Bab IV Hasil dan Pembahasan

Bab IV Hasil dan Pembahasan

IV.1 Kapasitas Adsorpsi Resin Hasil Impregnasi

Kapasitas adsorpsi resin Amberlite-XAD16 terhadap beberapa ekstraktan melalui impregnasi dengan metode basah dan metode kering disajikan pada Tabel IV.1 berikut ini.

Tabel IV.1. Adsorpsi beberapa ekstraktan oleh resin Amberlite-XAD16

Rasio Ekstraktan/ resin

10/90 20/80 50/50 60/40

TBP 91 188 640 645

Kapasitas resin (mg/g resin) Metode Basah Metode Kering D2EHPA/ D2EHPA/ D2EHPA TBP (3:1) D2EHPA TBP (3:1) TBP 86 88 106 101 103 170 178 225 195 200 620 650 811 660 700 630 675 826 675 705

Data pada Tabel IV.1 di atas menunjukkan bahwa dengan meningkatnya rasio perbandingan ekstraktan/resin meningkat pula kapasitas adsorpsi resin XAD16 terhadap ekstraktan. Kemampuan resin XAD16 mengadsorpsi molekul TBP lebih besar dari pada mengadsorpsi

campuran D2EHPA/TBP(3:1) dan molekul

D2EHPA, hal ini mungkin disebabkan karena ukuran molekul TBP lebih kecil dari pada molekul D2EHPA. Selain itu molekul TBP bersifat lebih non-polar dibandingkan dengan molekul D2EHPA, sehingga lebih mudah berantaraksi dengan resin XAD16 yang bersifat non-polar. Sementara itu, adsorpsi XAD16 terhadap

campuran D2EHPA/TBP(3:1) juga lebih besar dari pada adsorpsi

terhadap molekul D2EHPA, karena pada saat impregnasi molekul TBP mungkin terlebih dahulu mengisi pori-pori resin dan selanjutnya diikuti oleh molekul D2EHPA. Kapasitas adsorpsi resin XAD16 terhadap ekstraktan dengan metode basah lebih kecil

dibandingkan

dengan metode kering. Hal ini disebabkan

adanya proses pencucian resin dengan air pada metode basah, sehingga sebagian ekstraktan ikut terbawa ke dalam pelarut. Oleh karena itu, dalam penelitian selanjutnya digunakan SIR yang dibuat dengan metode kering.

43 Koleksi Perpustakaan ITB-hanya digunakan untuk keperluan pendidikan dan penelitian-dilarang diperjualbelikan

IV.2 Karakterisasi Solvent Impregnated Resin

IV.2.1 Stabilitas Solvent Impregnated Resin

Stabilitas ekstraktan di dalam resin, yaitu kemampuan ekstraktan untuk bertahan di dalam resin selama proses ekstraksi. Ekstraktan yang telah diimpregnasikan ke dalam resin tersebut dapat lolos atau terlepas dari ikatannya selama proses ekstraksi. Terlepasnya ekstraktan ke dalam larutan dapat disebabkan oleh terputusnya ikatan (Van der Waals) dan akibat besarnya gaya mekanik seperti pengadukan, terdegradasinya polimer resin XAD16 dan perubahan pH larutan sampel (Alexandratos dan Ripperger, 1998).

110 100

Ekstraktan dalam SIR (%)

90 80 70 60 50 40 30

D2EHPA-Air TBP-Air D2EHPA/TBP-Air D2EHPA/TBP-HNO3 1M

20 10 0 0

2

4

6

8

10

12

Jumlah pencucian resin

Gambar IV.1. Stabilitas ekstraktan dalam SIR setelah pencucian dengan air dan larutan HNO3 1 M. Gambar IV.1 memperlihatkan

bahwa kehilangan ekstraktan selama proses

pencucian dengan air dan larutan HNO3 1,0 M relatif sedikit. Stabilitas ekstraktan di dalam resin Amberlite-XAD16 semakin meningkat dengan urutan D2EHPA > D2EHPA/TBP(3:1) > TBP. Ekstraktan D2EHPA lebih stabil dibandingkan TBP


dalam resin XAD16. Hal ini mungkin disebabkan oleh faktor kelarutan D2EHPA (< 1 g/L) lebih kecil dari pada kelarutan TBP (6 g/L) di dalam air. SIR yang diimpregnasikan dengan campuran D2EHPA-XAD16

dan D2EHPA/TBP(3:1)-

XAD16 masih layak digunakan hingga pencucian ke-6, karena lebih dari 95 % ekstraktan masih bertahan di dalam resin. Dari hasil pencucian selanjutnya terlihat bahwa

sebagian matrik resin mengalami

degradasi,

akibat dari proses

pengadukan dan sebagian matrik resin yang masih baik memerlukan regenerasi ulang akibat berkurangnya ekstraktan di dalam resin tersebut.

IV.2.2 Analisis Morfologi SIR dengan SEM

Foto SEM (Gambar IV.2) digunakan untuk membedakan empat buah sampel resin XAD16 sebelum dan setelah impregnasi dengan D2EHPA. Rasio perbandingan ekstraktan/resin, yaitu

10/90 %b/b, 50/50 %b/b, dan 60/40 %b/b. Sebelum

impregnasi, permukaan resin XAD16 memiliki banyak pori (Gambar IV.2.a). Untuk impregnasi D2EHPA dengan komposisi 10/90 %b/b (Gambar IV.2.b) memperlihatkan bahwa pori-pori resin XAD16 belum mampu tertutupi secara keseluruhan.

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar IV.2. Fotografi SEM (pembesaran 10.000 kali) terhadap permukaan resin Amberlite XAD16 (a) sebelum impregnasi (b) setelah impregnasi dengan D2EHPA 10/90 %b/b (c) setelah impregnasi dengan D2EHPA 50/50 %b/b, (d) setelah impregnasi dengan D2EHPA 60/40 %b/b. Pori-pori resin XAD16 tertutupi seluruhnya oleh D2EHPA apabila komposisinya mencapai 50/50 %b/b atau pun 60/40 %b/b. Namun demikian, pada komposisi


60/40 %b/b, memperlihatkan bahwa permukaan resin menjadi lengket (adhesive) karena pori-pori resin sudah tidak mampu lagi menampung molekul D2EHPA seluruhnya (Gambar IV.2.d) sehingga sebagian molekul D2EHPA teradsorpsi di permukaan resin. Stabilitas SIR dengan komposisi ekstraktan/resin 60/40 %b/b lebih rendah dari pada komposisi 50/50 %b/b (Matsunaga dkk., 2001). Perbandingan terbaik antara ekstraktan D2EHPA dan resin XAD16 dalam solvent impregnated resin, yaitu 50/50 %b/b (Gambar IV.2.c). Untuk eksperimen selanjutnya digunakan SIR dengan perbandingan 50/50 %b/b.

