................................................................... 80

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kegiatan industri yang semakin meningkat ternyata menimbulkan

dampak negatif berupa limbah yang dapat membahayakan ekosistem maupun

makhluk hidup di dalamnya. Limbah merupakan hasil samping dari proses

industri yang dianggap tidak dapat digunakan kembali. Volume limbah sebagai

hasil sisa produksi semakin bertambah sebanding dengan pesatnya pertumbuhan

industri. Lingkungan dipaksa untuk menerima limbah, bila limbah tidak dikelola

dengan baik dan melebihi daya dukung lingkungan maka lingkungan akan

tercemar. Limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri berpotensi besar memiliki

sifat toksik misalnya limbah yang dihasilkan dari industri pelapisan logam,

penyamakan kulit, tekstil, keramik, dan cat. Bahan pencemar dalam limbah yang

sering menjadi perhatian adalah ion-ion logam berat.

Logam berat merupakan pengelompokan unsur-unsur logam yang

mempunyai berat jenis lebih dari 5 g/cm3. Contoh logam berat yang termasuk ke

dalam golongan tersebut adalah kromium (Cr), tembaga (Cu), besi (Fe), mangan

(Mn), molybdenum (Mo), nikel (Ni), timbal (Pb), zirkonium (Zr), dan seng (Zn).

Beberapa logam berat dalam konsentrasi kecil sangat di perlukan oleh makhluk

hidup, contohnya sebagai atom pusat pada ko-enzim. Sayangnya, konsentrasi

logam berat di alam banyak yang sudah melampaui ambang batas yang

diperbolehkan, sehingga sifatnya menjadi toksik bagi makhluk hidup (Firdaus,

2012).

2

Chromium merupakan salah satu logam berat yang berbahaya yang

biasanya terdapat dalam limbah industri pelapisan logam (electroplating), industri

cat/pigmen, dan industri penyamakan kulit (leather tanning). Logam Cr menjadi

popular karena sifat karsinogenik yang dimilikinya. Chromium terdapat di alam

dalam 2 bentuk oksida, yaitu oksida Cr(III) dan Cr(VI). Uniknya, hanya Cr(VI)

yang bersifat karsinogenik sedangkan Cr(III) tidak. Tingkat toksisitas Cr(VI)

sekitar 100 kalinya Cr(III) (Slamet et al., 2003).

Penelitian yang telah dilakukan oleh Sunardi & Rosleni (2011), pada

sampel yang diambil dari pembuangan limbah awal pada industri pelapisan

logam, diperoleh kadar ion logam Cr sebesar 2802,98 mg/L. Hasil tersebut

memperlihatkan kadar ion logam Cr telah melebihi ambang batas baku mutu (0,5

mg/L) yang telah ditetapkan pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik

Indonesia No. 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah, oleh karena itu

pengolahan limbah cair industri pelapisan logam harus dilakukan.

Salah satu upaya untuk menurunkan kadar Cr dari limbah cair industri

yang murah dan alami misalnya dengan adsorpsi menggunakan adsorben yang

berbasis sumber alam. Adsorben yang pernah digunakan sebelumnya yaitu

lempung (Muhdarina et al., 2010), pasir laut (Pambudi et al., 2014), zeolit alam

(Ramos et al., 2008), dan limbah pertanian seperti abu sekam padi (Nurhasni et

al., 2010) dan kulit kacang tanah (Rusmaya & Padmi, 2008). Alternatif penerapan

metode adsorpsi dengan lempung dipilih karena keberadaannya yang cukup

berlimpah hampir di seluruh wilayah Indonesia namun pemanfaatannya masih

perlu dikembangkan secara berkelanjutan, selain itu, lempung bentonit memiliki

3

sifat mudah mengembang (swelling) dan mempunyai kation-kation yang mudah

dipertukarkan serta luas permukaan yang cukup besar sehingga cocok

dimanfaatkan sebagai adsorben (Suarya & Simpen, 2009). Namun, lempung tanpa

dimodifikasi terlebih dahulu apabila diaplikasikan sebagai adsorben memberikan

hasil yang kurang maksimal. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang mudah

menyerap air, sehingga kurang stabil jika digunakan sebagai bahan penjerap, serta

permukaan bentonit yang bermuatan negatif, maka kurang optimal jika

diaplikasikan untuk menjerap anion logam Cr(VI). Selain itu, pori-pori yang

dimilikinya sering tidak seragam (Wijaya et al., 2003).

Berdasarkan penelitian Bhattacharyya & Gupta (2007) aktivasi lempung

menggunakan asam dapat mengatasi kelemahan tersebut dan menghasilkan

bentonit dengan volume pori dan luas permukaan yang lebih besar, sehingga

dihasilkan lempung dengan kemampuan adsorpsi yang lebih tinggi dibandingkan

sebelum diaktivasi. Sedangkan Zohra et al. (2008) memodifikasi lempung dengan

cara menyisipi bahan lain ke dalam antarlapis lempung dengan metode interkalasi.

Interkalasi merupakan suatu proses penyisipan spesies kimia secara reversibel ke

dalam antarlapis suatu struktur yang mudah mengembang tanpa merusak

strukturnya. Interkalasi didasari oleh pertukaran kation yang terdapat pada

antarlapis lempung seperti Na+, K+, dan Ca2+. Interkalasi ke dalam struktur

lempung ini mengakibatkan peningkatan luas permukaan dan d-spacing (jarak

antar lapis) yang berpengaruh terhadap kapasitas adsorpsinya. Menurut Widihati

(2009), adanya interkalasi surfaktan lempung yang mengisi ruang antar lapisan

lempung akan mengakibatkan perubahan mendasar dari struktur lempung yang

4

sebelumnya bersifat suka air (hidrofilik) menjadi tidak suka air (hidrofobik) pada

permukaannya dan jarak antar lapisan lempung akan semakin besar. Selain itu,

modifikasi dengan surfaktan kationik juga dapat mengubah muatan negatif pada

permukaan bentonit menjadi bermuatan positif sehingga dapat mengikat polutan

anion, khususnya anion Cr(VI).

