TUGAS TERSTRUKTUR KELOMPOK I ISOLASI Si DARI LUMPUR LAPINDO

Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Kimia Unsur yang dibina oleh Dra. Sri Wardhani, M.Si.

disusun oleh: Chandra Ayu S. Fifi Nafikah Hayyunisa Thaati Titin Maulidyawati (0910920006) (0910920010) (0910920012) (0910920018)

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2012

BAB I PENDAHULUAN Hampir selama satu tahun, lautan lumpur panas telah menyembur dari bawah tanah di Sidoarjo, Jawa Timur, 35 meter di sebelah selatan kota terbesar kedua di Indonesia, yaitu Surabaya. Ribuan orang telah dipaksa untuk meninggalkan rumah mereka sejak 29 Mei 2006, yaitu ketika lumpur panas mulai menyembur dari dalam tanah di sekitar sumur eksplorasi gas di pulau yang memiliki kepadatan penduduk terbesar di Indonesia. Selama beberapa bulan berikutnya, kira kira 600 ha tanah dan desa tenggelam, tanah pertanian menjadi rusak, beberapa bisnis dan sekolah ditutup dan tempat tinggal menjadi hilang karena lumpur yang menggenangi area sekitarnya. Dampak yang lebih besar lagi, lumpur lapindo juga mencemari lingkungan laut dan pantai dan menyebabkan banyak biota laut mati (Pohl, 2007). Semburan lumpur panas di desa Ronokenongo kecamatan Porong kabupaten Sidoarjo Jawa Timur telah berlangsung selama empat tahun, namun sampai saat ini belum dapat dihentikan. Berawal pada tanggal 29 Mei 2006, di dekat sumur pengeboran Banjar Panji-1 milik PT Lapindo Brantas, Inc. tiba-tiba menyemburkan gas beracun dan lumpur panas. Kegiatan eksplorasi oleh PT. Lapindo Brantas ini merupakan salah satu rangkaian kegiatan yang dilakukan karena sifat cadangan minyak dan gas bumi tidak dapat ditentukan secara pasti (Herawati, 2007). Lumpur Lapindo (dikenal sebagai LUSI) adalah jenis lumpur vulkanik yang meliputi area seluas lebih dari 6,5 kilometer persegi dan telah mendislokasi penduduk lebih dari 30.000 orang sejak semburan pertama pada tanggal 29 Mei 2006 di Kecamatan Porong, Sidoarjo di Jawa Timur, Indonesia. Pada 30 Oktober 2008, aliran lumpur mencapai 100.000 m3 per hari, dan ini diperkirakan akan terus berlangsung selama 30 tahun mendatang (Jalil, 2010). Eksplorasi gas Lapindo Brantas telah mencapai kedalaman lebih dari 3000m ketika aliran lumpur mulai terjadi. Meskipun beberapa sumber termasuk Lapindo Brantas menyebutkan bahwa aliran lumpur adalah suatu bencana alam, namun kelihatan lebih tepat bahwa hal tersebut terjadi sebagai akibat kegagalan PT Lapindo Brantas untuk menyisipkan pelindung di sekitar sumur, dimana sangat dibutuhkan karena menyangkut peraturan pertambangan Indonesia. Lumpur mulai memenuhi sumur pada kedalaman sekitar 1800 meter dan penyumbat semen digunakan untuk menghentikannya. Namun, tekanan dari lumpur sangat kuat dan memaksa untuk pembukaan jalan aliran lumpur ke permukaan sekitar 180 meter di dekat sumur (Pohl, 2007).

Lumpur tidak hanya mengalir terus menerus dari pecahan awalnya, tetapi jumlah semburan setiap harinya terus meningkat. Mulai dari 5000 m3 per hari hingga 150.000 m3 perhari seperti yang telah dilaporkan pada bulan Januari 2007. Berat dari lumpur pada tanah ini telah menekan sejumlah area daratan kira kira mencapai satu meter ke bawah (Pohl, 2007). Dampak lumpur Lapindo ini sangat dirasakan oleh masyarakat di 3(tiga) kecamatan yaitu kecamatan Porong, kecamatan Jabon, dan kecamatan Tanggulangin. Sawah dan pemukiman serta infrastruktur vital berupa jalan tol, pipa gas, jaringan SUTT yang ada di daerah ini telah tenggelam (BPLS, 2010). Belakangan ini dari laporan hasil penelitian Tim ilmuwan Rusia Institute of Electro Physics yang dipimpin Sergey V Kadurin dari Universitas Odessa, Ukraina, lumpur Lapindo di Sidoarjo, Jawa Timur, bukan berasal dari pengeboran, melainkan akibat kegiatan seismic, aktifnya gunung lumpur tua yang telah terbentuk sekitar 150.000-200.000 tahun lampau (Seno, 2010). Menurut prediksi Kepala Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Said D Jenie dalam International Geological Workshop Sidoarjo Mud Volcano di Gedung BPPT Jakarta, 21 Pebruari 2007, semburan lumpur akan terus berlangsung selama 31 tahun atau baru berhenti pada Tahun 2038 mendatang (Herawati, 2007). Karena besarnya dampak semburan lumpur panas pada masyarakat sekitarnya maka pemerintah melalui Presiden Republik Indonesia memberi arahan agar penanggulangan

