penyisihan ion logam cu (ii) dalam larutan menggunakan fly

11
202 Seminar Nasional Teknik Kimia Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016 ISSN : 1907-0500 PLL 08 Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly Ash sebagai Adsorben (Ongoing Research) Lita Darmayanti, Suprihanto Notodarmodjo, Enri Damanhuri 2 Program Studi Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha no. 10 Bandung 40132 [email protected] Abstrak Fly ash merupakan limbah pembakaran batu bara yang banyak mengandung alumina dan silika yang berpotensi untuk dijadikan adsorben logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk meneliti kemungkinan pemakaian fly ash untuk menyisihkan ion logam Cu (II) dalam larutan. Fly ash didapatkan dari pembakaran batu bara pembangkit listrik pada salah satu pabrik tekstil yang ada di Kota Bandung. Percobaan adsorpsi dilakukan secara batch untuk mengetahui pengaruh dosis (1, 5, 10, 15, dan 20 mg/ml) dan konsentrasi awal ion Cu (25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, dan 250 mg/l).Data isotermal dapat menggambarkan isoterm Langmuir dengan sangat baik. Kapasitas adsorpsi maksimum fly ash mencapai 5,9 mg Cu/g fly ash. Dosis fly ash yang dibutuhkan untuk penyisihan maksimum ion Cu (II) adalah 10 g/L dengan efisiensi penyisihan 56,6%. Hasil penelitian menunjukkan fly ash dapat digunakan sebagai adsorben yang murah dan efektif untuk menyisihkan ion Cu (II) dalam larutan. Kata kunci: Adsorpsi, Fly Ash, Ion Cu, Isoterm Adsorpsi. 1.0 PENDAHULUAN Fly ash batu bara adalah material partikulat yang dihasilkan dari pembakaran batu bara pada pembangkit listrik. Kontaminasi yang disebabkan fly ash merupakan ancaman yang serius terhadap lingkungan. Sebagai residu anorganik yang berasal dari pembakaran batu bara selama bertahun-tahun dan selalu dianggap sebagai limbah, produksinya akan terus meningkat sehingga hal ini mendorong untuk penggunaannya sebagai sumber daya untuk aplikasi industri yang memungkinkan. Telah banyak dilakukan studi untuk meneliti penggunaan fly ash sebagai adsorben yang ekonomis untuk menyisihkan logam berat dari larutan karena kelimpahan dan kemudahan mendapatkannya (Ahmaruzzaman, 2011). Proses penyisihan logam berat dengan adsorpsi seringkali digunakan karena lebih murah dan lebih efektif dibandingkan proses lain seperti presipitasi kimia, ekstraksi larutan, proses elektrolitik, pemisahan dengan membran, ion exchange, reverse osmosis, maupun proses biologis (Cho, 2005). Fly ash batu bara mempunyai potensi untuk digunakan dalam pengolahan air buangan karena komponen utamanya yaitu alumina, silika, besi oksida, kalsium oksida, magnesium oksida dan properti fisiknya seperti porositas, distribusi ukuran partikel, dan luas permukaan.

Upload: others

Post on 12-Jun-2022

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

PLL 08

Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan

Menggunakan Fly Ash sebagai Adsorben (Ongoing Research)

Lita Darmayanti, Suprihanto Notodarmodjo, Enri Damanhuri 2Program Studi Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Bandung,

Jl. Ganesha no. 10 Bandung 40132

[email protected]

Abstrak

Fly ash merupakan limbah pembakaran batu bara yang banyak mengandung alumina dan

silika yang berpotensi untuk dijadikan adsorben logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk

meneliti kemungkinan pemakaian fly ash untuk menyisihkan ion logam Cu (II) dalam larutan.

Fly ash didapatkan dari pembakaran batu bara pembangkit listrik pada salah satu pabrik

tekstil yang ada di Kota Bandung. Percobaan adsorpsi dilakukan secara batch untuk

mengetahui pengaruh dosis (1, 5, 10, 15, dan 20 mg/ml) dan konsentrasi awal ion Cu (25,

50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, dan 250 mg/l).Data isotermal dapat menggambarkan

isoterm Langmuir dengan sangat baik. Kapasitas adsorpsi maksimum fly ash mencapai 5,9

mg Cu/g fly ash. Dosis fly ash yang dibutuhkan untuk penyisihan maksimum ion Cu (II)

adalah 10 g/L dengan efisiensi penyisihan 56,6%. Hasil penelitian menunjukkan fly ash

dapat digunakan sebagai adsorben yang murah dan efektif untuk menyisihkan ion Cu (II)

dalam larutan.

