ADSORPSI ION LOGAM Cu(II) DALAM LARUTAN

ADSORPSI ION LOGAM Cu(II) DALAM
LARUTAN PADA ABU DASAR BATUBARA
MENGGUNAKAN METODE KOLOM
Juniawan Setiaka
Pembimbing :
Dra.Ita Ulfin, Msi
Nurul Widiastuti,Ph.D
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
SURABAYA
1
2
3
4
PENDAHULUAN
Abu layang
52,2 ton/hari
Industri
penghasil
listrik
Kepadatan
penduduk
Abu dasar
5,8 ton/hari
Adsorben
Karakteristik Abu Dasar
XRF
XRD
Unit Senyawa
% Berat
Unit Senyawa
% Berat
SiO2
24,1
BaO
0,42
Al2O3
6,8
MnO
0,32
Fe2O3
33,59
HgO
0,09
CaO
26,3
ZnO
0.21
K2O
0,58
V2O5
0.05
SO3
0,76
Cr2O3
0.098
TiO2
1,21
NiO
0,055
In2O3
0,86
C total
11,12
(Q = Kuarsa (SiO2), M = Mulit (3Al2O3.2SiO2)
Hm = Hematit (Fe2O3), Ks= kalsit (CaCO3)
Limbah Pelapisan Logam
Logam berat
Cu2+
Zn2+
Ni2+
Mg2+
K+
Cu2+
Zn2+
Cd2+
Mg2+
pH
Cu2+
NO2NH4+
pH
Cu2+
Zn2+
Cr(VI)
Ni2+
pH
Cu2+
Cr(VI)
Ni2+
Ag+
pH
Parameter (mg/l)
11,780
0,6135
0,81
0,150
1,868
18,9
76,3
8,52
62,2
7,89
27,0
0,03
4,4
12,5
1-30
4-250
1-40
3-365
1,7-8,2
50-250
10-50
50-200
5-50
4,5-7,5
Referensi
Wang (2007)
Sciban M (2006)
Sirianuntapiboon
(2008)
Sze,K.F (1996)
Heidmann (2008)
Metode Penghilangan Ion
Logam Cu (II)
Peneliti
Andaka
(2008)
Metode
Pengendapan
Kundari
(2008)
Adsorpsi
(batch/kolom)
Buchari
(2008)
Membran
Kelebihan
-kapasitas
penghilangan logam
Cu tinggi mencapai
95,47%
Kekurangan
-diperlukan reagen kimia
tertentu agar logam dapat
mengendap
-harga reagen mahal
-dihasilkan limbah baru
berupa endapan
-kapasitas
-dihasilkan limbah baru
penghilangan logam dari adsorben
Cu tinggi mencapai
95,56%
-dapat menggunakan
adsorben
yang
murah
-tidak
dihasilkan -harga membran mahal
limbah baru karena -membran
mudah
proses
berjalan mengalami penyumbatan
kontinyu
oleh logam yang diserap
Mekanisme Adsorpsi
Kolom
Persiapan adsorben abu dasar
Abu dasar murni
Adsorben abu dasar
300oC, 5 jam
4500-400 cm-1
Studi adsorpsi dengan variasi laju alir
Kolom
Selang
Laju alir :
1,5; 3; 4
mL/menit
Keterangan kolom :
1. Diameter kolom = 1 cm
2. Tinggi kolom = 13,5 cm
3. Tinggi adsorben = 4 cm
Effluen
Rentan 12 jam
Pompa
Influen
Larutan ion Cu (II)
50 mg/L, pH 6
Hasil adsorpsi ion logam Cu(II) oleh abu
dasar dengan variasi laju alir
Persamaan Thomas :
ln
CO
Ct
1
KThqo X
Q
KThCot
Tb (Titik breakthrough/Penerobosan)
Ct/Co = 50%
 Te (Titik exhaused/Jenuh)
Ct/Co = 99%
Laju alir
(mL/menit)
Massa
(g)
KT (L/g
jam)
qo
(mg/g)
tb (jam)
te (jam)
1,5
1,0092
0,34
79,792
16,326
258,178
3
1,0055
0,6
89,507
9,967
163,174
4
1,0035
0,88
96,752
8,091
112,528
pH larutan effluen pada variasi laju alir
Data konsentrasi logam-logam abu dasar
yang terdapat pada effluen awal (t=0)
dan effluent yang telah jenuh pada laju
alir 4 mL/menit
Unsur dalam
abu dasar
Konsentrasi
dalam effuen
(t=0) (mg/L)
Konsentrasi dalam
effluen jenuh
(mg/L)
Calcium
0,782
0,464
Ferum
0,051
0,051
Silica
7,480
5,018
Titanium
0,094
0,046
Mekanisme Adsorpsi
Reaksi antara Oksida dengan air :
 Fe2O3(s) + 3H2O(aq)  2Fe(OH)3(s)
 Al2O3(s) + 3H2O(aq)  2Al(OH)3(s)
 SiO2(s) + 2H2O(aq)  Si(OH)4(s)
 CaO(s) + H2O(aq)  Ca(OH)2(s)
Reaksi antara Silanol dengan ion Cu (II) :
 2Fe(OH)3(s) + 3Cu2+(aq)  2Fe(OCu)3(s) + 6H+(aq)
 2Al(OH)3(s) + 3Cu2+(aq)  2Al(OCu)3(s) + 6H+(aq)
 Si(OH)4(s) + 4Cu2+(aq)  Si(OCu)4(s) + 4H+(aq)
 Ca(OH)2(s) + 2Cu2+(aq)  Ca(OCu)2(s) + 2H+(aq)
FTIR abu dasar sebelum dan sesudah
adsorpsi pada laju alir 4 mL/menit
KESIMPULAN
Kapasitas adsorpsi ion logam Cu(II) pada abu dasar
dipengaruhi oleh laju alir dari sistem kolom. Semakin
cepat laju alir influen maka kapasitas adsorpsi yang
didapat juga semakin besar. Kapasitas adsorpsi ion
logam Cu (II) pada abu dasar pada laju alir 1,5; 3; dan 4
mL/menit secara berurutan adalah 79,792 mg/g, 89,507
mg/g, dan 96,752 mg/g.
Analisa FTIR memperlihatkan adanya pita serapan
CuO pada bilangan gelombang 570cm-1 yang
menandakan ion logam Cu(II) telah teradsorp pada
oksida-oksida yang berada pada abu dasar.
Terima Kasih