dampak semburan lumpur panas di Sidoardjo ini diupayakan sepenuh tenaga dengan memberikan prioritas kepada hal-hal sebagai berikut (Herawati,2007): a. b. Pencegahan jatuhnya korban jiwa dan perlindungan keselamatan penduduk di lokasi kejadian semburan lumpur panas tersebut, Upaya memberikan alternatif sumber penghidupan bagi masyarakat yang terkena dampak langsung dan melindungi penanganan lumpur panas di Porong Sidoarjo Untuk itu sebagai alternatif sumber penghidupan bagi masyarakat, perlu diadakan sebuah upaya pemanfaatan lumpur Lapindo tersebut menjadi material bentuk lain yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Sampai saat ini telah banyak upaya yang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomi lumpur tersebut, mulai dari pembuatan keramik, campuran beton (geopolimer), pasir multiguna, paving blok, batu bata, beton, genteng , dan paving dan lain sebagainya (Noerwasito, 2006). Berikut merupakan pemanfaatan lumpur Lapindo Sidoarjo: a. Pemanfaatan Lumpur Lapindo sebagai bahan tambahan semen Pemanfaatan bubuk Silika lumpur Lapindo pernah dilakukan oleh Widhya dkk. (2007) sebagai bahan tambahan semen. Metode yang dilakukan adalah dengan cara mengeringkan lumpur Lapindo dan menghancurkannya dengan milling selam satu jam. Bubuk hasil kemudian dicampur pada Semen Gresik dan Semen Tiga Roda dengan substitusi 10% dan 20% terhadap. Hasil uji tekan terhadap usia semen dengan UTM (Universal Test Machines) menunjukkan bahwa semen dengan bubuk Silika lumpur Lapindo pada Semen Gresik memberikan hasil yang hampir sama dengan standar dan pencampuran lumpur Lapindo dengan Semen tiga Roda tidak memberikan hasil yang signifikan (Widya, dkk., 2007) b. Pemanfaatan lumpur Lapindo sebagai peningkat kualitas genteng keramik Pemanfaatan lumpur Lapindo juga telah dilakukan oleh edhi wahjuni setyowati, dengan memanfaatkan lumpur Lapindo sebagai bahan campuran untuk meningkatkan kualitas genteng keramik. Penelitian ini menjelaskan bahwa dengan menggunakan lumpur Lapindo dalam prosentase yang tepat maka akan dapat meningkatkan kekuatan genteng keramik, serta memperkecil nilai rembesan genteng. Selain itu genteng akan lebih impermeabel dari pada genteng normal, sebab sifat-sifat fisik lumpur Lapindo yang berbutir relatif halus serta kandungan zat kimianya yang mendukung terbentuknya genteng yang lebih padat (Setyowati, 2009). c. Pemanfaatan lumpur Lapindo sebagai bahan tambahan dalam beton ringan Pemanfaatan lumpur Lapindo telah dilakukan oleh mahasiswa ITS sebagai bahan campuran pembuatan beton ringan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu

dengan metode pencampuran biasa, dengan cara pengeringan dengan udara bebas, untuk memampatkan campuran betonnya. Krakteristik yang dilakukan terhadap hasil percobaan ini adalah kuat tekan, susut kering dan porositas beton ringan terhadap air. Dengan mencampurkan lumpur-pasir dibuat dalam berbagai komposisi (Fyzingsa dan Anggreani, 2008). Silikon merupakan unsur kedua paling berlimpah di bumi setelah oksigen yaitu mencakup 25,7 % dari kandungan kerak bumi. Silikon di kulit bumi terdapat dalam bentuk silikat dan silikon dioksida (silika). Bentuk silikon dioksida dapat ditemukan pada pasir, kuarsa dan serbuk batuan. Bentuk silikat dapat ditemukan diantaranya pada granit, lempung dan mika. Serbuk silikon murni terdapat sebagai kepungan dalam emas dan letusan gunung berapi. Silikon juga merupakan bagian utama dalam aerolit (satu kelas dengan meteorit) dan tektid (bentuk kaca alami) (Anonymous2, 2011). Silikon merupakan anggota dari golongan 14 (IV A) dalam tabel periodik unsur. Silikon merupakan unsur metalloid yang memiliki sifat antara logam dan non logam. Silikon berada dalam dua bentuk alotropik. Alotropik pertama yaitu dalam bentuk kristal abu abu kehitaman yang mengkilap dan berbentuk seperti jarum atau piringan datar. Sedangkan alotropik kedua tidak memiliki struktur kristal dan biasanya terbentuk sebagai coklat. Silikon memiliki titik leleh 1410C (2570F), titik didih 2355C (4270F), dan densitas 2.33 g/cm3. Silikon memiliki tingkat kekerasan sekitar 7 skala Mohs. Silikon juga bersifat semikonduktor (Anonymous1, 2010).