Kata kunci: Adsorpsi, Fly Ash, Ion Cu, Isoterm Adsorpsi.

1.0 PENDAHULUAN

Fly ash batu bara adalah material partikulat yang dihasilkan dari pembakaran batu

bara pada pembangkit listrik. Kontaminasi yang disebabkan fly ash merupakan ancaman

yang serius terhadap lingkungan. Sebagai residu anorganik yang berasal dari pembakaran

batu bara selama bertahun-tahun dan selalu dianggap sebagai limbah, produksinya akan

terus meningkat sehingga hal ini mendorong untuk penggunaannya sebagai sumber daya

untuk aplikasi industri yang memungkinkan. Telah banyak dilakukan studi untuk meneliti

penggunaan fly ash sebagai adsorben yang ekonomis untuk menyisihkan logam berat dari

larutan karena kelimpahan dan kemudahan mendapatkannya (Ahmaruzzaman, 2011).

Proses penyisihan logam berat dengan adsorpsi seringkali digunakan karena lebih murah

dan lebih efektif dibandingkan proses lain seperti presipitasi kimia, ekstraksi larutan, proses

elektrolitik, pemisahan dengan membran, ion exchange, reverse osmosis, maupun proses

biologis (Cho, 2005). Fly ash batu bara mempunyai potensi untuk digunakan dalam

pengolahan air buangan karena komponen utamanya yaitu alumina, silika, besi oksida,

kalsium oksida, magnesium oksida dan properti fisiknya seperti porositas, distribusi ukuran

partikel, dan luas permukaan.

Page 2: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Beberapa studi melaporkan bahwa sejumlah signifikan logam berat dapat disisihkan

dari larutan dengan adsorpsi menggunakan fly ash. Srivastava (2006) menunjukkan

kelayakan penggunaan fly ash sebagai adsorben untuk penyisihan sendiri maupun secara

simultan ion Cd(II) dan Ni(II) dari larutan. Untuk setiap logam tunggal dilakukan percobaan

batch untuk mempelajari proses sorpsi, isotherm, dan kinetika untuk mengetahui kapasitas

adsorpsi fly ash. Lin and Chang (2001)) mempelajari penyisihan logam Cu dengan fly ash

yang mengandung karbon dengan kadar yang berbeda-beda. Fraksi karbon mempunyai

peranan penting dalam menyisihkan Cu dari larutan.Fly ash mentah dan fly ash yang

dimodifikasi digunakan untuk menyisihkan ion Cu dari larutan. Ditemukan adsorpsinya

bersifat endotermal dengan energi aktivasi 1,3-9,6 kJ/mol. Isothermnya mengikuti isotherm

Langmuir dan Freundlich sedangkan kecepatan adsorpsi mengikuti kine tika pseudo second-

order. Selain itu modifikasi yang dilakukan tidak meningkatkan kapasitas adsorpsi fly ash

(Hsu, 2008).

Rasio distribusi logam antara solid adsorben dan larutan ditemukan sebagai fungsi

dari tipe adsorben, konsentrasi kesetimbangan logam, dan temperatur. Wang (2006)

menyisihkan ion Ni dan Cu dengan fly ash yang sudah diolah menemukan kinetika pseudo

second-order lebih baik untuk menjelaskan dinamika adsorpsi ion Ni dan Cu. Hal yang sama

ditemukan Papandreou (2011) yang menggunakan pelet fly ash yang porous sebagai

adsorben ion Pb(II), Zn(II), dan Cr(III). Isotherm adsorpsi ion-ion tersebut mengikuti

persamaan Langmuir.Cho (2005) meneliti kemungkinan penggunaan fly ash sebagai

adsorben yang murah untuk menyisihkan logam berat dalam larutan yang tidak mengandung

asam kuat.Percobaan kinetika juga dilakukan dan zeta potensial fly ash diukur pada setiap

variasi pH.Permukaan silika (SiO2) dilaporkan menunjukkan afinitas yang kuat terhadap ion

logam (Soco, 2013).