IV.2.3 Analisis Gugus Fungsi dengan FT-IR

Frekuensi

absorpsi

inframerah

pada

matriks

Amberlite-XAD16

(styrene/divinylbenzene) pada Gambar IV.3 menunjukkan adanya perbedaan kecil antara karakteristik XAD16 normal dibandingkan dengan karakteristik XAD16 setelah diimpregnasi dengan D2EHPA atau dengan TBP, seperti yang diperlihatkan pada puncak 1446,6 cm-1 yang berkorelasi dengan regangan cincin C=C dan dari pita cincin substitusi.

Gambar IV.3. Spektrum FT-IR Amberlite-XAD16 (hitam), D2EHPA-XAD16 (ungu), dan TBP-XAD16 (hijau).


Frekuensi

absorpsi

D2EHPA-XAD16

infra

merah

dari

molekul

D2EHPA

pada

resin

menunjukkan beberapa modifikasi karakteristik normal

molekul D2EHPA dibandingkan dengan spektrum D2EHPA murni. Perbedaan tersebut diperlihatkan pada puncak 1237 cm-1, 1031 cm-1, dan 794,7 cm-1 untuk regangan P=O dan regangan P-O-C dari gugus -O-P=O.

Adanya pergeseran bilangan gelombang untuk

regangan P=O dari

gugus

(-O-P=O) dalam campuran D2EHPA/TBP(3:1)-XAD16 (Gambar IV.4), yaitu pada puncak 1230 cm-1 menunjukkan adanya antaraksi non-ikatan (non-bonded) antara gugus hidroksil dari molekul D2EHPA atau (RO)2(P=O)OH dengan gugus fosforil dari molekul TBP atau R3P=O.

Gambar IV.4. Spektrum FT-IR

campuran D2EHPA-TBP(3:1)/XAD16.

Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya, yaitu adanya antaraksi antara gugus hidroksil dari molekul D2EHPA

dengan gugus fosforil dari molekul

tricotylphosphine oxide (TOPO) dalam campuran D2EHPA/TOPO-XAD2 di daerah 1243 cm-1. Reaksi yang terjadi antara gugus hidroksil dan gugus fosforil dapat dituliskan sebagai berikut ini (Cortina dkk., 1995).


(RO)2(P=O)OH + R3P=O ⇄ (RO)2(P=O)OH- - - O=PR3 ...............

37)

Molekul D2EHPA yang berantaraksi dengan molekul TBP dalam resin XAD16 berbentuk monomer, hal ini dapat disimpulkan karena tidak munculnya puncak pita regangan –OH di daerah 2680 cm-1 dan 2350 cm-1 yang berasal dari ikatan hidrogen dalam bentuk dimer antar molekul-molekul D2EHPA (Sato, 1989).

IV.3 Destruksi Pasir Monasit

Proses destruksi monasit dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode basa menggunakan NaOH dan metode asam menggunakan H2SO4. Secara komersial, destruksi monasit dengan metode basa lebih disukai, karena hasil samping dari pengolahannya seperti natrium posfat masih dapat dimanfaatkan untuk pupuk dan NaOH yang telah terpakai masih dapat di daur ulang. Selain itu dengan metode basa, unsur-unsur LTJ dalam mineral monasit (Ln,Th)PO4 dapat dipisahkan dari unsur non-LTJ dan juga unsur Th dan U pada saat destruksi. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan metode basa.

Komposisi pasir monasit Bangka sebelum didestruksi terlebih dahulu dianalisis dengan X-ray fluorescence (XRF) diperoleh konsentrasi oksida LTJ total sebesar ± 37% selebihnya merupakan oksida-oksida non-LTJ (Lampiran I.1). Tingginya kadar oksida non-LTJ dalam sampel pasir monasit menyebabkan hasil destruksinya tidak optimal, sehingga ± 60 % pasir monasit tidak melebur.

Pada saat destruksi, beberapa senyawa lantanida (LnPO4), Th3(PO4)4,

oksida

logam transisi dan oksida alkali tanah bereaksi dengan NaOH membentuk endapan (Rehim, 2002). 2 LnPO4(aq) + 6 NaOH(aq) → 2 Ln(OH)3(s) + 2 Na3PO4(aq) ................. 38) Th3(PO4)4(aq) + 12 NaOH(aq) → 3 Th(OH)4(s) + 4 Na3PO4(aq)


............ 39)

Endapan Th(OH)4 dan UO2(OH)2 dapat larut dalam larutan amonium karbonat membentuk komplek thorium dan uranil karbonat, sedangkan Ln(OH)3 tetap mengendap. Th(OH)4(s) + 5 (NH4)2CO3(aq) → (NH4)6[Th(CO3)5](aq) + 4 NH4OH(aq) .....................................

40)

UO2(OH)2(s) + 3 (NH4)2CO3(aq) → (NH4)4[UO2(CO3)3](aq) + 2 NH4OH(aq) ………………………. 41) 2 Ln(OH)3(s) + 4 (NH4)2CO3(aq) → Ln2(CO3)3(NH4)2CO3(s) + 6 NH4OH(aq) ...................................... 42) NH4OH(aq) + NH4HCO3(aq) → (NH4)2CO3(aq) + H2O(l) ........................

43)

Endapan Ln2(CO3)3(NH4)2CO3 sangat sedikit larut dalam air, sehingga dapat dengan

mudah

(NH4)4[UO2(CO3)3]

dipisahkan melalui

dari

kompleks

penyaringan.