Silikon secara relatif merupakan unsur yang tidak aktif pada temperatur kamar, silikon tidak bereaksi dengan oksigen maupun unsur unsur lain. Air, pemanasan, dan kebanyakan asam memiliki pengaruh yang sangat kecil pada unsur ini. Namun, pada temperatur tinggi, silikon dapat menjadi lebih reaktif. Sebagai contoh dalam keadaan lelehnya, silikon dapat bergabung dengan oksigen, nitrogen, sulfur, fosfor, dan unsur lainnya. Silikon juga dapat dengan mudah membentuk campuran logam dalam bentuk lelehannya. Silikon memiliki tiga jenis isotop yaitu silikon-28, silikon-29, dan silikon-30 (Anonymous1, 2010). Silikon merupakan unsur dengan kelimpahan sebesar 28% berat atau 21% ppm dalam mol di kerak bumi. Di alam semesta kelimpahan silikon sebesar 900 bagian per miliar berat atau 40 bagian per miliar dalam mol. Silikon adalah unsur paling melimpah kedua setelah oksigen di kulit bumi dan ke delapan di alam semesta. Silikon umumnya diperoleh dalam bentuk silikon dioksida (silika). Silikon yang diproduksi secara komersial biasa diperoleh melalui reaksi silika dengan karbon dalam tanur listrik dengan menggunakan elektroda karbon sehingga karbon dapat mereduksi silika menjadi silikon. Silikon yang diperoleh melalui cara ini mempunyai kemurnian sebesar 98% (Chemicool, 2012). Feldspar, mica dan asbestos adalah contoh dari mineral silikat (Tyree and Knox, 1961). Berikut ini adalah sajian data mengenai karakteristik silikon secara umum (Chemicool, 2012) : Fasa : padatan Berat atom : 28,0855 g/mol Isotop yang stabil : 28Si, 29Si dan 30Si Titik didih : 32650C atau 3538 K Kekerasan : 7 mohs Kapasitas kalor jenis : 0,71 J/gK Kalor atomisasi : 456 kJ/mol Energi ionisasi pertama : 786,4 kJ/mol Energi ionisasi ketiga : 3231,4 kJ/mol Bilangan oksidasi minimum : - 4 Elektronegatifitas (skala Pauling) : 1,9 Konduktivitas termal : 149 W/mK Klasifikasi : metalloid/semimetal Warna : keperak perakan Titik leleh : 14140C atau 1687 K Densitas pada 200C : 2,33 g/cm3 Struktur : intan Kalor peleburan : 50,21 kJ/mol Kalor penguapan : 359 kJ/mol Energi ionisasi kedua : 1577 kJ/mol Afinitas elektron : 133,6 kJ/mol Bilangan oksidasi maksimum : 4 Jari jari atom : 110 pm Konduktivitas listrik : 4 x 102 S/m

Isotop : 14 jenis isotop dengan nomor massa dari 22 hingga 36

Silikon yang digunakan untuk kepentingan elektronik harus memiliki kemurnian terendah sebesar 99,9999999% yang berarti bahwa hanya boleh ada satu atom non-silikon dalam silikon yang digunakan tersebut. Silikon tidak bersifat toksik tetapi jika terhirup dalam bentuk debu silika atau silikat dapat menyebabkan masalah pernafasan yang kronis. Silikat seperti asbestos

