3 Metodologi Penelitian
3.1
Alat
Peralatan yang digunakan dalam tahapan sintesis ligan meliputi laboratory set dengan labu leher tiga, thermolyne sebagai pemanas, dan neraca analitis untuk penimbangan bahan, serta penyaring vakum untuk menyaring hasil sintesis. Penentuan titik leleh dilakukan dengan melting block digital. Penentuan spektrum IR dilakukan dengan spektrofotometer FT-IR Shimadzu IR Prestige-21. Ekstraksi cair-cair dilakukan dalam botol vial 30 mL disertai pengadukan dengan magnetic bar dan stirrer. Penentuan angka distribusi dilakukan dengan bantuan spektrofotometer UV-Vis (HP 8452A). Peralatan yang digunakan dalam tahapan perlindian pasir monasit meliputi hot plate, cawan porselein, serta oven untuk penentuan kadar air. Sedangkan peralatan gelas yang digunakan dalam penelitian adalah gelas kimia, labu takar, batang pengaduk, gelas ukur, cawan arloji, tabung reaksi, corong, pipet tetes, pipet ukur, dan pipet volum. Peralatan lainnya yang digunakan dalam penelitian adalah botol semprot, spatula, rak tabung reaksi, serta wadah-wadah zat.
3.2
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian memiliki tingkat kemurnian pro analis (p.a), kecuali yang disebutkan lain. Bahan untuk membuat larutan standar yttrium merupakan senyawa oksidanya yaitu Y2O3 yang memiliki tingkat kemurnian 99%. Bahan-bahan pereaksi kompleks yttrium adalah alizarin sulfonat, fenol merah, NaOH, HCl 37%, C2H5OH, NaOAc, CH3COOH. Bahan-bahan yang digunakan untuk mensintesis ligan adalah 1-fenil-3-metil-5pirazolon (MPP) (C10H10N2O), adipoil klorida (C6H8Cl2O2), sebakoil klorida (C10H16Cl2O2), Ca(OH)2 dan 1,4-dioksan. Selanjutnya bahan yang digunakan untuk ekstraksi pelarut adalah CHCl3. Untuk melarutkan yttrium(III)oksida digunakan HNO3 65%.
14
3.3
Langkah Kerja Penelitian
Langkah kerja dari penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada diagram alir di bawah ini,
Gambar 3.1 Diagram alir langkah kerja penelitian.
Gambar 3.2 Diagram alir perlindian konsentrat pasir monasit.
15
3.4
Sintesis Ligan H2SbBP dan H2AdBP
3.4.1 Sintesis ligan H2SbBP Sebanyak 6,1610 gram MPP ditimbang dengan teliti, kemudian dimasukan ke dalam labu bundar leher tiga. Ditambahkan 1,4-dioksan sebanyak 40 mL dalam labu tersebut dan pengaduk magnet.Labu leher tiga dipasang pada alat refluks lalu dipanaskan pada suhu 45oC selama 20 menit. Kemudian ditambahkan Ca(OH)2 sebanyak 2,0804 gram. Selanjutnya ditambah 1,4-dioksan sampai volume 1,4-dioksan yang digunakan menjadi 80 mL. Temperatur dinaikkan menjadi 50oC dan didiamkan selama 30 menit. ditambahkan 3 mL sebakoil klorida dan 1,8 mL tetes demi tetes pada rentang temperatur antara 50ºC sampai 110ºC. Setelah suhu mencapai 110ºC campuran didiamkan selama 5 jam dan temperatur dibuat konstan. Setelah 5 jam campuran diangkat dan didinginkan. Setelah dingin ditambahkan HCl 2 M lalu dikocak selama 10 menit hingga terbentuk kristal. Kristal disaring dengan corong Buchner dengan kertas saring Whatman 40. Kristal cokelat dicuci dengan aqua dm sampai pHnya mendekati 7. Padatan hasil penyaringan dikeringkan dalam oven dengan suhu 70oC. Padatan kering yang merupakan H2SbBP dan H2AdBP dikarakterisasi meliputi titik leleh, uji kelarutan, dan spektrum IR.