(NH4)6[Th(CO3)5] Selanjutnya

dan

endapan

Ln2(CO3)3(NH4)2CO3 tersebut diubah menjadi LnCl3 dengan cara menambahkan larutan HCl hingga pH larutan mencapai 3,0. Ln2(CO3)3(NH4)2CO3(s) + 8 HCl(aq) → 2 LnCl3(aq) + 4 H2O(l) + 4 CO2(g) + 2 NH4Cl(aq) ............ 44) Komposisi ion-ion logam dalam larutan sampel monasit Bangka hasil destruksi ditentukan dengan ICP-MS disajikan dalam Tabel IV.2. Berdasarkan data pada Tabel IV.2 diketahui bahwa di dalam larutan LTJ hasil destruksi masih terdapat sekitar 0,45 % unsur non-LTJ sebagai pengotor dan lebih

dari

99,55 %

merupakan unsur-unsur LTJ. Unsur LTJ yang dipisahkan dalam penelitian ini, yaitu unsur La, Ce, Pr, Nd, Sm, dan Gd dengan jumlah sebesar ± 76,56 % dari total unsur-unsur yang ada dalam sampel. Jika dibandingkan dengan monasit asal Australia, komposisi dari masing-masing LTJ dari kedua monasit tersebut tidak


jauh berbeda, kecuali unsur Y yaitu ± 17,6 %. Sementara itu, di dalam monasit Australia (Tabel IV.3), kandungan unsur Y hanya 0,76 %.

Tabel IV.2. Komposisi sampel monasit Bangka hasil destruksi dengan NaOH

LTJ La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sc Y Jumlah

Konsentrasi (mg/L) 152,830 298,110 38,790 127,450 0,000 23,500 0,108 18,830 2,670 14,710 3,418 10,000 1,800 11,890 1,900 0,010 151,600 857,616

(%) 17,741 34,605 4,503 14,795 0,000 2,728 0,013 2,186 0,310 1,708 0,397 1,161 0,209 1,380 0,221 0,001 17,598 99,553

NonLTJ V Cr Co Ni Rb Sr Zr Nb Cs Ba U Th

Konsentrasi (mg/L) 0,02 0,01 0,01 2,64 0,05 0,35 0,02 0,01 0,01 0,22 0,07 0,44

(%) 0,002 0,001 0,001 0,306 0,006 0,041 0,002 0,001 0,001 0,025 0,008 0,051

Jumlah

3,85

0,45

Tabel IV.3. Komposisi sampel monasit Australia (Akseli dan Kutun, 2000) Unsur La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb

% 18,76 40,38 7,59 15,32 7,60 0,08 2,99 0,76

Unsur Y Dy Ho Er Tm Yb Lu

% 0,76 0,08 0,08 0,08 0,08 0,76 0,76

Secara teknik, monasit terdiri atas beberapa mineral yang berbeda berdasarkan pada persentase penyusun bahan kimianya. Perbedaan ini merefleksikan namanya, yaitu monasit (Ce) mengandung (Ce,La,Nd,Th,Y)PO4, monasit (La) mengandung (La,Ce,Nd)PO4 dan monasit (Nd) mengandung (Nd,La,Ce)PO4. Dari hasil


destruksi tersebut dapat disimpulkan bahwa monasit Bangka merupakan monasit (Ce) yang memiliki rumus kimia (Ce,La,Nd,Th,Y)PO4.

IV.4 Adsorpsi Ion Logam dengan Metode Bertahap (Batch Methods)

IV.4.1 Pengaruh pH Larutan

Esktraktan yang digunakan pada saat mempelajari pengaruh pH terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) adalah campuran D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b. Data hasil pengukuran terdapat pada Lampiran C.1.1 dan hasil perhitungan disajikan seperti pada Gambar IV.5.

100

Adsorpsi (%)

80

60

L a ( III) C e ( III) P r ( III) N d ( III) S m ( III) G d ( III)

40

20

0 2 ,2

2 ,4

2 ,6

2 ,8

3 ,0

3 ,2

3 ,4

pH

Gambar IV.5. Pengaruh pH terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III). [D2EHPA] = 1,7x10-3 M, [TBP] = 5,7x10-4 M. [LTJ]i = 150 mg/L, kekuatan ion = 0,1 M (H,Na)NO3. Rasio V/m = 100 mL/g. Dari Gambar IV.5 diperlihatkan bahwa adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) cenderung meningkat dengan meningkatnya pH larutan. Nilai pH optimum untuk adsorpsi ion-ion LTJ(III) tersebut, secara umum terjadi pada pH antara 3,0 - 3,2. Adsorpsi ion-ion LTJ(III) antara pH 2,2 – 2,8 semakin meningkat dengan bertambahnya nomor atom LTJ dengan urutan

La

< Ce < Pr < Nd < Sm < Gd. Orde ini sesuai dengan hasil ekstraksi pelarut (Sato,


1989). Selanjutnya persen adsorpsi sebagian ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) mengalami penurunan pada pH antara 3,2 – 3,4 yang kemungkinan diakibatkan oleh sebagian ion-ion LTJ(III) membentuk endapan pada pH tersebut.

Mekanisme penyerapan

ion logam dalam SIR pada dasarnya mirip dengan

ekstraksi pelarut. Oleh karena itu, stoikiometri reaksi dapat ditentukan dengan metode slope analysis (Cortina dan Warshawsky, 1997), yaitu dengan cara mengalurkan nilai log D terhadap nilai pH seperti pada Gambar IV.6.

0,0

-0,5

La(III) Ce(III) Pr(III) Nd(III) Sm(III) Gd(III)

Log D

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5 2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

pH

Gambar IV.6. Kurva hubungan pH terhadap log D pada adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III).

Berdasarkan Gambar IV.6 tersebut

diketahui bahwa slope dari persamaan

regresinya sebesar 3 ± 0,2 seperti yang disajikan dalam Tabel IV.4. Mekanisme reaksi antara ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan campuran D2EHPA dan TBP pada proses adsorpsi diperlihatkan pada Gambar IV.7.


Tabel IV.4. Persamaan regresi kurva hubungan log D terhadap pH. Unsur La Ce Pr Nd Sm Gd

slope 2,7135 2,9251 3,0909 3,1809 3,0712 3,1738

intercept -5,2930 -5,2930 -5,8074 -5,8052 -5,1360 -4,9683

R2 0,9971 0,9987 0,9978 0,9960 0,9991 0,9986

Reaksi kesetimbangan ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) antara fasa air ( M n + ) dan fasa resin (MR) yang mengandung ekstraktan D2EHPA (disingkat HL) dan TBP (disingkat E) dituliskan sebagai berikut:

Gambar IV.7. Mekanisme reaksi dalam SIR antara molekul D2EHPA, TBP dan ion-ion LTJ(III).