bersifat karsinogenik. Silikon adalah metalloid yang bersifat keras dan relatif inert. Silikon dalam bentuk padatan tidak bereaksi dengan oksigen, air dan sebagian besar asam. Silikon bereaksi dengan halogen atau larutan basa encer. Silikon memiliki sifat yang tidak umum seperti yaitu akan mengembang jika dibekukan. Terdapat empat unsur lain yang akan mengembang jika dibekukan yaitu galium, bismuth, antimoni dan germanium (Chemicool, 2012). Silikon digunakan sebagai chip yang merupakan dasar dari elektronika dan ilmu komputer modern. Silikon yang digunakan untuk kepentingan ini harus sangat murni meskipun pada akhirnya silikon akan diberi campuran arsen, boron, galium, germanium atau fosfor dalam jumlah yang sangat kecil kira kira beberapa bagian per miliar saja. Silikon dibentuk alloy dengan aluminium sehingga digunakan dalam permesinan. Silikon dapat menambah sifat magnetik besi dan juga merupakan komponen penting sebagai penyusun baja yang berfungsi untuk meliatkan. Silika yang ada pada pasir dan berbagai mineral lain yang terkandung didalam tanah liat dimanfaatkan untuk pembuatan beton dan batu bata. Silika juga merupakan bahan utama pembuatan gelas. Silikon adalah bahan utama pembnetukan polimer yang berbasis silikon. Silikon ini memiliki sifat tahan panas sehingga dimanfaatkan sebagai insulator (Chemicool, 2012). Sifat fisik Sifat listrik silikon saat ini menjadi perhatian dengan adanya transistor. Silikon digunakan sebagai semikonduktor yang memiliki resistansi listrik diantara konduktor logam dan insulator meskipun untuk silikon itu sendiri lebih condong sebagai insulator. Pada temperatur rendah seluruh elektron valensi atau silikon terlokalisasi di empat ikatan sehingga empat elektron ini tidak bebas bergerak dan membawa atau menghantarkan listrik. Dengan semakin meningkatnya temperatur membuat elektron elektron ini lambat laun akan mengalami promosi ke tingkat energi yang lebih tinggi yakni pita konduksi karena adanya energi panas. Elektron yang ada di pita konduksi ini dapat menghantarkan listrik sehingga resistensi silikon semakin berkurang dengan bertambahnya temperatur. Perbedaan antara semikonduktor dan insulator sebenarnya hanyalah pada besarnya gap energi antara pita valensi dengan pita konduksi. Pada berlian memiliki gap energi yang sangat besar sehingga menghasilkan insulator yang transparan sedangkan pada silikon gap energinya lebih kecil sehingga menghasilkan semikonduktor yang tidak transparan (Tyree and Knox, 1961). Sifat kimia Silikon memiliki konfigurasi elektron terluar yang sama dengan karbon maka silikon dapat disamakn dengan karbon dalam hal sifat kimianya. Kenyataannya pada beberapa sifat,

silikon dan karbon menunjukkan hal yang serupa tetapi ada beberapa perbedaan diantara keduanya yang membuat kedua unsur ini menjadi sangat berbeda. Hal pertama adalah ikatan antara silikon dengan oksigen yang relatif lebih stabil daripada ikatan antara silikon dengan unsur lain bahkan dengan silikon itu sendiri. Sedangkan ikatan karbon dengan oksigen tidak lebih stabil dari ikatan antara karbon dengan unsur lain termasuk karbon itu sendiri. Hal yang kedua adalah silikon tidak membentuk ikatan rangkap dua baik terhadap silikon itu sendiri maupun terhadap unsur lain. Hal yang ketiga adalah pada silikon terdapat orbital 3d yang dapat digunakan utuk mengikat elektron dari atom donor (Tyree and Knox, 1961). Silikon dapat dibuat dengan memanaskan silikon dioksida (SiO2) dengan karbon. Karbon akan menggantikan silikon dan berikatan dengan oksigen sehingga dihasilkan gas CO2. Silikon yang terbentuk memiliki kemurnian 96 hingga 98 % (Anonymous1, 2010). Silikon dapat disiapkan dengan memanaskan silica dan karbon dalam sebuah tungku listrik dengan menggunakan elektroda karbon. Silikon amorf dapat dibuat sebagai bubuk coklat yang kemudian dapat dilelehkan atau diuapkan. Proses Czochralski digunakan untuk menghasilkan kristal tunggal silikon untuk peralatan semikonduktor dan padatan. Silikon yang sangat murni dapat dibuat melalui proses vacuum float zone dan melalui dekomposisi termal triklorosilan ultra murni dengan atmosfer hidrogen (Helmenstine, 2012). Didalam proses penumbuhan kristal dengan metode Czochralski, kristal ingot (seed) dikontrol oleh dua variabel yaitu kecepatan panas (heating rate) dan kecepatan tarikan (pulling speed) dari ingot tersebut. Dengan kata lain, dinamika didalam proses penumbuhan kristal bergantung pada kecepatan tarikan,kecepatan rotasi kristal, banyaknya perpindahan panas (heat transfer). Teknik penumbuhan kristal denganmetode Czochralski yaitu bahan diletakkan di dalam krusibel kemudian benih kristal tunggal dan pemegang kristal diputar dan diturunkan perlahan-lahan untuk dicelupkan kepermukaan lelehan bahan, kemudian ditarik keatas dengan arah putaran berlawanan dari krusibel. Bila lelehan ternyata berada pada bahan temperatur di sekitar titik lelehnya, maka lelehan akan menjadi beku (tersolidifikasi) pada benih kristal tunggal ketika ditarik keatas. Atom-atom yang membeku ini akan mengikuti struktur kristal dari benih kristal tunggal tersebut. Skematik alat untuk proses penumbuhan kristal tunggal dengan metode Czochralski adalah sebagai berikut (Hamdan, dkk., 2004):