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji potensi penggunaan fly ash yang digunakan

untuk pembangkit listrik pada salah satu industri tekstil yang ada di Kota Bandung untuk

menyisihkan ion Cu (II) yang ada dalam larutan. Karakteristik fly ash sangat tergantung pada

tipe dan asal batu bara, mineral dan metal yang ada dalam batu bara, tipe furnace, dan

temperatur pembakaran (Bignozzi, 2014). Pembakaran batu bara yang dilakukan pada

industri tekstil berbeda dengan yang dilakukan pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU)

misalnya, temperatur pembakaran pada industri tekstil biasanya lebih rendah dan

pengoperasian boilernya yang tidak kontinu selama tujuh hari dalam seminggu sebagaimana

PLTU yang selalu beroperasi tanpa jeda. Perbedaan temperatur dan waktu pengoperasian

boiler akan menghasilkan fly ash dengan karakteristik yang berbeda dan kemungkinan

kemampuan adsorpsi yang juga berbeda.

2.0 METODOLOGI

2.1 Fly Ash

Fly ash yang digunakan dalam penelitian ini dikumpulkan dari boiler pembangkit

listrik pada salah satu pabrik tekstil yang ada di Kota Bandung. Fly ash disaring dengan

saringan 100 mesh dan digunakan langsung tanpa pengolahan lebih lanjut. Nilai pH fly ash

dengan mencampur 2 g fly ash dengan 100 mL air distilasi dan dicatat pH pada interval 1

jam selama 10 jam. Nilai loss on ignition (LOI) ditentukan dengan membakar sampel - yang

dikeringkan pada temperatur 1050C di dalam oven dan disimpan dalam desikator - pada

Page 3: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

temperatur 6000C selama 2 jam (Bayat, 2002). Komposisi kimia ditentukan dengan XRF

PANalytical Epsilon 3. Analisis X-ray diffraction dilakukan dengan alat Bruker D8 Advance

dengan

rentang 30 sampai 500. Investigasi scanning electron microscopy (SEM) dilakukan dengan

alat JEOL JSM 6510 LV yang dioperasikan pada 15kV.

2.2 Adsorbat

Larutan Cu didapat dengan melarutkan garam CuSO4.5H2O (pa) Merck Co. Untuk

mengatur pH larutan digunakan HNO3 0,1M, NaOH 0,1M.

2.3 Proses Adsorpsi

Sebagai langkah awal percobaan adsorpsi adalah dengan melihat pengaruh pH. Hal

ini bertujuan untuk mencari kondisi optimum proses adsorpsi. Percobaan dilakukan dengan

menggunakan 100 ml larutan 100 mg/L Cu yang diaduk dengan fly ash sebanyak 1 g selama

180 menit dengan kecepatan shaker 250 rpm pada nilai pH yang berbeda -beda. Nilai pH (3-

8) diatur dengan menambah asam nitrat atau natrium hidroksida.Untuk setiap nilai pH

konsentrasi kesetimbangan diukur, persentase serapan, dan kapasitas adsorpsi

dihitung.Percobaan yang sama dilakukan untuk mengetahui pengaruh dosis dan konsentrasi

awal ion Cu. Untuk percobaan dosis nilai yang digunakan adalah 1, 5, 10, dan 15 mg/ml

larutan sedangkan untuk konsentrasi awal dilakukan pada konsentrasi (25, 50, 75, 100, 125,

150, 175, 200, 225, dan 250 mg/l). Isoterm adsorpsi dilakukan dengan menggunakan dosis

10 g/L, pH 5,5, dengan konsentrasi 20-70 mg/L sebanyak 100 mL. Larutan diaduk dengan

kecepatan 250 rpm selama 60 menit.Sampel kemudian disentrifus pada 6000 rpm selama 10

menit untuk memisahkan fly ash.Konsentrasi ion Cu sebelum dan sesudah adsorpsi

dianalisis dengan AAS.Semua percobaan dilakukan secara duplo dan diambil nilai rata -

ratanya.