Secara keseluruhan reaksi pada Gambar IV.7 dapat dituliskan sebagai berikut:

M 3+ + 3(HL) R + (E) R ⇄ (ML 3 E) R + 3H + .....................................

45)

Tetapan kesetimbangan ekstraksi dituliskan sebagai berikut:

KM

[ML 3 E] R [H + ]3 = [M 3+ ][HL]3R [E]R

..............................................................

Persamaan (46) disederhanakan menjadi:


46)

KM = D

[H + ]3 [HL]3R [E]R

........................................................................

47)

log D = log KM + 3 log [HL]R + log [E]R + 3 pH ................................. 48) log KM = log D - 3 log [HL]R - log [E]R - 3 pH ..................................... 49) Berdasarkan perhitungan menggunakan Persamaan (48) dan Persamaan (49) dapat ditentukan harga tetapan kesetimbangan adsorpsi rata-rata K M dan log D masingmasing ion LTJ(III) yang diadsorpsi.

Tabel IV.5. Harga tetapan kesetimbangan adsorpsi (KM) dan koefisien distribusi (D) pada pH 2,3 Unsur La Ce Pr Nd Sm Gd

log D 0,94 1,13 1,28 1,52 1,91 2,35

KM 3,45 x 10-7 5,31 x 10-7 7,24 x 10-7 12,68 x 10-7 27,86 x 10-7 66,97 x 10-7

Dari hasil perhitungan tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin kecil jari-jari atom LTJ atau semakin besar nomor atom LTJ maka tetapan kesetimbangan adsorpsi semakin besar dan kompleks LTJ dengan ekstraktan dalam resin semakin stabil. Kestabilan kompleks

antara ion-ion LTJ(III) dengan ekstraktan

D2EHPA/TBP(3:1) semakin meningkat secara beraturan dengan urutan La < Ce < Pr < Nd < Sm < Gd.

IV.4.1.1 Faktor Pemisahan (α)

Faktor pemisahan (α) masing-masing unsur LTJ membandingkan koefisien distribusi (D)

ditentukan dengan cara

masing-masing unsur LTJ yang

dipisahkan terhadap unsur LTJ lainnya pada kondisi percobaan yang sama.


Faktor pemisahan masing-masing unsur LTJ pada pH 2,3 dihitung berdasarkan Persamaan (12) seperti dalam Tabel IV.6.

Table IV.6. Faktor pemisahan (α12) antara unsur-unsur LTJ dalam medium nitrat dengan D2EHPA/TBP(3:1)-XAD16 pada pH 2,3. 1

α1,2

2

La Ce Pr Nd Sm

Ce 1,568

Pr 2,190 1,397

Nd 3,833 2,444 1,750

Sm 9,409 6,000 4,295 2,455

Gd 25,597 16,323 11,685 6,677 2,720

Table IV.7. Faktor pemisahan (α12) antara unsur-unsur LTJ dalam medium nitrat dengan ekstraksi pelarut pada pH 2,3 (Zhao dkk., 2006). 1

α1,2

2

La Ce Pr Nd Sm

Ce 1,538

Faktor pemisahan yang diperoleh

Pr 2,221 1,402

dari

Nd 2,527 1,595 1,138

metode

Sm 4,193 2,648 1,888 1,659

Gd 4,630 2,465 1,758 1,545 0,931

solvent impregnated resin

(Tabel IV.6) lebih besar dari pada faktor pemisahan menggunakan metode ekstraksi pelarut (Tabel IV.7), terutama pada pemisahan unsur Sm dan Gd dengan unsur La, Ce dan Pr. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan metode solvent impregnated resin lebih efisien dari pada metode ekstraksi pelarut.

IV.4.1.2 Efek Sinergis

Pada Gambar IV.8 diperlihatkan bahwa adsorpsi ion-ion logam dipengaruhi oleh adanya perbedaan jenis ekstraktan terhadap adsorpsi ion La(III). Adsorpsi ion La(III) semakin meningkat dengan urutan ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) > D2EHPA > TBP. Adanya peningkatan adsorpsi ion La(III) dengan ekstraktan campuran D2EHPA/TBP(3:1) menunjukkan adanya efek sinergis.


Besarnya efek sinergis (β) yang dihasilkan dari kombinasi campuran ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1)

dihitung berdasarkan Persamaan (13). Efek sinergis yang

diperoleh pada adsorpsi ion La(III) pada pH antara 2,2 – 3,4 secara berturut-turut, yaitu 1,54; 1,40; 1,67; 1,26; 1,64; 10,41 dan 7,74. Efek sinergis optimum diperoleh pada pH 3,1 yaitu sebesar 10,41.

110

La-TBP-XAD16 La-D2EHPA-XAD16 La-D2EHPA/TBP-XAD16

100 90

Adsorpsi (%)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

pH

Gambar IV.8. Pengaruh perbedaan jenis ekstraktan terhadap adsorpsi ion La(III)

Adanya efek sinergis disebabkan oleh masuknya molekul TBP ke dalam kompleks [ML3]R membentuk kompleks [ML3E]R di dalam fasa resin, sehingga menyebabkan polaritas kompleks tersebut menjadi berkurang dibandingkan dengan polaritas kompleks [ML3]R, karena molekul TBP menggantikan molekul air yang terikat secara kovalen koordinasi dengan ion-ion LTJ(III). Dengan demikian kompleks [ML3E]R lebih mudah teradsorpsi dari pada kompleks [ML3]R di dalam resin yang bersifat non-polar.


IV.4.2 Pengaruh Waktu Kontak dan Komposisi Ekstraktan

Pengaruh waktu kontak dan perbandingan berat rasio ekstraktan D2EHPA dengan resin XAD16 pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) diperlihatkan pada Gambar IV.9.(a-c). Adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) hanya dengan resin XAD16 sangat sedikit dibandingkan dengan adanya ekstraktan di dalam resin. Konsentrasi D2EHPA yang rendah (10/90 %b/b) dalam matriks resin XAD16 menyebabkan persen adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) tidak mencapai hasil yang optimum. SIR dengan perbandingan 20/80 %b/b – 60/40 %b/b yang digunakan untuk

adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III)

membutuhkan waktu kesetimbangan sekitar 10 menit.