BAB II PERTANYAAN 1. Bagaimana cara memperoleh SiO2 dari lumpur Lapindo? 2. Bagaimanakah cara memperoleh Si murni dari lumpur Lapindo?3. Mineral apa saja yang terkandung dalam lumpur Lapindo dan berapakah persentasenya?

4. Bagaimana cara lain mengekstraksi SiO2 dari lumpur Lapindo menggunakan pelarut aqua regia? 5. Bagaimana proses produksi silikon dari SiO2 menggunakan proses smelting? 6. Bagaimana proses ekstraksi silika dengan cara elektrokimia? 7. Bagaimana proses sintesis silika aerogel dari lumpur Lapindo melalui metode ekstraksi caustic digestion?

BAB III PEMBAHASAN 1. Cara memperoleh SiO2 dari lumpur Lapindo Isolasi Silika dari Limbah Lumpur Lapindo dapat dilakukan menggunakan metode yang sama dengan isolasi Silika dari abu sekam padi, dimana abu sekam padi mengandung sekitar 95% SiO2 (Anonymous3, 2012). Proses isolasi SiO2 (silika) dari lumpur lapindo dimulai dengan kalsinasi, sampel lumpur lapindo yang berwarna abu-abu tua dan berbentuk bongkahan dikeringkan di dalam oven pada suhu 1100C selama 3 jam untuk menghilangkan kandungan air dalam lumpur sehingga memudahkan penimbangan secara teliti. Sampel selanjutnya dihaluskan dengan cara penumbukan di dalam mortar. Hasil tumbukan diayak menggunakan ayakan berukuran 40 mesh sehingga diperoleh sampel berupa butiran halus. Butiran lumpur selanjutnya dibasahi dengan akuades panas dan ditambah dengan larutan asam klorida (HCl) pekat. Setelah itu, butiran lumpur diuapkan di atas penangas sampai menjadi kering. Proses penguapan ini bertujuan agar butiran lumpur terurai menjadi komponen-komponennya, yaitu beberapa logam yang mengalami oksidasi menjadi asamnya (Anonymous3, 2012). Butiran lumpur kemudian dicuci ulang dengan asam klorida (HCl) yang bertujuan untuk melarutkan beberapa komponen yang belum larut pada proses sebelumnya, sehingga komponen-komponen tersebut dapat larut dalam asam klorida (HCl). Kemudian larutan hasil pencucian ulang dengan asam klorida (HCl) disaring menggunakan kertas saring. Pada penyaringan ini endapan yang tertahan pada kertas saring adalah SiO2 (silika) yang masih mengandung pengotor klorida, sehingga SiO2 (silika) dalam kertas saring harus dibilas dengan akuades panas secukupnya. Hal ini bertujuan untuk membersihkan SiO2 (silika) dari pengotor klorida yang dimungkinkan masih ada, sehingga dihasilkan SiO2 (silika) yang telah bebas dari pengotor (Anonymous3, 2012). SiO2 (silika) yang telah bebas dari pengotor perlu dipisahkan dari kertas saring, yaitu dengan cara melakukan pengabuan pada suhu 300-600 0C. Selain itu pengabuan bertujuan untuk menghilangkan kadar air dan untuk mendapatkan endapan SiO2 (silika) murni (Anonymous3, 2012).