Berdasarkan latar belakang tersebut, telah dilakukan penelitian mengenai

metode interkalasi surfaktan benzalkonium klorida (BKC) ke dalam struktur

lempung bentonit yang telah teraktivasi asam sulfat dan uji adsorpsinya terhadap

ion logam kromium. Surfaktan BKC dipilih sebagai spesies kimia yang akan

diinterkalasi ke dalam antarlapis lempung bentonit karena merupakan surfaktan

jenis kationik, dimana muatan positif dari surfaktan akan berikatan dengan muatan

negatif lempung. Selain itu, panjang rantai alkil pada BKC dan adanya ikatan π-π

yang terbentuk karena adanya cincin benzena dapat meningkatkan sifat hidrofobik

bentonit (Luo et al., 2015). Keberhasilan interkalasi ke dalam struktur lempung

bentonit yang telah teraktivasi asam sulfat diharapkan menjadikan lempung ini

lebih efektif sebagai adsorben untuk menjerap anion Cr(VI).

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dikaji pada penelitian ini berdasarkan latar

belakang tersebut adalah:

1. Bagaimana pengaruh interkalasi surfaktan benzalkonium klorida terhadap

karakteristik bentonit teraktivasi asam sulfat ditinjau dari d-spacing dan

gugus fungsinya?

5

2. Bagaimana pengaruh interkalasi surfaktan benzalkonium klorida terhadap

kapasitas adsorpsi bentonit teraktivasi asam sulfat dalam mengadsorpsi anion

Cr(VI)?

3. Bagaimana kemampuan bentonit teraktivasi asam sulfat dan bentonit

teraktivasi asam sulfat dan terinterkalasi benzalkonium klorida terhadap

adsorpsi kation Cr(III) dan anion Cr(VI)?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalahan tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh interkalasi surfaktan benzalkonium klorida terhadap

karakteristik bentonit teraktivasi asam sulfat ditinjau dari d-spacing dan

gugus fungsinya.

2. Mengetahui pengaruh interkalasi surfaktan benzalkonium klorida terhadap

kapasitas adsorpsi bentonit teraktivasi asam sulfat dalam mengadsorpsi anion

Cr(VI).

3. Mengetahui kemampuan bentonit teraktivasi asam sulfat dan bentonit

teraktivasi asam sulfat dan terinterkalasi benzalkonium klorida terhadap

adsorpsi kation Cr(III) dan anion Cr(VI).

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah memberi informasi mengenai pengaruh

interkalasi benzalkonium klorida terhadap karakteristik bentonit teraktivasi asam

sulfat dan aplikasinya untuk menurunkan logam berat, khususnya anion Cr(VI).

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kromium (Cr)

Salah satu logam yang termasuk dalam golongan transisi adalah

kromium. Kata kromium berasal dari bahasa Yunani (= Chroma) yang berarti

warna. Dalam struktur kimia, kromium dilambangkan dengan simbol “Cr” (Palar,

1994).

2.1.1 Sifat-sifat kromium

Kromium adalah logam non ferro yang dalam tabel periodik termasuk

golongan VIB dan lebih mulia dari besi. Beberapa sifat fisika dan kimia Cr dapat

dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat fisika dan kimia Cr

Sifat Nilai

Simbol kimia Cr

Massa atom relatif 51,996

Densitas (20oC), gr/cm3 7,19

Titik didih, oC 2672

Titik lebur, oC 1857

Tekanan uap (844 oC), Pa 10-6

Kelarutan Larut dalam HCl dan H2SO4

Warna Silver

Sifat lain yang sangat menonjol adalah mudah teroksidasi dengan udara

membentuk lapisan kromium oksida pada permukaan. Lapisan tersebut bersifat

kaku, tahan korosi, tidak berubah warna terhadap pengaruh cuaca, tetapi larut

dalam asam klorida, sedikit larut dalam asam sulfat, dan tidak larut dalam asam

7

nitrat. Karena sifat-sifat tersebut, maka dalam pemakaiannya banyak digunakan

sebagai bahan paduan untuk meningkatkan ketahanan korosi sebagai bahan

pelapis. Proses pelapisan krom dikenal secara luas pada industri-industri logam

sebagai pengerjaan akhir (final finishing) sejak tahun 1930, karena ketahanan

korosi dan tampak rupa lapisannya yang baik (Palar, 1994).

2.1.2 Distribusi Cr(III) dan Cr(VI) terhadap fungsi pH

Keberadaan Cr(III) di lingkungan dipengaruhi oleh proses fisika dan

kimia, seperti hidrolisis, kompleks, reaksi redoks, dan adsorpsi. Apabila tidak

terdapat agen pengompleks, Cr(III) umumnya akan membentuk

heksaaquokromium(III) dan produk hidrolisisnya. Kesetimbangannya adalah:

Cr(H2O)63+ + H2O Cr(OH)(H2O)5

2+ + H3O+

Cr(OH)(H2O)52+ + H2O Cr(OH)2(H2O)4

2+ + H3O+

Cr(OH)2(H2O)42+ + H2O Cr(OH)3.aq + H3O

+

Cr(H2O)63+ merupakan asam kuat (pK ~4) yang terprotonasi membentuk

Cr(OH)2+aq, Cr(OH)2+aq, dan Cr(OH)3aq yang dominan pada pH 4-10.