La(III)-D2EHPA/XAD16

Nd(III)-D2EHPA/XAD16

80

80 Sorpsi (%)

100

Sorpsi (% )

100

60 40 20

60 40 20

0

0 0

5

10

15

20

25

30

0

5

10

Waktu (m enit) 0%

10%

20%

50%

60%

0%

10%

(a)

20

25 50%

30 60%

(b)

Gd(III)-D2EHPA/XAD16

La(III)-D2EHPA-TBP/XAD16

100

100

80

80 So rp si (% )

Sorpsi (% )

15

Waktu (m enit) 20%

60 40

60 40 20

20

0

0 0

5

10

15

20

25

0

30

5

10

0%

10%

20%

50%

0%

60%

(c) Gambar

IV.9.

15

20

25

30

Waktu (menit)

Waktu (menit)

10%

20%

50%

60%

(d)

Pengaruh waktu kontak dan rasio perbandingan berat (ekstraktan/resin) terhadap persen adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III).


Persen adsorpsi untuk ion La(III) semakin meningkat apabila menggunakan campuran ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) (Gambar IV.9.d) dibandingkan dengan ekstraktan D2EHPA saja. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya efek sinergis yang dihasilkan dari antaraksi antara molekul D2EHPA dengan molekul TBP. Pengaruh waktu kontak terhadap adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) tersebut dapat digunakan untuk mengetahui model kinetika adsorpsinya menggunakan model kinetika orde pseudo satu atau model kinetika orde pseudo dua dari Lagergren.

IV.4.2.1 Model Kinetika Orde Pseudo-Satu

Untuk mengetahui model kinetika adsorpsi ion-ion LTJ(III) dalam SIR diuji dengan model kinetika Lagergren reaksi orde pseudo-satu

seperti yang

diperlihatkan pada Gambar IV.10 berikut ini.

1,0

La-D 2EH PA N d-D 2EH PA G d-D 2EH PA La-D 2EH PA/T BP

0,8 0,6 0,4

log (qe-qt)

0,2 0,0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

W aktu (m enit)

Gambar IV.10.

Kurva reaksi orde pseudo-satu pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D2EHPA 50/50 %b/b dan campuran D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b.


Berdasarkan Gambar IV.10,

yaitu kurva log (qe-qt) terhadap

koefisien korelasi dari persamaan garis

La-D2EHPA,

t

diperoleh

Nd-D2EHPA, Gd-

D2EHPA, dan La-D2EHPA/TBP(3:1) berturut-turut adalah 0,974; 0,958; 0,987; dan 0,855 sedangkan harga konstanta k1 berturut-turut adalah 0,26; 0,21; 0,24; dan 0,15 (menit-1). Rendahnya harga koefisien korelasi (R2) tersebut menunjukkan bahwa model kinetika Lagergren reaksi orde pseudo-satu tidak sesuai digunakan untuk memprediksi kinetika adsorpsi antara ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D2EHPA-XAD16 maupun antara ion La(III) dengan ekstraktan campuran D2EHPA/TBP(3:1)-XAD16. IV.4.2.2 Model Kinetika Orde Pseudo-Dua

Data-data dari Gambar IV.9(a-d) tersebut selanjutnya dianalisis dengan model kinetika orde pseudo-dua (Persamaan 30). Kurva t/qe terhadap t untuk ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III) pada SIR dengan ekstraktan D2EHPA 50/50 %b/b dan ion La(III) dengan ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b disajikan dalam Gambar IV.11.

5

4

t/qe

3

2

L a -D 2 E H P A N d -D 2 E H P A G d -D 2 E H P A L a -D 2 E H P A /T B P

1

0

0

10

20

30

40

50

60

70

W a k tu ( m e n it)

Gambar IV.11. Kurva reaksi orde pseudo-dua pada adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III), dan Gd(III) dengan ekstraktan D2EHPA 50/50 %b/b dan campuran D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b.


Berdasarkan Gambar IV.11, yaitu kurva log t/qe terhadap t untuk La-D2EHPA, Nd-D2EHPA, Gd-D2EHPA dan La-D2EHPA/TBP(3:1) pada suhu kamar, memberikan hasil koefisien korelasi (R2) yang linear (Tabel IV.8). Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang berlangsung secara kinetika adalah berorde pseudo-dua dan mengindikasikan bahwa semua reaksi yang terjadi di dalam resin merupakan proses sorpsi secara kimia (chemisorption) (Ho dan McKay, 1999).

Tabel IV.8. Parameter model kinetika orde pseudo-dua dari Lagergren untuk adsorpsi ion-ion La(III), Nd(III) dan Gd(III). SIR La-D2EHPA Nd-D2EHPA Gd-D2EHPA La-D2EHPA/TBP(3:1)

k2 (mg/g.menit) 0,13 0,12 0,14 0,10

qe (mg/g) 14,86 14,88 14,43 14,86

Koef. Korelasi (R2) 0,9998 0,9999 0,9999 0,9999

IV.4.3 Pengaruh Rasio Volume Larutan dan Berat SIR (L/g).

Perbedaan rasio antara volume larutan (mL) sampel dan berat resin (g) dibuat antara 50 – 400 mL/g yang bertujuan untuk mengevaluasi volume optimum yang dibutuhkan per berat resin yang memberikan kapasitas adsorpsi terbesar. Gambar IV.12 memperlihatkan hubungan antara rasio V/m (mL/g) dan persen adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III). Dari Gambar IV.12 tersebut dapat disimpulkan bahwa persen adsorpsi ion-ion LTJ(III) semakin meningkat dengan menurunnya rasio V/m dari 400 – 100 mL/g. Persen adsorpsi pada rasio V/m antara 50 – 100 mL/g cenderung tetap. Oleh karena itu, dalam penelitian selanjutnya dibuat rasio V/m sebesar 100 mL/g.


100

La Ce Pr Nd Sm Gd

90 80

Adsorpsi (%)

70 60 50 40 30 20 10 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

V /m ( m L /g )

Gambar IV.12. Pengaruh rasio V/m pada adsorpsi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) menggunakan SIR D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b, pH 3,2; waktu kontak 30 menit.

IV.4.4 Pengaruh Konsentrasi Ion La(III)

Kapasitas adsorpsi resin ditentukan dengan metode bertahap (batch). Sebanyak 100 mg masing-masing resin yang mengandung ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1), D2EHPA dan TBP dengan komposisi masing-masing 50/50 %b/b dikocok dengan masing-masing 10 mL larutan yang mengandung ion La(III) dengan konsentrasi antara 50 – 1000 mg/L. Hasil yang diperoleh diperlihatkan pada Tabel IV.9 yang menunjukkan bahwa kapasitas resin (mg/g) dan koefisien distribusi (L/g) ion La(III) semakin meningkat sesuai dengan urutan: D2EHPA/TBP(3:1) > D2EHPA > TBP.