Cara memperoleh Silikon murni dari lumpur Lapindo

Mineral silikon merupakan mineral terbanyak ke dua di alam setelah gas helium. Walau terbilang banyak pengambilan atau pemisahan Si murni dari mineralnya cukup sulit. Karenanya Si diekstraksi dari senyawa oksida (silica) aau sulfidanya dengan metode reduksi. berikut tahapan-tahapannya (Safrizal, 2011). 1. SiO2 hasil isolasi dipanaskan dengan kokas (karbon) pada suhu 3000oC dalam tungku pembakaran maupun tanur listrik. Pereaksi ditambahkan dari atas tungku. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: SiO2(s) + 2C(s) Si(l) + 2CO(g) 2. Lelehan Si yang dihasilkan dikeluarkan dari bawah tungku dan akan membentuk padatan. Si yang dihasilkan cukup murni dan dapat digunakan antara lain untuk pembuatan paduan dengan logam lain (alloy) Jika ingin memperoleh silikon dengan kemurnian lebih tinggi, maka dilanjutkan ke tahap 3. 3. Silikon dipanaskan dengan gas Klorida. Reaksi yang terjadi adalah: Si(s) + 2Cl2(g) SiCl4(l) 4. Lelehan SiCl4 selanjutnya dimurnikan dengan proses distilasi 5. SiCl4 lalu direduksi menjadi Si melalui pemanasan dengan H2 atau Mg. reaksi yang terjadi: SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl SiCl4 + 2Mg Si + 2MgCl2 6. Produk reaksi dicuci dengan air panas untuk memperoleh Si. 7. Si dimurnikan dengan alat zone refining. Dalam alat ini, batangan Si dilewatkan secara perlahan melalui alat pemanas. Pada zona pemanasan, batangan Si tersebut akan meleleh. Karena zat pengotor lebih mudah larut dalam lelehan dibanding dalam padatan Si, maka padatan tersebut akan terkumpul di dalam lelehan Si. Daerah lelehan yang tidak murni tersebut akan berpindah sepanjang batangan Si, selama proses berlangsung. Ketika daerah lelehan yang tidak murni telah sampai ke ujung, maka ujung ini akan dibiarkan membentuk padatan sebelum dipotong.

2. Mineral-Mineral yang terkandung dalam lumpur Lapindo dan persentasenya

Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa lumpur Lapindo memiliki densitas yang tinggi karena kandungan oksida dan ukuran partikel-partikelnya. Sifat kimia dan fisika dari lumpur Lapindo terlihat pada Tabel 1 dan 2 di bawah ini (Jalil, dkk., 2010): Tabel 1. Sifat fisika dan kimia lumpur Lapindo No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Unsur SiO2 Al2O3 Na2O Fe2O3 Cl MgO CaO K2O SO3 TiO2 Berat (%) 53.40 23.80 5.59 5.47 2.89 2.62 2.40 1.63 1.24 0.63

Sumber: Depudi Bidang TPSA-BPPT 4. Cara ekstraksi SiO2 pada lumpur Lapindo menggunakan pelarut aqua regia Pertama tama lumpur Lapindo yang ada dilakukan proses preparasi sampel terlebih dahulu. Sampel lumpur lapindo yang berwarna abu-abu tua dan berbentuk bongkahan dikeringkan di dalam oven pada suhu 1100C selama 3 jam untuk menghilangkan kandungan air dalam lumpur sehingga memudahkan penimbangan secara teliti. Sampel selanjutnya

dihaluskan dengan cara penumbukan di dalam mortar. Hasil tumbukan diayak menggunakan ayakan berukuran 40 mesh sehingga diperoleh sampel berupa butiran halus (Siranda,2012). Sampel lumpur lapindo yang telah dikeringkan sebelumnya ditimbang teliti dengan neraca analitis sebanyak 0,25 gram. Kemudian dikalsinasi pada suhu 8000C selama tiga jam. Kemudian sampel lumpur lapindo tersebut dilarutkan ke dalam 40 mL akuaregia pada gelas kimia. Lalu hasil pelarutan disaring dengan kertas saring yang sudah ditimbang sebelumnya untuk memisahkan endapan dan sentrifugat. Endapan berupa SiO2 sedangkan filtrat merupakan Fe, Mg, Na dan K (Siranda,2012). Senyawa Si yang terkandung dalam lumpur lapindo dianalisa dengan metode gravimetri, yaitu dengan mengeringkan endapan dengan kertas saring dalam oven pada temperatur 1100C untuk menghilangkan airnya. Selanjutnya endapan dan kertas saring ditimbang hingga diperoleh berat konstannya. Berikut merupakan rumus untuk mendapatkan rendemen senyawa SiO2 hasil ekstraksi dari lumpur lapindo (Siranda,2012): %SiO2 =

5. Proses produksi Si dari Silika menggunakan proses smelting Logam Si dapat dibuat melalui proses smelting, yaitu reduksi silika (SiO2) dengan pereduktor logam Al pada suhu di atas 1500C. Pengerjaan proses smelting ini lebih sederhana jika dibandingkan dengan pembuatan logam Si melalui reduksi SiO2 yang menggunakan unsur karbon sebagai pereduktor. Peralatan pemanas yang digunakan adalah tungku busur listrik yang dioperasikan diruang terbuka, tanpa menggunakan lingkungan gas mulia atau ruang hampa. Ada tiga jenis bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan logam Si murni, yaitu pasir silika (SiO2) sebagai bahan baku, logam Al sebagai pereduktor, dan CaO (lime) sebagai bahan yang harus ditambahkan. Selama proses smelting berlangsung, CaO yang ditambahkan tidak ikut bereaksi, tetapi membuat SiO2 dan Al2O3 hasil reaksi menjadi fasa cair, sehingga reaksi reduksi berlangsung kontinyu. Perolehan logam silikon murni dengan kandungan Si berkisar antara 94% sampai dengan 99,9% adalah tinggi, yaitu sekitar 40%-44% dari berat pasir silika yang dimuatkan (Yuwono dan Sajuti,2001).