3.4.2 Sintesis Ligan H2AdBP Sebanyak 4,3820 gram senyawa MPP ditimbang dengan teliti, kemudian dimasukan ke dalam labu bundar leher tiga. Ditambahkan 1,4-dioksan sebanyak 30 mL ke dalam labu tersebut dan pengaduk magnet. Labu leher tiga dipasang pada alat refluks lalu dipanaskan pada suhu 45ºC selama 20 menit. Kemudian ditambahkan Ca(OH)2 sebanyak 5,0410 gram. Selanjutnya ditambah 1,4-dioksan sampai volume 1,4-dioksan yang digunakan menjadi 50 mL. Temperatur dinaikkan menjadi 50ºC dan didiamkan selama 30 menit. ditambahkan adipoil klorida tetes demi tetes pada rentang temperatur antara 50oC sampai 110oC. Setelah suhu mencapai 110ºC campuran didiamkan selama 5 jam dan temperatur dibuat konstan. Setelah 5 jam campuran diangkat dan didinginkan. Setelah dingin ditambahkan HCl 2 M lalu dikocak selama 10 menit hingga terbentuk kristal. Kristal disaring dengan corong Buchner dengan kertas saring Whatman 40. Kristal cokelat dicuci dengan aqua dm sampai pHnya mendekati 7. Padatan hasil penyaringan dikeringkan dalam oven dengan suhu 70ºC. Padatan kering yang merupakan H2AdBP dikarakterisasi meliputi titik leleh, uji kelarutan, dan spektrum IR.
16
3.5
Pembuatan Larutan Standar Yttrium
Pembuatan larutan induk yttrium 1000 ppm dilakukan dengan menimbang senyawa yttrium(III) oksida sebanyak 0,3177 gram. Kemudian dilarutkan dengan 6-10 mL HNO3 65% dan dipanaskan sampai larut. Selanjutnya ditambahkan aqua DM hingga tepat 250 mL. larutan 100 ppm dibuat dengan cara mengencerkan dari larutan induk 1000 ppm. Ke dalam labu takar 100 mL dimasukkan 10 mL Y(III) 1000 ppm. 8,4998 NaNO3 dan sejumlah HNO3. Kemudian ditepatkan hingga 100 mL.
3.6
Pembuatan Kurva Standar Yttrium
Untuk pembuatan kurva kalibrasi dibuat serangkaian kurva standar yttrium yang direaksikan dengan senyawa pengkompleks alizarin sulfonat. Larutan standar dibuat dalam rentang konsetrasi 4-12 ppm. Berikutnya prosedur pembentukan kompleks yttrium-alizarin: dari larutan yttrium 100 ppm dipipet sejumlah volume tertentu kemudian dimasukkan ke dalam labu takar10 mL. Ke dalam labu takar 10 mL kemudian ditambahkan 1 tetes indikator fenol merah, tetes demi tetes NaOH 0,2 M hingga warna larutan berubah menjadi merah. Setelah itu ditambahkan tetes demi tetes HCl 0,03 M hingga warna larutan berubah warnanya menjadi kuning. Terakhir, ditambahkan ke dalamnya 1 mL buffer asetat untuk menjaga pH larutan 4-5, 1 mL alizarin sulfonat, kemudian volume larutan ditepatkan sampai 10 mL dengan penambahan aqua dm. Kompleks yttrium-alizarin yang terbentuk didiamkan seama 1 jam, kemudian diukur serapannya pada panjang gelombang maksimum pengukuran dengan spektrofotometri UV-Vis. Penentuan panjang gelombang maksimum pengukuran dilakukan dengan menggunakan larutan yttrium 8 ppm. Spektrum absorpsi yttrium ditentukan pada daerah panjang gelombang 400-560 nm.
3.7
Larutan Pengkompleks Yttrium
Beberapa larutan yang digunakan untuk analisis spektrofotometri dengan menggunakan pengkompleks alizarin sulfonat adalah: a) CH3COOH 2M : 28,6 mL asam asetat glasial diencerkan hingga volume tepat 250 mL b) CH3COONa 2M : dilarutkan sejumlah 13,609 gram CH3COONa, kemudian diencerkan hingga volume 50 mL.
17
c) Buffer Asetat : larutan baffer asetat dibuat dengan cara mencampurkan 50 mL CH3COOH 2M dengan 50 mL CH3COONa 2M. d) Fenol merah 0,1% : 0,1 gram fenol merah dilarutkan dalam etanol 95% hingga volume 100 mL. e) Alizarin Red S : 0,25 gram alizarin Red S dilarutkan dengan aqua dm hingga volume 250 mL. f) HCl 0,03 M : dilakukan pengenceran dari HCl pekat secara bertahap g) NaOH 0,2 M : 2 gram NaOH dilarutkan dalam aqua dm hingga volume larutan 250 mL.