Dari Gambar IV.13 diketahui bahwa kapasitas resin meningkat sangat tajam dengan meningkatnya konsentrasi ion La(III) dari 50 – 150 mg/L, sedangkan pada konsentrasi antara 250 – 1000 mg/L, kapasitas resin menunjukkan keadaan stabil. Kapasitas resin yang mengandung ekstraktan


D2EHPA/TBP(3:1),

D2EHPA dan TBP terhadap adsorpsi ion La(III) pada konsentrasi 150 mg/L berturut-turut adalah 14,25 mg/g, 9,3 mg/g, dan 8,26 mg/g.

Tabel IV.9. Pengaruh konsentrasi ion La(III) terhadap kapasitas adsorpsi (q) SIR dan koefisien distribusi (D). [La] (mg/L) 50 100 150 250 500 1000

D2EHPA/TBP(3:1) 50/50 %b/b qe D (mg/g) (L/g) 4,95 9,90 9,92 12,40 14,25 1,90 15,45 0,16 16,25 0,05 17 0,02

D2EHPA 50/50 %b/b qe D (mg/g) (L/g) 3,21 0,18 6,49 0,18 9,3 0,16 10,21 0,07 10,68 0,03 11,17 0,01

TBP 50/50 %b/b qe D (mg/g) (L/g) 2,92 0,14 5,75 0,14 8,26 0,12 9,31 0,06 10,31 0,03 10,81 0,01

Koefisien distribusi (D) ion La(III) pada Tabel IV.9 cenderung menurun dengan meningkatnya konsentrasi ion La(III), kondisi seperti ini juga terjadi pada ekstraksi pelarut (Raouf dan El-Kamash, 2006).

18 16

Kapasitas resin (mg/g)

14 12 10 8 6

D 2 E H P A /T B P D 2EH PA TBP

4 2 0

200

400

600

800

1000

K o n s e n tra s i L a (III), m g /L

Gambar IV.13. Kapasitas resin terhadap ion La(III) dengan ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1), D2EHPA, dan TBP. Persen adsorpsi ion La(III) dengan konsentrasi antara 50 – 1000 mg/L pada pH 3,2 diperlihatkan pada Gambar IV.14. Hasil penelitian menunjukkan bahwa


adsorpsi maksimum untuk ion La(III) diperoleh pada konsentrasi 150 mg/L. Persen adsorpsi menurun secara teratur dengan meningkatnya konsentrasi ion-ion La(III) tersebut.

1 00


Adsorpsi (%)

80

60

40

20

0 0

20 0

4 00

6 00

80 0

1 00 0

K o n s e n tra s i L a (III), (m g /L )

Gambar IV.14. Pengaruh konsentrasi ion La(III) terhadap persen adsorpsi.

IV.4.4.1 Isoterm Adsorpsi

Berdasarkan data-data pada Tabel IV.9 yang diperoleh pada adsorpsi ion La(III) menggunakan SIR yang mengandung ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1), D2EHPA, dan TBP dengan rasio 50/50 %b/b di bawah kondisi optimum, yaitu waktu kontak (30 menit), rasio V/m adalah 100:1 digunakan untuk membuktikan adanya hubungan isoterm adsorpsi menurut Freundlich dan Langmuir.

IV.4.4.2 Isoterm Adsorpsi Freundlich

Isoterm adsorpsi Freundlich menggambarkan hubungan antara jumlah logam yang teradsorpsi per unit massa adsorben (qe) dan konsentrasi ion logam dalam larutan pada

saat

kesetimbangan (Ce).

Gambar IV.15

memperlihatkan

kurva

log qe (mg/g) terhadap log Ce (mg/L) berupa garis lurus, hal ini mengindikasikan bahwa adsorpsi ion La(III) pada masing-masing SIR sesuai dengan isoterm


adsorpsi Freundlich. Besarnya kapasitas adsorpsi (Kf) dan intensitas adsorpsi (n) untuk ion La(III)

dihitung berdasarkan intercept dan slope dari kurva

log qe (mg/g) terhadap log Ce (mg/L) dari Gambar IV.15 disajikan pada Tabel IV.10.

1,20 1,15

log Qe (mg/g)

1,10 1,05 1,00 0,95 0,90

D 2E H P A /T B P D 2E H P A TBP

0,85 0,80 0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

log C e (m g/L)

Gambar IV.15. Isoterm Freundlich untuk adsorpsi ion La(III)

Harga kapasitas adsorpsi (qe) yang berbeda dengan Freundlich

dihitung

berdasarkan

Persamaan (9)

harga kapasitas adsorpsi (Kf) yang diperoleh dari isoterm

(Tabel IV.10). Perbedaan ini disebabkan karena Kf merupakan

kapasitas adsorpsi relatif yang menunjukkan tingkat keselektifan masing-masing ion logam terhadap perbedaan jenis ekstraktan yang digunakan di dalam SIR. Semakin tinggi harga Kf, maka semakin tinggi pula afinitas ekstraktan terhadap ion La(III) tersebut dengan urutan D2EHPA/TBP(3:1) > D2EHPA > TBP. Tabel IV.10. Parameter isoterm Freundlich untuk adsorpsi ion La(III) pada SIR yang mengandung D2EHPA/TBP(3:1), D2EHPA dan TBP. Ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) D2EHPA TBP

Persamaan regresi R2 slope Intercept 0,0368 1,1196 0,9903 0,0647 0,8603 0,9688 0,1050 0,7320 0,9722


Parameter Freundlich Kf (mg/g) n 13,17 27,17 7,25 15,46 5,40 9,52

Afinitas ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) terhadap ion La(III) hampir sama antara hasil perhitungan dengan isoterm Freundlich. Harga slope dari isoterm Freundlich untuk semua jenis SIR < 1, menunjukkan bahwa adsorpsi

dipengaruhi oleh

konsentrasi ion La(III) dan konsentrasi ekstraktan dalam resin (Raouf dan ElKamash, 2006).

IV.4.4.3 Isoterm Adsorpsi Langmuir

Distribusi ion-ion logam antarfasa cair-padat pada saat tercapai kesetimbangan dapat dianalisis dengan

model isoterm Langmuir.