3.0 HASIL DAN DISKUSI

3.1 Karakteristik Fly Ash

Komposisi kimia fly ash dapat dilihat pada Tabel 1. Dari tabel dapat dilihat komponen

SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 jumlahnya lebih dari 70 % dan SO3 kurang dari 5% sehingga

termasuk pada fly ash kelas F menurut klasifikasi ASTM C618.:

Tabel 1 Komposisi kimia fly ash

Oksida Komposisi, % massa

SiO2

Al2O3

Na2O

MgO

CaO

SO3

Fe2O3

Lain-lain

pH

48,22

35,40

0

0,76

2,68

3,19

5,40

4,35

8,8

Page 4: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Pola XRD fly ash dapat dilihat pada Gambar 1.Fly ash terdiri dari quartz sebagai

mineral utama dan beberapa mineral lain seperti hematite dan mullite dalam jumlah yang

tidak signifikan.Sebagian besar kandungan fly ash adalah amorf. Dari hasil analis is dimana

komponen utama fly ash adalah SiO2, Al2O3, Fe2O3, dan kandungan CaO < 10%

kemungkinan kedua batu bara asal adalah dari kelompok bituminous. Komponen amorf

merupakan bagian penting yang menentukan reaktivitas fly ash dan fly ash dengan bagian

amorf yang lebih tinggi menunjukkan reaktivitas yang tinggi (Lecomte, 2006).

Q

M Q

H M Q

0 10 20 30 40 50

Gambar 1. – quatrz, H – hematite, M – mullite)

Morfologi partikel fly ash sangat ditentukan oleh temperatur pembakaran dan

kecepatan pendinginannya (Blisset, 2012). Hasil analisis SEM menunjukkan fly ash biasanya

berbentuk solid speris, hollow speris (cenosphere), dan karbon terbakar yang tidak

beraturan. Hasil SEM fly ash dapat dilihat pada Gambar 2.

Page 5: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Gambar 2. Scanning Electron Micrograph fly ash

Fly ash menunjukkan partikel speris yang kasar dan dapat menempel satu sama lain

membentuk aglomerasi yang tidak teratur, mengandung karbon yang tidak terbakar yang

porous. Permukaan aglomerasi menunjukkan adanya beberapa saluran kecil. Permukaan

Page 6: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

202

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

speris yang lebih kasar menunjukkan adanya kristal besi dalam kisi alumina dan silika amorf

(Blisset, 2012).

3.2 Pengaruh pH Larutan

Penyisihan ion logam dengan adsorpsi sangat tergantung pada pH larutan karena

tidak hanya dapat mempengaruhi muatan permukaan adsorben, kelarutan ion logam tapi

juga bentuk ion yang ada (spesiasi adsorbat) dalam larutan tersebut (Panday, 1985; Lin,

2001).Pengaruh nilai pH terhadap persentase dan kapasitas adsorpsi oleh kedua fly ash

dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil yang didapat menunjukkan efisiensi adsorpsi meningkat

dari 16-56 % dengan kapasitas adsorpsi 1,6-5,7 mg Cu/g adsorben dari pH 3-8.

Gambar 3. Pengaruh pH terhadap adsorpsi ion Cu (100 mg/l, 250C, dosis = 10g/l, dan waktu

kontak 180 menit)

Dari gambar dapat dilihat bahwa adsorpsi meningkat dengan adanya peningkatan

pH.Pada pH 3-4 adsorpsi ion Cu relatif kecil.Hal ini disebabkan pada kondisi asam gugus

fungsi yang ada pada adsorben terprotonasi sehingga terjadi pengikatan ion H+ dan ion

H3O+.Sementara itu ion logam dalam larutan terlebih dahulu mengalami hidrolisis sebelum

terjadi adsorpsi menghasilkan proton.Pada pH 5-6 kondisi mulai terbalik dimana konsentrasi

Cu2+ menurun dan CuOH+ meningkat.Kompleks hidrokso lebih mudah teradsorpsi daripada

kation Cu2+. Selain itu permukaan adsorben akan bermuatan negatif dengan melepaskan

elektron sehingga melalui gaya elektrostatik terjadi tarik menarik antara adsorbat dan

adsorben. Hal ini menyebabkan peningkatan adsorpsi.