6. Proses ekstraksi silikon dengan metode elektrokimia Ekstraksi silikon dengan cara elektrokimia pun juga dapat dilakukan. Padatan silikon

oksida digunakan sebagai katoda (elektroda dengan kutub negatif). Lelehan CaCl2 digunakan sebagai elektrolit untuk mereduksi logam oksida pada temperatur tinggi. Permasalahan yang ada adalah silikon oksida merupakan suatu insulator yang tidak dapat mengkonduksi listrik. Pada tahap awal, konversi kuarsa menjadi silikon terjadi melalui 3 fasa batas antara silikon oksida, elektrolit dan ujung kawat tungsen yang datar, yang digunakan untuk menghubungkan elektroda menuju sirkuit listrik. Selama proses elektrolisis berlangsung, akan terbentuk silikon baru yang bersifat konduktor (Chen,2004). Secara teoritis, reaksi seharusnya berlangsung pada seluruh permukaan elektroda kuarsa. Namun dalam prakteknya hanya sejumlah area kecil disekitar tungsen yang mengalami konversi dari silika menjadi silikon. Hal ini dikarenakan lelehan elektrolit tidak dapat menembus lapisan silikon yang terbentuk pada permukaan elektroda kuarsa dan mencegah pembentukan dari 3 fasa batas tersebut. Ditemukan solusi dengan mengganti penggunaan elektroda padatan kuarsa dengan silikon dioksida dalam bentuk bubuk. Bubuk silikon dioksida ini diberi tekanan hingga menjadi pelet dan dipanaskan tetapi tidak sampai mencapai titik lelehnya. Pelet yang terbentuk memiliki pori sehingga lelehan elektrolit dapat menembus masuk ke elektroda kuarsa. Karena partikel berukuran mikrometer sehingga dapat mengubah SiO2 menjadi bubuk silikon melalui proses elektrolisis (Chen, 2004). 7. Proses pembuatan silika aerogel dari Lumpur Lapindo melalui metode ekstraksi caustic digestion Bagasse atau ampas tebu adalah zat padat dari tebu yang diperoleh sebagai sisa dari pengolahan tebu pada industri pengolahan gula pasir. Bagasse mengandung air 48 52%, gula 3,3% dan serat 47,7%. Dari hasil analisa XRF terhadap abu bagasse diketahui bahwa dalam abu bagasse mengandung mineral mineral yang berupa Si, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Cu, Zn dan P. Kandungan yang paling besar dari mineral mineral tersebut adalah silikon (Si) sebesar 55,5%. Mengingat kandungan Si pada lumpur lapindo hampir sama dengan abu bagasse, maka isolasi Si dari lumpur lapindo juga dapat menggunakan metode isolasi seperti pada abu bagasse yaitu melalui metode caustic digestion (Arizanova dan Vantiningtyas, 2010). Tahap proses sol-gel berfungsi untuk mensintesis silika aerogel. Sepuluh gram lumpur Lapindo diekstraksi dengan larutan 60 ml NaOH 2N pada suhu didihnya selama 1 jam, kemudian didinginkan hingga mencapai suhu ruang dan disaring. Larutan natrium silikat hasil ekstraksi tersebut kemudian dilewatkan resin penukar ion untuk mempertukarkan ion Na+ dengan ion H+ sehingga terbentuk asam silikat dengan pH 2. Kemudian ke dalamnya

ditambahkan

surface

modifying

agent

yaitu

chlorotrimethylsilane

(TMCS)

dan

hexamethyldisilazane (HMDS) dengan konsentrasi tertentu. Penambahan dilakukan tetes demi tetes, berselang 15 menit untuk tiap jenis modifiying agent, dan disertai pengadukan konstan. Untuk membentuk gel dibutuhkan pH 8-9 sehingga ditambahkan NH4OH 1N tetes demi tetes. Hidrogel yang terbentuk kemudian di-aging pada suhu 40C selama 18 jam dan 60C selama 1 jam untuk penguatan jaringan. Pengeringan dilakukan pada suhu 80C selama 24 jam untuk mendapatkan silika aerogel kering (Arizanova dan Vantiningtyas,2010).