Trihidroksokromium terdapat pada pH 6,5-11,5 sedangkan bentuk dominan

Cr(III) yang terdapat di lingkungan adalah Cr(OH)2+aq dan Cr(OH)3aq.

Cr(OH)3aq bersifat amfoter, pada pH tinggi akan berubah menjadi kompleks

tetrahidrokso, Cr(OH)4- [pK=15,4 atau 18,3]. Diagram distribusi Cr(III) terhadap

fungsi pH diperlihatkan pada Gambar 2.1.

8

Gambar 2.1 Diagram distribusi Cr(III) terhadap fungsi pH (Santos et al., 2012)

Untuk ion kromat dan dikromat, dalam larutan basa di atas pH 6, CrO3

membentuk ion kromat CrO42- kuning yang tetrahedral. Antara pH 2 dan pH 6,

HCrO4- dan ion dikromat Cr2O7

2- yang berwarna merah jingga dalam

kesetimbangan. Pada pH di bawah 1, spesies yang utama yaitu H2CrO4.

Kesetimbangannya adalah (Cotton & Wilkinson, 1976):

HCrO4- CrO4

2- + H+ K = 10-5,9

H2CrO4 HCrO4- + H+ K = 4,1

Cr2O72- + H2O 2HCrO4

- K = 10-2,2

Sebagai tambahan terdapat kesetimbahngan hidrolisis basa:

Cr2O72- + OH- HCrO4

- + CrO42-

HCrO4- + OH- CrO4

2- + H2O

Diagram distribusi Cr(VI) terhadap fungsi pH diperlihatkan pada Gambar 2.2.

9

Gambar 2.2 Diagram distribusi Cr(VI) terhadap fungsi pH (Correa & Gomez,

2010)

2.1.3 Keracunan dan dampak kontaminasi kromium

Adanya kromium dalam limbah cair menandakan telah terjadi

pencemaran dari limbah industri, karena senyawa kromium murni tidak pernah

terdapat di alam. Apabila senyawa kromium terdapat dalam jumlah besar, maka

dapat menimbulkan keracunan akut dengan gejala mual, sakit perut, dan koma.

Apabila kontak dengan kulit, maka dapat menyebabkan dermatitis dan kanker.

Biasanya, senyawa kimia yang sangat beracun bagi organisme hidup

adalah senyawa yang mempunyai bahan aktif dari logam berat. Sebagai logam Cr

termasuk logam yang mempunyai daya racun tinggi. Daya racun yang dimiliki

oleh logam Cr ditentukan oleh valensi ion-ionnya. Ion Cr6+ merupakan logam Cr

yang paling banyak dipelajari sifat racunnya, bila dibandingkan ion-ion Cr3+ dan

Cr2+. Sifat racun yang dibawa oleh logam ini juga dapat mengakibatkan terjadinya

keracunan kronis (Palar, 1994).

Daya racun yang dimiliki oleh bahan aktif kromium akan bekerja sebagai

penghalang kerja enzim dalam proses fisiologi atau metabolisme terputus. Ion

Cr6+ dalam proses metabolisme tubuh akan menghambat kerja dari enzim

10

benzopiren hidroksilase, akibatnya terjadi perubahan dalam pertumbuhan sel,

sehingga sel-sel tumbuh secara liar atau dikenal dengan istilah kanker. Hal itulah

yang menjadi dasar dari penggolongan Cr ke dalam kelompok logam yang bersifat

karsinogenik (Palar, 1994).

2.2 Bentonit

Bentonit adalah clay yang sebagian besar terdiri dari monmorillonit

dengan mineral-mineral minor seperti kwarsa, kalsit, dolomit, feldspars, dan

mineral minor lainnya. Montmorillonit merupakan bagian dari kelompok smectit

dengan komposisi kimia secara umum (Mg,Ca)O.Al2O3.5SiO2.nH2O. Bentonit

berbeda dari clay lainnya karena hampir seluruhnya (75%) merupakan mineral

montmorillonit. Mineral montmorillonit terdiri dari partikel yang sangat kecil

sehingga hanya dapat diketahui melalui studi menggunakan XRD (X-Ray

Diffraction). Struktur montmorillonit memiliki konfigurasi 2:1 yang terdiri dari

dua silikon oksida tetrahedral dan satu alumunium oksida oktahedral. Pada

tetrahedral, 4 atom oksigen berikatan dengan atom silikon di ujung struktur.

Empat ikatan silikon terkadang disubstitusi oleh tiga ikatan alumunium. Pada

oktahedral, atom alumunium berkoordinasi dengan enam atom oksigen atau

gugus-gugus hidroksil yang berlokasi pada ujung oktahedron. Al3+ dapat

digantikan oleh Mg2+, Fe2+, Zn2+, Ni+, dan kation lainnya. Substitusi

isomorphorous dari Al3+ untuk Si4+ pada tetrahedral dan Mg2+ dan Zn2+ untuk Al3+

pada oktahedral menghasilkan muatan negatif pada permukaan clay, hal ini

diimbangi dengan adsorpsi kation di lapisan interlayer (Alemdar et al., 2005).

Struktur montmorillonit diperlihatkan pada Gambar 2.3.

11

Gambar 2.3 Struktur montmorillonit (Othmer, 1964)

Adanya atom-atom yang terikat pada masing-masing lapisan struktur

montmorillonit memungkinkan air atau molekul lain masuk di antara unit lapisan.