Isoterm Langmuir untuk

adsorpsi ion La(III) diberbagai jenis SIR diperlihatkan pada Gambar IV.16. Garis lurus yang

diperoleh dari isoterm adsorpsi

pada Gambar IV.16 tersebut

menunjukkan bahwa adsorpsi ion-ion logam sesuai dengan model isoterm Langmuir dan harga dari beberapa parameternya dituliskan dalam Tabel IV.11.

100 90 80 70

Ce/qe

60 50 40 30 20


10 0 0

200

400

600

800

1000

C e (m g /L )

Gambar IV.16. Isoterm Langmuir untuk adsorpsi ion La(III) pada beberapa jenis SIR.

Berdasarkan data pada Tabel IV.10 dan Tabel IV.11 terdapat perbedaan antara kapasitas adsorpsi Freundlich (Kf) dan kapasitas adsorpsi Langmuir (Q).


Tabel IV.11. Parameter isoterm Langmuir untuk adsorpsi ion La(III) pada SIR yang mengandung D2EHPA/TBP(3:1), D2EHPA dan TBP Ekstraktan D2EHPA/TBP(3:1) D2EHPA TBP

Persamaan regresi R2 slope Intercept 0,0588 0,2746 0,9996 0,0868 2,3875 0,9989 0,0883 3,5583 0,9988

Parameter Langmuir Q (mg/g) b (L/g) 17,007 0,21 11,521 0,04 11,325 0,02

Meskipun demikian, kedua harga konstanta (Kf dan Q) tersebut menunjukkan kecendrungan yang sama, yaitu afinitas ekstraktan terhadap ion La(III) semakin meningkat dengan urutan TBP < D2EHPA < D2EHPA/TBP(3:1). Harga kapasitas adsorpsi Freundlich (Kf) lebih mendekati harga kapasitas adsorpsi hasil eksperimen (qe) dari pada kapasitas adsorpsi Langmuir (Q).

IV.5 Pemisahan Ion-Ion LTJ dengan Metode Kolom (Column Methods)

IV.5.1 Pengaruh Laju Alir Eluen

Laju alir larutan eluen yang melewati kolom divariasikan, yaitu 0,5 mL/menit, 1,0 mL/menit, 1,5 mL/menit dan 2,0 mL/menit. Setelah semua larutan sampel yang keluar melewati kolom

dikumpulkan, selanjutnya diambil 1,0 mL dari

efluen tersebut untuk ditentukan konsentrasinya dan dihitung kapasitas resin berdasarkan Persamaan (9). dengan

laju

Dari hasil perhitungan diperoleh kapasitas resin

alir 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 mL/menit secara berturut-turut sebesar

14,16 mg/g, 14,15 mg/g, 11,3 mg/g, dan 10,2 mg/g (Lampiran J.2). Besarnya kapasitas resin dengan laju alir 0,5 mL/menit hampir sama dengan kapasitas resin dengan laju alir 1,0 mL/menit. Untuk mengefisienkan waktu pengerjaan maka laju alir eluen yang digunakan dalam penelitian selanjutnya adalah 1,0 mL/menit.

Dengan metode batch diperoleh kapasitas resin sebesar 14,25 mg/g (Gambar IV.13) sedangkan dengan metode kolom diperoleh kapasitas resin optimal sebesar 14,16 mg/g bila menggunakan eluen HNO3 1 M. Kapasitas resin yang diperoleh dengan metode batch lebih besar dari pada metode kolom, hal ini mungkin dipengaruhi oleh perbedaan lamanya waktu kontak dan juga proses kontak.


IV.5.2 Pengaruh Jenis Eluen

Untuk melepaskan (stripping) campuran ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) dari SIR pada percobaan III.8.2 digunakan beberapa eluen dari asam, yaitu HCl, H2SO4, HNO3 dan CH3COOH masing-masing sebanyak 100 mL dengan konsentrasi 1,0 M. Konsentrasi masing-masing ion LTJ(III) dalam campuran disesuaikan dengan komposisi sampel monasit pada saat destruksi seperti pada Lampiran I.4.

Eluen yang paling efektif untuk melepaskan (stripping) ion-ion LTJ(III) hingga volume eluen 100 mL, yaitu HNO3 > HCl > H2SO4 > CH3COOH. Besarnya efisiensi elusi masing-masing eluen seperti dicantumkan dalam Tabel IV.12. Pemisahan campuran ion-ion LTJ(III) untuk setiap 10 mL fraksi diperlihatkan pada Gambar IV.17.

Tabel IV.12. Pengaruh jenis eluen konsentrasi 1,0 M pada recovery LTJ total No 1 2 3 4

Eluen

Recovery LTJ (%) 97,16 97,01 95,12 37,75

HNO3 HCl H2SO4 CH3COOH

Dari Gambar IV.17 diperlihatkan bahwa ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) tidak dapat dipisahkan secara selektif dengan eluen HNO3, HCl, H2SO4 atau CH3COOH 1 M, karena sebagian besar

(± 70%) ion-ion

LTJ(III) terkonsentrasi pada saat volume eluen HNO3 mencapai 30 mL (Lampiran K.2). Untuk mengatasi hal tersebut

Shibata dkk. (2000) telah berhasil

memisahkan beberapa unsur LTJ berat (Dy, Y, Tm, dan Yb) dari resin XAD7 yang mengandung ekstraktan PC-88A dengan cara meningkatkan konsentrasi eluen secara bertahap dari 0,1 – 2,0 M. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan asam HNO3 sebagai eluen untuk memisahkan campuran LTJ dengan konsentrasi yang meningkat secara bertahap, yaitu antara 0,05 – 1,1 M.


28

HCl 1 M H 2SO 4 1 M HNO3 1 M C H 3C O O H 1 M

26 24 22

Recovery LTJ (%)

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

V o lu m e e lu e n (m L )

Gambar IV.17. Pengaruh jenis eluen terhadap persen recovery LTJ (campuran ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III)) dari resin D2EHPA/TBP(3:1)-XAD16.

IV.5.3 Pemisahan Ion-Ion LTJ(III) Tunggal Secara Kolom

Ion-ion LTJ(III) tunggal yang teradsorpsi dalam SIR dielusi dengan larutan HNO3 secara bertahap dari konsentrasi 0,05 – 1,1 M. Konsentrasi ion-ion LTJ(III) hasil elusi per fraksi volume eluen ditentukan secara spektrofotometri (data Lampiran L.2) dan hasilnya ditunjukkan pada Gambar IV.18. Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa masing-masing ion LTJ(III) dapat dipisahkan dengan baik bila konsentrasi eluen ditingkatkan secara bertahap mulai dari 0,05 - 1,1 M. Kecuali antara ion Sm(III) dengan ion Gd(III), karena kedua puncak tersebut hampir berimpitan.