3.3 Pengaruh Dosis Adsorben

Dosis adsorben merupakan parameter yang penting karena akan menentukan

kapasitas sebuah adsorben untuk konsentrasi awal tertentu dari material adsorbat. Pengaruh

dosis terhadap adsorpsi ion Cu dapat dilihat pada Gambar 4. Hasilnya menunjukkan bahwa

persentase penyisihan meningkat dari 29-59% dan penurunan kapasitas dari 29,3-2,9 mg

Cu/g fly ash.

Page 7: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

203

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Gambar 4. Pengaruh dosis terhadap adsorpsi ion Cu (100 mg/l, 250C, pH=5,5, dan waktu

kontak 60 menit)

Peningkatan persentase adsorpsi disebabkan ketika dosis meningkat, luas

permukaan dan situs adsorpsi yang tersedia juga meningkat sehingga meningkatkan jumlah

ion Cu yang teradsorpsi.Dosis optimum yang memberikan persentase penyisihan yang tinggi

pada penelitian ini adalah 10 g/l karena setelah nilai ini persentase adsorpsi ya ng terjadi

relatif konstan. Nilai ini sama dengan yang didapatkan Gupta and Ali (2000) yang

menggunakan bagasse fly ash untuk menyisihkan logam Cu dimana dosis optimalnya 10 g/l.

Mohan (2009) menggunakan fly ash yang tinggi kandungan CaO (34,96%) mendapatk an

dosis optimum yang lebih rendah yaitu 2 g/l sama dengan Bayat (2002) yang menggunakan

fly ash dengan kandungan CaO 23,66%.

3.4 Pengaruh Konsentrasi Awal

Efisiensi dan kapasitas adsorpsi fly ash pada berbagai konsentrasi awal Cu dapat

dilihat pada Gambar 5. Dari gambar dapat dilihat penyisihan bisa mencapai di atas 50%

untuk konsentrasi awal < 75 mg/l dengan kapasitas 2,3-4,8 mg Cu/g adsorben. Penurunan

konsentrasi yang cukup tajam mulai terjadi di atas konsentrasi awal 75 mg/l.

Gambar 5. Pengaruh konsentrasi awal terhadap adsorpsi ion Cu (dosis = 10 g/l, 250C,

pH=5,5, dan waktu kontak 60 menit)

Pada konsentrasi awal rendah pori yang terdapat pada permukaan adsorben dapat

mengadsorpsi banyak ion Cu untuk mengisi situs yang mungkin tersedia sehingga efisiensi

meningkat sampai konsentrasi tertentu. Ketika konsentrasi awal meningkat pori yang

tersedia tidak mencukupi untuk mengadsorpsi logam lebih jauh dan berarti masih banyak ion

yang ada dalam suspensi. Beberapa penelitian menunjukkan hasil yang sama, efisiensi

penyisihan ion logam tergantung pada konsentrasi awal (Lingamdinne, 2015; Al-Zboon,

Page 8: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

204

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

F

2011; Mohan, 2009; Panday, 1985).

3.5 Isotherm Adsorpsi

Dua persamaan isotherm utama yaitu Langmuir (Persamaan 1) dan Freundlich

(Persamaan 2) digunakan untuk mengevaluasi data percobaan.Model isotherm digunakan

untuk menginterpretasi hubungan antara data percobaan dengan data teoritis dan untuk

memprediksi proses adsorpsi yang terjadi. Persamaan isotherm Langmuir dan Freundlich

merupakan persamaan non linier yang biasanya dirubah terlebih dahulu ke dalam bentuk

linier kemudian dilakukan fitting dan dihitung koefisien korelasinya. Dalam penelitian ini fitting

kedua model isotherm dilakukan dengan metode least square dengan menggunakan solver

yang ada pada program worksheet excel.

q K

L q

maxC

e

1 K L C

e

q K C1 n

(1)

(2)

Percobaan penentuan isotherm dilakukan dengan konsentrasi awal Cu yang berkisar

dari 20-70 mg/l. Nilai ini diambil berdasarkan hasil sebelumnya dimana pada konsentrasi 75

mg/l efisiensi penyisihannya sudah mengecil secara signifikan. Temperatur adsorpsi

dilakukan pada 25, 45, dan 60C. Hasil fitting model isotherm hasil percobaan ditampilkan

pada Gambar 6 dan 7.