Akibatnya kisi akan membesar pada arah vertikal. Selain itu karena adanya

pergantian atom Si oleh Al menyebabkan terjadinya penyebaran muatan negatif

pada permukaan bentonit. Bagian inilah yang disebut situs aktif (active site) dari

bentonit dimana bagian ini dapat menyerap surfaktan kationik dan ion-ion

senyawa logam.

2.2.1 Tipe Bentonit dan Pemanfaatannya

Di alam, bentonit terdiri atas dua jenis, yaitu natrium bentonit dan

kalsium bentonit yang keduanya dapat dibedakan dari sifat mengembang

(swelling) bila dicelupkan ke dalam air.

1. Natrium bentonit

Memiliki kemampuan mengembang delapan kali lipat bila dicelupkan ke

dalam air dan membentuk suspensi kental setelah bercampur air dengan pH

8,5-9,8. Dapat dimanfaatkan sebagai lumpur pembilas pada kegiatan

Lapisan tetrahedral (SiO tetrahedral)

Lapisan oktahedral (AlO , FeO oktahedral)

Lapisan tetrahedral

Molekul-molekul air pada interlayer

Lapisan lempung

Daerah interlayer

Kation interlayer

12

pemboran, pembuatan pelet biji besi, penyumbat kebocoran bendungan dan

kolam. Selain itu digunakan juga dalam industri minyak sawit dan farmasi.

2. Kalsium bentonit

Kurang menyerap air (kurang mengembang), akan tetapi secara alamiah

ataupun setelah diaktifkan dengan asam, mempunyai sifat menghisap yang baik

dan tetap terdispersi dalam air. Dapat dimanfaatkan sebagai bahan pemucat

warna pada proses pemurnian minyak goreng, katalis, zat pemutih, zat

penyerap, dan sebagai filler pada industri kertas dan polimer (Syuhada et al.,

2009).

2.2.2 Sifat Fisik dan Kimia Bentonit

Dalam keadaan kering bentonit mempunyai sifat fisik berupa partikel

butiran yang halus berbentuk rekahan-rekahan atau serpihan yang khas seperti

tekstur pecah kaca (concoidal fracture), kilap lilin, lunak, plastis, berwarna

kuning muda hingga abu-abu, bila lapuk berwarna coklat kekuningan, kuning

merah atau coklat, bila diraba terasa licin, dan bila dimasukkan ke dalam air akan

menghisap air. Sifat fisik lainnya berupa:

massa jenis : 2,2-2,8 g/L

indeks bias : 1,547-1,557

titik lebur : 1330-1430 oC

Bentonit berupa mineral yang memiliki gugus aluminosilikat. Unsur-

unsur kimia yang terkandung dalam bentonit diperlihatkan pada Tabel 2.2.

13

Tabel 2.2 Komposisi kimia bentonit

Senyawa Na-bentonit (%) Ca-bentonit (%)

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O H2O

61,4 19,8 3,9 0,6 1,3 2,2 0,4 7,2

62,12 17,33 5,30 3,68 3,30 0,50 0,55 7,22

Sumber: Puslitbang Tekmira, 2002

Partikel bentonit bermuatan negatif yang diimbangi dengan kation yang

dapat dipertukarkan dan terikat lemah (Na, Ca, Mg, atau K). Adanya kation yang

dapat dipertukarkan ini memungkinkan bentonit memisahkan logam berat dari air,

dan juga memisahkan senyawa organik kationik mekanisme permukaan

pertukaran ion.

2.3 Aktivasi Bentonit dengan Asam Sulfat

Aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap suatu material yang bertujuan

untuk memperbesar pori sehingga mengalami perubahan sifat, baik kimia maupun

fisika, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya

adsorpsinya (Bradey, 1999).

Untuk meningkatkan kemampuan adsorpsi lempung bentonit terhadap

krom total maka perlu dilakukan aktivasi secara kimia dengan larutan asam. Hal

ini telah didukung oleh beberapa penelitian, yakni Motlagh et al. (2011), telah

melakukan modifikasi (aktivasi) lempung dengan asam mineral (H2SO4) dengan

variasi konsentrasi 2-7 N. Hasilnya, dapat meningkatkan beberapa sifat fisik dan

kimianya seperti luas permukaan dan porositasnya sehingga lebih efektif sebagai

14

adsorben ataupun katalis daripada lempung tanpa aktivasi. Konsentrasi asam

optimum yaitu 6 N dengan luas permukaan 167 m2/g. Selain itu, dalam penelitian

Munandar et al. (2014) juga menunjukkan bahwa zeolit alam dan zeolit alam

teraktivasi asam sulfat 0,5 M. Aktivasi ini dapat meningkatkan luas permukaan

dari 76,448 m2/g menjadi 180,459 m2/g. Bhattacharyya & Gupta (2007)

melakukan penelitian menggunakan lempung montmorillonit yang diaktivasi

menggunakan H2SO4 0,25 M terhadap kemampuan penjerapan (adsorpsi) ion

logam Cd(II), Co(II), Pb(II), dan Ni(II) dalam air. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa luas permukaan spesifik montmorillonit adalah 19,8 m2/g, sedangkan

montmorillonit yang diaktivasi dengan asam meningkat menjadi 52,3 m2/g.

Kapasitas adsorpsi terhadap ion-ion logam juga mengalami peningkatan.

Kapasitas adsorpsi tertinggi untuk montmorillonit teraktivasi asam adalah 34,0

mg/g terhadap ion logam Pb(II).

2.4 Interkalasi Benzalkonium Klorida ke dalam Bentonit

Interkalasi merupakan suatu proses penyisipan spesies kimia secara

reversibel ke dalam antarlapis suatu struktur yang mudah mengembang tanpa

merusak strukturnya. Interkalasi didasari atas pertukaran kation yang terdapat

pada antarlapis lempung, seperti Na+, K+, dan Ca2+. Interkalasi ke dalam struktur

lempung bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan, d-spacing, dan

keasaman permukaan (Zohra et al., 2008).