Gd La

60

50

Ce

Konsentrasi LTJ (mg/L)

Pr Nd

40

Sm

30

20

10

0 0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

V o lu m e e f lu e n ( m L )

Gambar IV.18. Profil distribusi konsentrasi ion-ion La(III), Ce(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III), dan Gd(III) tunggal berdasarkan fraksi volume eluen HNO3. IV.5.4 Pemisahan Campuran Ion-Ion LTJ(III) Secara Kolom

Ion-ion LTJ(III) campuran yang teradsorpsi dalam SIR dielusi dengan larutan HNO3 secara bertahap dari konsentrasi 0,05 – 1,1 M seperti yang dilakukan pada LTJ(III) tunggal. Konsentrasi ion-ion logam hasil elusi per fraksi volume eluen (Lampiran M.1.1) dan per fraksi konsentrasi eluen (Lampiran M.1.2) ditentukan secara spektrofotometri, hasil yang diperoleh diperlihatkan pada Gambar IV.19 dan Gambar IV.20. Berdasarkan Gambar IV.19 diperlihatkan bahwa

profil

distribusi konsentrasinya berbeda bila dibandingkan dengan Gambar IV.17 yang hanya menggunakan konsentrasi HNO3 1 M.

Meskipun demikian secara

spektrofotometri UV/Vis tidak dapat dipastikan komposisi unsur-unsur LTJ dari setiap puncak pada Gambar IV.19 dan Gambar IV.20 tersebut. Untuk meyakinkan apakah ion-ion LTJ(III) terpisah ketika dielusi dengan berbagai variasi konsentrasi HNO3, maka dilakukan pengukuran dengan ICP-MS.


1 ,0

s a m p e l m o n a s it s a m p e l s in te tik

0 ,9 0 ,8

Absorbansi

0 ,7 0 ,6 0 ,5 0 ,4 0 ,3 0 ,2 0 ,1 0 ,0 0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

V o lu m e e flu e n (m L )

Gambar IV.19. Profil absorbansi sampel monasit dan sampel sintetis berdasarkan fraksi volume efluen.

2 ,5

S a m p e l M o n a s it S a m p e l S in te tik

Absorbansi

2 ,0

1 ,5

1 ,0

0 ,5

0 ,0 0 ,0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

0 ,6

0 ,7

0 ,8

0 ,9

1 ,0

1 ,1

K o n s e n tra s i e lu e n H N O 3 (M )

Gambar IV.20. Profil absorbansi sampel monasit dan sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO3. Berdasarkan hasil pengukuran dengan ICP-MS untuk sampel sintetis (Lampiran M.2.1 ) dan sampel monasit (Lampiran M.2.4) telah berhasil ditentukan kondisi


optimum pemisahan. Oleh karena itu, berdasarkan data-data tersebut dapat diketahui secara kuantitatif persen hasil (% yield), persen kemurnian (% purity) dan persen perolehan kembali (% recovery) masing-masing unsur LTJ seperti yang disajikan pada Tabel IV.13 dan Tabel IV.14.

Tabel IV.13. Hasil optimum yield, purity dan recovery sampel sintetis. Unsur LTJ La Ce Pr Nd Sm Gd

eluen [HNO3] (mol/L) 0,1 0,2 0,4 0,7 0,8 1,0

pemisahan LTJ dari

Yield (%)

Purity (%)

Konsentrasi (mg/L)

Recovery (%)

85,5 71,8 60,4 57,8 46,0 88,3

98,3 90,8 91,4 97,4 75,6 97,4

29,6 48,2 5,3 16,52 2,44 3,78

99,54 99,04 99,55 98,65 99,25 100,0

Tabel IV.14. Hasil optimum yield, purity dan recovery pemisahan LTJ dari sampel monasit. Unsur LTJ La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er

eluen [HNO3] (mol/L) 0,1 0,2 0,4 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,1 1,1 1,1

Yield (%)

Purity (%)

Konsentrasi (mg/L)

Recovery (%)

87,3 59,1 82,9 60,3 44,7 100 92,5 100 100 100 100

93,3 90,3 90,5 97,3 44,6 1,1 99,5 22,9 54,7 5,0 14,9

22,29 29,16 5,33 13,19 0,37 0,02 2,21 0,46 1,1 0,1 0,3

95,9 95,0 95,3 98,6 85,8 100 72,9 100 43 16,7 17,2

Untuk mengetahui profil pemisahan masing-masing ion LTJ(III) dari sampel sintetis dan sampel monasit diperlihatkan pada Gambar IV.21 dan Gambar IV.22.


Sampel Sintetis 60 Ce

Konsentrasi LTJ(III)

50 La(III)

40

La

Ce(III) Pr(III)

30

Nd(III) Nd

20

Sm(III) Gd(III)

Pr

10

Sm

Gd

0 0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

1

1,1

Konsentrasi HNO3 (M)

Gambar IV.21.

Profil distribusi konsentrasi campuran ion-ion LTJ(III) dari sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO3.

Sampel monasit 60 La(III)

Konsentrasi LTJ(III)

50

Ce(III) Pr(III)

40

Nd(III) Ce

30

Sm(III) Eu(III)

La

Gd(III)

20

Nd

T b(III) Dy(III)

Pr

10

Sm

Ho(III)

Gd

Er(III)

0 0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

1

1,1

Konsentrasi HNO3 (M)

Gambar IV.22.

Profil distribusi konsentrasi campuran ion-ion LTJ(III) dari sampel sintetis berdasarkan fraksi konsentrasi eluen HNO3.


Berdasarkan Gambar

IV.21 dan Gambar IV. 22 diketahui bahwa adanya

kesamaan profil pemisahan berdasarkan distribusi konsentrasi masing-masing ion-ion LTJ(III)

dari

sampel sintetis dan sampel monasit. Hasil pemisahan

Nd(III) dengan ion-ion LTJ(III) tetangganya terlihat lebih baik dibandingkan dari pemisahan ion-ion LTJ(III) lainnya yang berdekatan.


Bab IV Hasil dan Pembahasan

Recommend Documents