Gambar 6. Isotherm Langmuir ion Cu

Gambar 7. Isotherm Freundlich ion Cu

Page 9: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

205

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Dari hasil fitting dapat dilihat isotherm Langmuir memberikan hasil yang lebih bagus

daripada isotherm Freundlich karena nilai error yang didapat lebih kecil.Konstanta adsorpsi

(Persamaan 3) dapat dilihat pada Tabel 1.

Selain hasil fitting yang bagus, hal ini juga diperkuat dengan faktor separasi isotherm

Langmuir tanpa dimensi, RL, yang didapat juga bernilai 0<RL<1 yang menunjukkan adsorpsi

dapat berlangsung dengan baik (favorable). Kapasitas adsorpsi maksimum yang didapat

5,06, 5,38, dan 5,90 mg/g untuk temperatur 25, 45, dan 60C. Kapasitas adsorpsi maksimum

semakin tinggi dengan meningkatnya temperatur adsorpsi. Parameter KL juga bisa

dihubungkan dengan afinitas situs pengikat dimana nilai yang besar menunjukkan afinitas

yang besar terhadap ion logam (Chen, 2011). RL 1 1 K L C0 (3)

Tabel 2 Kapasitas adsorpsi maksimum dan konstanta isotherm

Temp

eratur

(0C)

Model Langmuir Model

Freundlich

Qmak

s

(mg/g)

KL

(l/m

g)

RL KF

(mg/g(l/m

g)1/n)

1/n

25

45

60

5,06

5,38

5,90

0,1

49

0,2

03

0,2

75

0,1

45

0,1

10

0,0

84

1,78

3,49

5,94

0,3

67

0,3

45

0,3

47

Proses adsorpsi yang mengikuti isotherm Langmuir menunjukkan bahwa adsorpsi

bersifat monolayer, terjadi pada permukaan yang mempunyai situs aktif yang terdistribusi

secara homogen (Lingamdinne, 2015), situs pengikat mempunyai kemampuan adsorpsi

yang sama, dan tidak ada interaksi antara molekul adsorbat (Kalantari, 2015).

4.0 KESIMPULAN

Fly ash yang merupakan limbah dari pembakaran batu baraberpotensi untuk

dijadikan adsorben untuk menyisihkan ion Cu dari larutan. Beberapa kesimpulan yang

didapat dari penelitian ini adalah sebagai berikut.Fly ash yang digunakan termasuk kelas F

menurut ASTM C618. Proses adsorpsi sangat dipengaruhi oleh pH larutan, dosis fly ash,

dan konsentrasi awal ion Cu. Proses adsorpsi mengikuti isotherm Langmuir dengan nilai

kapasitas adsorpsi maksimum 5,06-5,90 mg/g. Hal ini menunjukkan adsorpsi bersifat

monolayer, terjadi pada permukaan yang mempunyai situs aktif yang terdistribusi secara

homogen, situs pengikat mempunyai kemampuan adsorpsi yang sama, dan tidak ada

interaksi antara molekul adsorbat. Dari hasil yang didapat menunjukkan fly ash dapat

digunakan sebagai adsorben yang efektif dan murah untuk menyisihkan ion Cu dari larutan.

Daftar Pustaka

Ahmaruzzaman, M. 2011. “Industrial wastes as low-cost potential adsorbents for the

treatment of wastewater laden with heavy metals”, Colloid and Interface Science.