Benzalkonium klorida (C6H5CH2N+(CH3)2C18H37Cl-) merupakan salah

satu contoh dari surfaktan kationik yang dapat diinterkalasikan ke dalam

antarlapis lempung. Surfaktan ini memiliki gugus hidrofilik yang bermuatan

15

positif di dalam larutan dan merupakan senyawa ammonium kuarterner (NR4+).

Interaksi antara lapisan montmorillonit dengan surfaktan diperlihatkan pada

Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Ilustrasi interaksi lapisan montmorillonit dengan surfaktan

benzalkonium klorida (Luo et al., 2015)

Penelitian mengenai interkalasi surfaktan kationik ke dalam antarlapis

suatu material diantaranya, Syuhada et al. (2009) memodifikasi lempung dengan

menambahkan surfaktan jenis ammonium kuarterner yaitu di-

(hydrogenatedtallow)-dimetilammonium klorida (DTDA) dan alkildimetilbenzil-

ammonium klorida (ADBA), ditarik kesimpulan bahwa rantai alkil yang lebih

panjang dalam surfaktan akan menghasilkan OLS (organolayersilica) dengan

stabilitas panas dan peningkatan basal spacing yang lebih baik. D-spacing

meningkat dari 1,49 nm menjadi 2,26 nm. Selain itu, Zeng et al. (2010) juga

memodifikasi zeolit alam dengan heksadesilpiridinium bromida (HDPB),

dihasilkan bahwa zeolit alam termodifikasi HDPB mempunyai kapasitas adsorpsi

yang lebih tinggi yaitu 14,31 mg/g dibandingkan dengan zeolit alam yang tidak

dimodifikasi (1,52 mg/g). Rahmawati (2015) melakukan penelitian tentang

Interaksi π-π

Meningkatkan interaksi hidrofobik

Penukar ion

16

adsorpsi tanah lempung dari desa Beka yang diinterkalasi N-cetyl-N, N, N-

trimetilammonium bromida untuk menurunkan kadar merkuri (Hg) dalam larutan.

Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi optimum N-cetyl-N, N,

N-trimetil-ammonium bromida untuk diinterkalasikan ke dalam tanah lempung

sebanyak 5 gram dengan kemampuan adsorpsi Hg sebesar 9,89 mg/g. Fan et al.

(2014) juga melakukan penelitian menggunakan lempung montmorillonit yang

diinterkalasi dengan surfaktan dodesil sulfobetaina untuk mengadsorpsi ion logam

Cu2+ dan metilen biru dalam larutan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

interkalasi surfaktan dapat meningkatkan d-spacing dari 1,55 nm menjadi 1,73

nm. Kapasitas adsorpsi dalam menjerap ion Cu2+ juga mengalami peningkatan

yaitu dari 9,5 mg/g menjadi 10,2 mg/g. Suarya & Simpan (2009) melakukan

modifikasi montmorillonit dengan menginterkalasikan benzalkonium klorida

dengan variasi konsentrasi 0,1; 0,5; 1; dan 2% (v/v). Hasilnya, interkalasi dapat

meningkatkan karakter adsorben meliputi luas permukaan dan jarak antarlapisnya.

Konsentrasi surfaktan optimum yaitu 1% dengan luas permukaan dan jarak

antarlapisnya adalah 27,7885 m2/g dan 14,77594 Å.

2.5 Organoclay

Secara alamiahnya, clay bersifat hidrofilik. Proses yang umum digunakan

untuk mengubah sifat hidrofilik menjadi hidrofobik adalah dengan mengikatkan

rantai hidrokarbon (surfaktan) pada permukaan lapisan clay. Clay yang hidrofobik

dapat diperoleh dari clay hidrofilik melalui pertukaran ion dengan molekul

organik yang memiliki sifat kationik seperti ion alkylammonium.

17

Clay yang telah dimodifikasi oleh molekul organik disebut sebagai

organoclay. Organoclay dapat disintesis melalui modifikasi bentonit oleh amina

kuarterner. Amina kuarterner yang digunakan umumnya surfaktan yang

mengandung ion nitrogen. Ion nitrogen pada amina kuarterner bermuatan positif,

sehingga mampu menggantikan ion natrium maupun ion kalsium pada interlayer

clay. Amina yang digunakan umumnya memiliki rantai karbon panjang (12

sampai 18 atom karbon). Interkalasi surfaktan kationik dapat meningkatkan d-

spacing clay. Meningkatnya d-spacing ini dapat terlihat dari data XRD. Beberapa

studi menunjukkan bahwa d-spacing organoclay bergantung pada panjang rantai

alkil dan rapatan pengemasan surfaktan dalam gallery clay.

Luo et al. (2015) telah melakukan penelitian mengenai organoclay

dengan membuat organoclay dari montmorillonite dengan surfaktan kationik

benziloktadesildimetilammonium klorida dengan melakukan variasi konsentrasi

surfaktan, yaitu 0,5 ; 1 ; 2 ; dan 4 kali kapasitas tukar kation. Hasil yang diperoleh

menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi surfaktan yang digunakan maka

d-spacing organoclay akan semakin besar. Tabel 2.3 menunjukkan perubahan d-

spacing pada setiap organoclay.