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous1, 2010, Silicon, http://www.chemistryexplained.com/elements/P-T/Silicon.html, diakses tanggal 23 April 2012 Anonymous2, 2011, Unsur Kimia IV A Silikon (Si), http://id.shvoong.com/exactsciences/chemistry/2135756-unsur-kimia-iv-silikon-si/#ixzz1t3cJnfjM, diakses tanggal 23 April 2012 Anonymous3, 2012, Penumbuhan Kristal Tunggal Greenokcite (Cds) Dalam Gel Metasilikat Hasil Isolasi Limbah Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Semikonduktor Solar Cell, http://blog.ub.ac.id/iinkchemistry/penumbuhan-kristal-tunggalgreenokcitecds-dalam-gel-metasilikat-hasil-isolasi-limbah-abu-sekam-padi-sebagaibahan-semikonduktor-solar-cell/, diakses 21 April 2012 Arizanova, R. dan E. E. Vantiningtyas, 2010, Sintesis Silika Aerogel Berbasis Abu Bagasse Untuk Media Penyimpan Hidrogen, Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Teknik Kimia : Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. Badan Penanggulangan Lumpur Sidoarjo (BPLS), 2010, Laporan Perkembangan Pelaksanaan Tugas Penanggulangan Lumpur Sidoarjo, Sidoarjo Chemicool, 2012, Silicon Element Facts, http://www.chemicool.com/elements/silicon.html">Silicon Element Facts, diakses tanggal 23 April 2012 Chen, G.Z., 2004, Electrochemical extraction of silicon: new approach for a more environmentally friendly large-scale process?, http://www.chemeurope.com/en/news/34607/, diakses tanggal 23 april 2012 Fyzingsa, D.W. dan E.S.E. Anggreani, 2008, Pembuatan Beton Ringan Dengan Penambahan Lumpur Lapindo Dan Agregate Ringan Buatan Berupa Polystiren, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Hamdan, H.K., M.R. Sudin, N.M.D.P., 2004, Pengaruh Kecepatan Rotasi Kristal Pada Proses Penumbuhan Kristal Dengan Menggunakan Metode Czochralski, Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses, 1411 4216 Helmenstine, A.M., 2012, Silicon Facts Chemical & Physical Properties, http://chemistry.about.com/od/elementfacts/a/silicon.htm, diakses 21 April 2012 Herawati, N., 2007, Analisis Risiko Lingkungan Aliran Air Lumpur Lapindo ke Badan Air, Universitas Diponogoro, Semarang Jalil, A. A., 2010, Adsorption Of Methyl Orange From Aqueous Solution Onto Calcined Lapindo Volcanic Mud, Journal of Hazardous Materials, 181(2) : 755-762 Noerwarsito, T., 2006, Blok Lempung Porits, Laboratorium Struktur-Arsitektur : Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Pohl, C., 2007, Lapindo Brantas and the Mud Volcano Sidoarjo Indonesia, Friends of the Earth International and Friends of the Earth Europe, http://pubs.iied.org/pdfs/14581IIED.pdf, diakses 23 April 2012 Safrizal, R., 2011, Proses Ekstraksi Silikon Dengan Metode Reduksi Dan Distilasi, http://jejaringkimia.blogspot.com/2011/01/proses-ekstraksi-silikon-dengan-metode.html, diakses 21 April 2012 Seno, B., 2010, Semburan Lumpur Sidoarjo akibat Gunung Tua Aktif Kembali. http://www.hotmudflow.wordpress.com, diakses 21 April 2012 Setyowati, E.W., 2009, The Use Of Lapindo Mud Mixture Toward The Quality Of Ceramic Roof , Universitas Brawijaya, Malang Siranda, V., 2012, Studi Penggunaan Air PDAM dan Mg pada Ekstraksi Garam Larut Air Lumpur Lapindo Sebagai Bahan Baku Keramik, FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang Tyree, S.Y and K. Knox, 1961, Textbook of Inorganic Chemistry, The MacMillan Company, New York Widhya, B., Suryadi, W. Firmansyah., M. Amal, Agus S.W., Wah B.W, Alfian N. dan Nurul T.R., 2007, Studi Dasar Posibilitas Pemanfaatan Bubuk Silika dari Batuan Alam Lokal dan Lumpur LAPINDO sebagai Bahan Tambaban Semen, Tangerang Yuwono dan D. Sajuti, 2001, Pembuatan Logam Silikon melalui Proses Smelting Reduksi Silika dengan Pereduktor Logam Aluminium, www. lipi.go.id, diakses tanggal 23 April 2012