166: 36–59

Page 10: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

206

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Al-Zboon, K., Al-Harahsheh, M. and Hani, F.2011. “Fly ash-based geopolymer for Pb

removal from aqueous solution”. Journal of Hazardous Materials. 188: 414-421

Bayat, B. “Comparative study of adsorption properties of Turkish fly ashes I. The case of

nickel (II), copper (II) and zinc (II)”. Journal of Hazardous Materials B95: 251–273

Bignozzi, M.C., Manzi, M., Elia, M., Rickard, W.D.A and van Riessen, A. 2014. “Room

temperature alkali activation of fly ash : The effect of Na2O/SiO2 ratio”. Construction

and Building Materials.69: 262–270

Blissett, R.S. and Rowson, N.A. “A review of the multi-component utilisation of coal fly

ash”.Fuel., 97: 1–23

Chen, X., Chen, G., Chen, L., Chen, Y., Lehmann, J., McBride, M.B. and Hay, A.G. 2011.

“Adsorption of copper and zinc by biochars produced from pyrolysis of hardwood and

corn straw in aqueous solution”. Bioresource Technology. 102: 8877–8884

Cho, H., Oh, D. and Kim, K. 2005.“A study on removal characteristics of heavy metals from

aqueous solution by fly ash”.Journal of Hazardous Materials.B127: 187–195

Gupta, V.K and Ali, I. 2000. “Utilisation of bagasse fly ash (a sugar industry waste) for the

removal of copper and zinc from wastewater”.Separation and Purification

Technology, 18: 131–140

Hsu, T.C., Yu, C.C., dan Yeh, C.M. 2008. “Adsorption of Cu2+ from water using raw and

modified coal fly ashes”.Fuel, 87: 1355–1359

Kalantari, K., Ahmad, M.B., Masoumi, HRF., Shameli, K., Basri, M., and Khandanlou, R.

2015. “Rapid and high capacity adsorption of heavy metals by Fe3O4/montmorillonite

nanocomposite using response surface methodology: Preparation, characterization,

optimization, equilibrium isotherms, and adsorption kinetics study”. Journal of the

Taiwan Institute of Chemical Engineers, 49: 192–198

Lecomte, I., Henrist, C., Liegeois, M., Maseri, F., Rulmont, A., and Cloots, R. 2006. “(Micro)-

structural comparison between geopolymers, alkali-activated slag cement and

Portland cement”. Journal of the European Ceramic Society, 26: 3789–3797

Lin, C-J and Chang, J-E. 2001. “Effect of fly ash characteristics on the removal of Cu (II) from

aqueous solution”. Chemosphere, 44: 1185-1192

Lingamdinne, L.P., Yang, J-K., Chang, Y-Y, and Koduru, J.R. 2015. “Low-cost magnetized

Lonicera japonica flower biomass for the sorption removal of heavy metals”.

Hydrometallurgy, xxx, xxx–xxx

Mohan, S. and Gandhimathi, R. 2009.“Removal of heavy metal ions from municipal solid

waste leachate using coal fly ash as an adsorbent”.Journal of Hazardous Materials,

169: 351–359

Panday, K.K., Prasad, G., and Singh, V.N. 1985. “Copper (II) removal from aqueous

solutions by fly ash”. Water Research, 19 (7): 869-873

Papandreou, A.D., Stournaras, C.J., Panias, D., and Paspaliaris, I. 2011. “Adsorption of

Pb(II), Zn(II) and Cr(III) on coal fly ash porous pellets”.Minerals Engineering, 24:

1495–1501

Socˇo, E. and Kalembkiewicz, J. 2013. “Adsorption of nickel(II) and copper(II) ions from

aqueous solution by coal fly ash”. Journal of Environmental Chemical Engineering, 1:

581-588.

Srivastava, V.C., Mall, I.D., and Mishra, I.M. 2006. “Equilibrium modelling of single and

binary adsorption of cadmium and nickel onto bagasse fly ash”.Chemical Engineering

Journal, 117: 79–91

Page 11: Penyisihan Ion Logam Cu (II) dalam Larutan Menggunakan Fly

207

Seminar Nasional Teknik Kimia – Teknologi Oleo Petro Kimia Indonesia Pekanbaru, Indonesia, 1-2 Oktober 2016

ISSN : 1907-0500

Wang, S., Soudi, M., Li, L., and Zhu, Z.H. 2006.“Coal ash conversion into effective

adsorbents for removal of heavy metals and dyes from wastewater”.Journal of

Hazardous Materials, B133: 243–251