Tabel 2.3 Jarak d-spacing organoclay No. Organoclay d (nm)

1 MMT 1,19

2 BODMA-0,5-MMT 1,96

3 BODMA-1-MMT 2,09

4 BODMA-2-MMT 3,56

5 BODMA-4-MMT 3,66

18

Organoclay berfungsi sebagai adsorben untuk penjernihan minyak daun

cengkeh (Suarya & Simpen, 2009), penghilangan limbah organik, berupa fenol

(Tilaki & Karimpoor, 2010) dan zat warna (Tilaki, 2010), penurunan logam berat

Cr(VI) (Kumar, 2012), serta sebagai bahan dasar dalam pembuatan nanokomposit

(Resende et al., 2009).

2.6 Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan

maupun gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film

(lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Adsorpsi secara umum adalah

proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan oleh

permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika

antara substansi dengan penyerapnya. Definisi lain menyatakan adsorpsi sebagai

suatu peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau antar fasa, dimana

molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben

(Bradey, 1999).

Mekanisme penjerapan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu adsorpsi

secara fisika (fisisorpsi) dan secara kimia (kemisorpsi). Pada proses fisisorpsi,

interaksi yang terjadi antara adsorbat dan adsorben adalah gaya Van der Waals.

Molekul yang terikat lebih lemah dan energi yang dilepaskan relatif rendah,

sekitar 20 kJ/mol. Di sisi lain, proses kemisorpsi, interaksi adsorbat dan adsorben

tersedia melalui pembentukan ikatan yang lebih kuat (ikatan kovalen), dengan

energi yang dilepaskan relatif tinggi, sekitar 100 kJ/mol (Atkins, 1978).

19

Modifikasi lempung bentonit diperoleh produk senyawa alumino silikat

yang memiliki sifat-sifat kimia fisik yang lebih baik dari sebelumnya. Beberapa

senyawa lempung termodifikasi dapat dimanfaatkan untuk mengadsorpsi logam-

logam berat melalui proses pertukaran kation (Widihati, 2009) maupun

pembentukan ikatan, salah satunya sebagai adsorben anion Cr(VI).

2.7 Karakterisasi

2.7.1 Analisa D-spacing dengan Difraksi Sinar –X (XRD)

Difraksi sinar –X digunakan untuk mengidentifikasi struktur kristal suatu

padatan dengan membandingkan nilai jarak d (bidang kristal) dan intensitas

puncak difraksi dengan data standar. Sinar –X merupakan radiasi elektromagnetik

dengan panjang gelombang sekitar 100 pm yang dihasilkan dari penembakkan

logam dengan elektron berenergi tinggi. Melalui analisis XRD diketahui dimensi

kisi (d = jarak antar kisi) dalam struktur mineral. Sehingga dapat ditentukan

apakah suatu material mempunyai kerapatan yang tinggi atau tidak, dan difraksi

sinar-x suatu kristal.

Prinsip dasar dari XRD adalah hamburan elektron yang mengenai

permukaan kristal. Bila sinar dilewatkan ke permukaan kristal, sebagian sinar

tersebut akan terhamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan ke lapisan

berikutnya. Sinar yang dihamburkan akan berinterferensi secara konstruktif

(menguatkan) dan destruktif (melemahkan). Hamburan sinar yang berinterferensi

inilah yang digunakan untuk analisis.

Difraksi sinar –X hanya akan terjadi pada sudut tertentu sehingga suatu

zat akan mempunyai pola difraksi tertentu. Pengukuran kristalinitas relatif dapat

20

dilakukan dengan membandingkan jumlah tinggi puncak pada sudut-sudut

tertentu dengan jumlah tinggi puncak pada sampel standar.

Di dalam kisi kristal, tempat kedudukan sederetan ion atau atom disebut

bidang kristal. Bidang kristal ini berfungsi sebagai cermin untuk merefleksikan

sinar –X yang datang. Posisi dan arah dari bidang kristal ini disebut indeks miller.

Setiap kristal memiliki bidang kristal dengan posisi dan arah yang khas, sehingga

jika disinari dengan sinar –X pada analisis XRD akan memberikan difraktogram

yang khas pula.

2.7.2 Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infra Red (FT-IR)

Spektrometri Inframerah merupakan metode yang digunakan untuk

mengamati interaksi-interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik. Prinsip

dasar spektrometri inframerah yaitu interaksi antara vibraasi atom-atom yang

berikatan atau gugus fungsi dalam molekul yang dengan mengadsorpsi radiasi

gelombang elektromagnetik inframerah. Absorpsi terhadap radiasi inframerah

dapat menyebabkan eksitasi energi vibrasi molekul ketingkat energi vibrasi yang

lebih tinggi. Untuk dapat mengabsorpsi, molekul harus mempunyai perubahan

momen dipol sebagai akibat dari vibrasi. Umumnya daerah radiasi inframerah

terbagi menjadi tiga yaitu daerah inframerah dekat (12800-4000 cm-1), daerah

inframerah tengah (4000-200 cm-1), daerah inframerah jauh (200-10 cm-1). Daerah

yang paling banyak digunakan untuk berbagai keperluan adalah 4000-690 cm-1,

daerah ini biasa disebut sebagai daerah inframerah tengah (Khopkar, 2008).

Pada analisis sampel menggunakan FT-IR, radiasi IR berjalan melewati

sampel. Beberapa radiasi IR diserap oleh sampel dan yang lain dilewatkan

21

(transmitted). Hasil spektrum yang ditampilkan merupakan molekul yang diserap

dan ditransmisikan, menimbulkan puncak seperti sidik jari yang dihasilkan dari

sampel. Seperti sidik jari yang ditampilkan tidak ada struktur molekul lain yang

memiliki spektrum inframerah unik yang sama, sehingga spektroskopi inframerah

sangat berguna untuk beberapa jenis analisis (Thermo, 2001).