3.8
Pengaruh Konsentrasi Terhadap Angka Banding Distribusi Yttrium
(DY(III)) Ekstraksi dilakukan dengan variasi konsentrasi ligan dalam fasa organik. Konsentrasi H2SbBP dibuat bervariasi dengan masing-masing konsentrasi 1,7 x 10-3 M; 3,4 x 10-3 M; 5,1 x 10-3 M; 6,9 x 10-3 M dan 8,5 x 10-3 M sedangkan variasi konsentrasi H2AdBP adalah 1,55 x 10-3 M; 3,01 x 10-3 M; 4,57 x 10-3 M; 6,00 x 10-3 M dan 7,52 x 10-3 M. Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan botol vial 30 mL bertutup. Fasa air adalah 5 mL larutan yttrium 100 ppm yang berada dalam media HNO3 0,1 M dan mengandung NaNO3 1 M, sementara fasa organik adalah sejumlah tertentu H2SbBP yang dilarutkan dalam 5 mL kloroform. pengadukan dilakukan dengan menggunakan pengaduk magnet. Ekstraksi dilakukan selama 1 jam, kemudian campuran didiamkan agar memisah selama 30 menit. Setelah dilakukan ekstraksi, 2 mL fasa air diambil dan diperlakukan seperti perlakuan pada larutan standar yttrium untuk kemudian dianalisis secara spektrofotometri UV-Vis sebagai kompleks dengan alizarin sulfonat. Dari percobaan ini dapat diketahui jumlah yttrium yang tersisa dalam fasa air, sehingga bisa ditentukan jumlah yttrium yang terekstrak ke dalam fasa organik dan D dari yttrium.
3.9
Pengaruh Derajat Keasaman (pH) Terhadap Angka Banding Distribusi
Yttrium (DY(III)) Pada percobaan ini, pH larutan LTJ 100 ppm diatur hingga sesuai pH yang diinginkan pH 3,09; 4,02; 4,53 dan 5,03 dengan penambahan HNO3dan NaOH encer. Ekstraksi dilakukan
18
dengan menggunakan botol vial 30 mL bertutup. Fasa air adalah 5 mL larutan LTJ 100 ppm yang berada dalam media HNO3 0,1 M dan mengandung NaNO3 1 M, sementara fasa organik adalah sebanyak 0,0347 g H2SbBP dan 0,0309 g H2AdBP. Pengadukan dilakukan dengan menggunakan pengaduk magnet. Ekstraksi dilakukan selama 1 jam, kemudian campuran didiamkan untuk memisah selama 30 menit. Setelah dilakukan ekstraksi, 2 mL fasa air diambil dan dilakukan seperti perlakukan pada larutan standar LTJ untuk kemudian dianalisis secara spektrofotometri UV-Vis sebagai kompleks dengan alizarin sulfonat. Dari percobaan ini dapat diketahui jumlah LTJ yang tersisa di fasa air, sehingga bisa ditentukan jumlah LTJ yang terekstrak ke fasa organik dan D masing-masing LTJ.
3.10 Perlindian Konsentrat Pasir Monasit Bangka
3.10.1 Perlindian Monasit dengan Basa Sampel monasit yang sudah digerus dan memiliki ukuran sekitar 200 mesh, ditimbang dengan teliti sekitar 10,0067 gram. Analit dimasukkan ke dalam cawan porselin. NaOH sebanyak 10,1698 gram ditambahkan kedalam porselen. Ke dalam campuran ditambahkan aqua dm sebanyak 5 mL yang selanjutnya campuran diaduk dengan batang pengaduk sampai campuran menjadi homogen. Campuran dipanaskan dengan menggunakan hot plate pada temperatur 250ºC selama 2 jam. Hasil perlindian kemudian ditambahkan aqua dm sedikit demi sedikit sampai leburan tidak menempel pada dinding cawan. Leburan yang sudah ditambah air dipindahkan ke dalam gelas kimia 250 mL dan ditambah aqua dm sampai volumenya 200 mL. Untuk selanjutnya didiamkan selama satu malam.
3.10.2 Pemisahan endapan cokelat Hasil leburan yang sudah didiamkan selama satu malam disaring untuk mimisahkan endapan cokelat yang terbentuk menggunakan kertas saring Whatman 40. Endapan cokelat yang diperoleh dibiarkan kering dalam udara terbuka. Setelah kering kertas saring berikut endapannya ditimbang.
3.10.3 Pemisahan Kristal Jarum Filtrat hasil penyaringan pada poin 3.10.2 didiamkan selama satu malam (untuk melihat kemungkinan ada kristal jarum yang terbentuk). Selanjutnya dilakukan pemekatan sampai
19
volume larutan 60 mL. Kristal jarum yang terbentuk kemudian dipisahkan dari larutan dengan cara dekantasi.
3.10.4 Pemisahan Torium Larutan hasil dekantasi poin 3.10.3 ditambahkan HCl 3 M sampai pH larutan mendekati 3,5. Endapan putih yang terbentuk disaring menggunakan kertas saring Whatman no.41. Setelah kering kertas saring berikut endapannya ditimbang.
20