FT-IR dapat digunakan untuk menentukan gugus-gugus fungsional yang

ada pada suatu senyawa. Pada umumnya sampel yang dianalisis dapat berupa

padatan, cairan , dan gas, masing-masing mempergunakan sel yang berbeda-beda

(Stevens, 2001).

Analisis FT-IR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi dari bentonit

terinterkalasi benzalkonium klorida. Setiap ikatan mempunyai frekuensi vibrasi

yang khas sehingga absorpsi inframerah dapat digunakan untuk identifikasi

gugus-gugus yang ada dalam suatu senyawa.

45

BAB 5

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat diambil

simpulan sebagai berikut:

1. Interkalasi surfaktan benzalkonium klorida ke dalam bentonit teraktivasi

menyebabkan peningkatan d-spacing bentonit sebesar 0,6170 Å dan

munculnya serapan baru pada bilangan gelombang 2927,72 cm-1 dan 2854,91

cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi simetrik dan asimetrik dari C-H pada

metilen (-CH2) dan vibrasi streching C-H aromatik pada bilangan gelombang

1459,49 cm-1.

2. Interkalasi surfaktan benzalkonium klorida ke dalam bentonit teraktivasi

meningkatkan kapasitas adsorpsi terhadap anion Cr(VI) dari 0,5032 mg/g

(B0) dan 1,2251 mg/g (BA) menjadi 20,1758 mg/g.

3. Pada kondisi optimal, adsorpsi BA-BKC terhadap anion Cr(VI) lebih besar

dari pada BA. Adsorpsi BA-BKC dan BA terhadap anion Cr(VI) masing-

masing mencapai 94,83% dan 5,95%. BA-BKC juga mampu mengadsorpsi

ion logam Cr(III) tetapi tidak lebih baik dari BA. Adsorpsi BA-BKC dan BA

terhadap ion logam Cr(III) masing-masing mencapai 69,24% dan 85,52%.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang adsorpsi bentonit termodifikasi

surfaktan terhadap campuran kation Cr(III) dan anion Cr(VI).

46

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang adsorpsi bentonit alam

terhadap kation Cr(III) untuk mengetahui pengaruh aktivasi asam terhadap

kapasitas adsorpsinya.

3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang adsorpsi bentonit termodifikasi

surfaktan terhadap berbagai polutan organik maupun anorganik.

4. Perlu dilakukan kajian mengenai analisis luas permukaan adsorben dengan

Surface Area Analyzer.

47

DAFTAR PUSTAKA

Alemdar, A., N. Oztekin, N. Gungor, O. I. Ece, & F. B. Erim. 2005. Effect of Polyethyleneimine Adsorption on the Rheological Properties of Purified Bentonite Suspensions. Colloids and Surfaces, 252: 95-98.

Anonim. 1987. Kemungkinan Pemanfaatan Buangan Mengandung Krom Sebagai Bahan Penyamak Kulit, BPPI, Semarang.

Anonim. 1996. Analytical Methods for Atomic Absorption Spectroscopy. United States of America. The Perkin-Elmer Corporation.

Atkins, P.W. 1978. Kimia Fisika. Translated by Irma, I. K. 1999. Jakarta: Erlangga.

Bhattacharyya, K.G. & S.S. Gupta. 2007. Adsorptive Accumulation of Cd(II), Co(II), Pb(II), and Ni(II) from Water on Montmorillonite: Influence of Acid Activation. Journal of Colloid and Interface Science, 310: 411-424.

Bernasconi, G., H. Gerster, H. Hawster, H. Stauble, & E. Schneiter. 1995. Teknologi Kimia. Translated by Lienda, H. Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

Bradey, J. 1999. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Brum, M,C., J.L. Capitaneo, & J.F. Oliveira. 2010. Removal of Hexavalent Chromium from Water by Adsorption onto Surfactant Modified Montmorillonite. Mineral Engineering, 23: 270-272.

Cotton, F.A. & G. Wilkinson. 1976. Kimia Anorganik Dasar. Translated by Sahati, S. & Yanti, R. A. K. 1989. Jakarta: UI-Press.

Fan, H., L. Zhou, X. Jiang, Q. Huang, & W. Lang. 2014. Adsorption of Cu2+ and Methylene Blue on Dodecyl Sulfobetaine Surfactant-Modified Montmorillonite. Applied Clay Science, 95: 150-158.

Firdaus, M.L. 2012. Studi Perbandingan Berbagai Adsorben Sintesis dan Alami untuk Mengikat Logam Berat. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains. Surakarta: Universitas Negeri Surakarta.

Gomez, J.S. & F.G. Correa. 2010. Removal of Chromium Hexavalent Ions from Solution by Retention onto Iron Phosphate. Journal of the Chilean Chemical Society, 55(3): 312-316. Tersedia di http://www.scielo.cl/ [diakses 8-1-2016].

Hu, B. & H. Luo. 2010. Adsorption of Hexavalent Chromium onto Montmorillonite Modified with Hydroxyaluminium and

48

Cetyltrimethylammonium Bromide. Applied Surface Science, 257: 769-775.

Kumar, A.S.K., R. Ramachandran, S. Kalidhasan, V. Rajesh, & N. Rajesh. 2012. Potential Application of Dodecylamine Modified Sodium Montmorillonite Effective Adsorbent for Hexavalent Chromium. Chemical Engineering Journal, 211: 396-403.

Luo, W., K. Sasaki, & T. Hirajima. 2015. Surfactant-Modified Montmorillonite by Benzyloctadecyldimethylammonium Chloride for Removal of Perchlorate. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 481(2015): 616-625.

Khopkar. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia.

Motlagh, M.M.K., A.A. Youzbash, & Z.A. Rigi. 2011. Effect of Acid Activation on Structural and Bleaching Properties of a Bentonite. Iranian Journal of Materials Science & Engineering, 8: 50-56.

Muhdarina, A.W. Mohammd, & A. Muchtar. 2010. Prospektif Lempung Alam Cengar sebagai Adsorben Polutan Anorganik di dalam Air: Kajian Kinetika Adsorpsi Kation Co(II). Reaktor, 13(2): 81-88.

Munandar, A., D. Krisdiyanto, Khamidinal, & P. Artsanti. 2014. Adsorpsi Logam Pb dan Fe dengan Zeolit Alam Teraktivasi Asam Sulfat. Prosiding6th Pemantapan Riset Kimia dan Asesmen dalam Pembelajaran Berdasar Pendekatan Saintifik. Surakarta: Universitas Negeri Surakarta.

Nurhasni, N., H. Hendrawati, & N. Saniyyah. 2010. Penyerapan Ion Logam Cd dan Cr dalam Air Limbah Menggunakan Sekam Padi. VALENSI, 310-318.

Othmer, K. 1964. Encyclopedia of Chemical Technology Second Edition. John Willwy & Sons, Inc. 3: 339-359.

Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: Rineka Cipta.

Pambudi, D.S., A.T. Prasetya, & W. Sumarni. 2014. Adsorpsi Ion Cu(II) Menggunakan Pasir Laut Teraktivasi H2SO4 dan Tersalut Fe2O3. Jurnal MIPA, 37(1): 53-61.

Rahmawati, N.K., Sumarni, & A. Ridhay. 2015. Interkalasi Lempung dengan Surfaktan Garam Ammonium Kuarterner dan Aplikasinya pada Penyerapan Logam Hg. Online Jurnal of Natural Science, 4(1): 84-88.

Ramos, R.L., A.J. Azuara, P.E.D. Flores, R.M.G. Coronado, J.M. Barron, & M.S.B. Mendoza. 2008. Adsorption of Chromium(VI) from an Aqueous

49

Solution on a Surfactant-Modified Zeolite. Colloid and Surfaces A: Physicochemichal and Engineering Aspect, 330: 35-41.

Resende, D., C. Dornelas, M.I.B. Tavares, L. Cabral, L. Simeoni, & A. Gomes. 2009. Preparation of Modified Montmorillonite with Benzethonium and Benzalkonium Chloride for Nanocomposites Preparation. Chemistry & Chemical echnology, 3(4): 291-294.

Rusmaya, D. & T. Padmi. 2008. Sorpsi Limbah Nikel Menggunakan Kulit Kacang Tanah. Jurnal Teknik Lingkungan, 14(2): 105-114.

Santos, V.C.G.D., A.P.A. Salvado, D.C. Dragunski, D.N.C. Peraro, C.R.T. Tarley, & J. Caetano. 2012. Highly Improved Chromium(III) Uptake Capacity in Modified Sugarcane Bagasse using Different Chemical Treatments. Quimica Nova, 35(8): 1-11. Tersedia di http://www.scielo.br/ [diakses 8-1-2016].

Slamet, R., Syukur, & W. Danumulyo. 2003. Pengolahan Limbah Logam Berat Chromium (VI) dengan Fotokatalis TiO2. MAKARA TEKNOLOGI, 7: 27-32.

Stevens, M.P. 2001. Kimia Polimer. Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

Suarya, P. & I.N. Simpen. 2009. Interkalasi Benzalkonium Klorida ke dalam Montmorillonit Teraktivasi Asam dan Pemanfaatannya untuk Meningkatkan Kualitas Minyak Daun Cengkeh. JURNAL KIMIA, 3(1): 41-46.

Sunardi & Rosleini. 2011. Pemanfaatan Serbuk Besi untuk Penurunan Krom(VI) Limbah Cair Industri Pelapisan Logam. Jurnal EKOSAINS, 3(3): 22-28.

Syuhada, R. Wijaya, Jayatin, & S. Rohman. 2009. Modifikasi Bentonit (Clay) menjadi Organoclay dengan Penambahan Surfaktan. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi, 2(1): 48-51.

Thermo, N. 2001. Introduction to Fourier Transform Infrared Spectrometry. USA: Thermo Nicolet Corporation.

Tilari, R.D. 2010. Removal of Textile Dye by Bentonite and Organo-Bentonite. Asian Journal of Chemistry, 22(6): 4559-4566.

Tilari, R.D. & S. Karimpoor. 2010. Kinetic Study on Removal of Phenol from Water by Organo-Bentonite. Asian Journal of Chemistry, 22(6): 4703-4710.

Widihati, I.A.G. 2009. Adsorpsi Ion Pb2+ oleh Lempung Terinterkalasi Surfaktan. JURNAL KIMIA, 3(1): 27-32.

50

Wijaya, K., T.I. Mudasir, & F. Asean. 2003. Adsorpsi Pengotor Minyak Daun Cengkeh oleh Lempung Teraktivasi Asam. Review Kimia, 2(1): 19-24.

Xue, W.H., J. Zhu, & P. Yuan. 2007. FTIR Investigation of CTAB-Al-Montmorillonite Complexes. Spectrochim, 67: 1030-1036.

Zeng, Y., H.W. Woo, G. Lee, & J. Park. 2010. Adsorption of Cr(VI) on Hexadecylpyridinium Bromide (HDPB) Modified Natural Zeolites. Microporous and Mesoporous Materials, 130: 83-91.

Zohra, B., K. Aicha, S. Fatima, B. Nouredine, & D. Zoubir. 2008. Adsorption of Direct Red 2 on Bentonite Modified by Cetyltrimethylammonium Bromide. Chemical Engineering Journal, 136: 295-305.