Penentuan Kapasitas Penyerapan Zat Warna Tekstil Remazol Brilliant (RB) Red F3B oleh Zeolit
SKRIPSI
Rizki Anshari 105 05 093
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
Penentuan Kapasitas Penyerapan Zat Warna Tekstil Remazol Brilliant (RB) Red F3B oleh Zeolit
Determination of Adsorption Capacity of Remazol Brilliant (RB) Red F3B Dyes by Zeolite
SKRIPSI
Rizki Anshari 105 05 093
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
Abstract
The use of zeolite as an adsorbent for removal of textile dyes from aqueous solution was investigated. In this research, adsorption capacity of natural zeolite and activated zeolite were compared. For the activated zeolite, natural zeolite was drowned in 3M H2SO4 solution, followed by washing until pH reached to neutral. The effects of contact time, addition H2SO4 solution, temperature and variety of initial concentration on the sorption process were examined. The adsorption isotherm was well fitted to Freundlich model. The addition of 0.2 M H2 SO4 solution in 7 hours contact time gave adsorption capacity of activated zeolite and natural zeolite at dyes solution concentration of 200 ppm of 1.60 mg dyes/g zeolite and 1.50 mg dyes/g zeolite, respectively.
ii
Abstrak
Zeolit telah diteliti dapat digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan zat warna tekstil dari larutan air. Dalam penelitian ini, akan dibandingkan kapasitas penyerapan zeolit alami dan zeolit yang diaktifkan. Untuk zeolit yang diaktifkan, terlebih dahulu dilakukan perendaman zeolit alami dalam larutan H2SO4 3M, kemudian dicuci sampai netral. Pengaruh waktu kontak, penambahan larutan H2 SO4, suhu serta variasi konsentrasi awal pada proses penyerapan telah ditentukan. Isoterm adsorpsi yang cocok mengikuti jenis isoterm Freundlich. Pada penambahan larutan H2SO4 0,2M dan selang waktu perendaman selama 7 jam, kapasitas penyerapan zeolit aktif dan zeolit alami pada konsentrasi larutan zat warna 200 ppm berturut-turut adalah 1,60 mg zat warna/g zeolit dan 1,50 mg zat warna/g zeolit.
iii
Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung
Menerangkan bahwa Skripsi yang disusun oleh:
Nama : Rizki Anshari NIM : 105 05 093
telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Kimia
Bandung,
Juni 2009
Pembimbing
Drs. H. Saepudin Suwarsa, MS NIP 130 235 118
iv
“Since the sun still shine You will be the best”
“Sesungguhnya dibalik kesusahan, maka ada kemudahan” (Al-Insyirah : 6) “Dan sesungguhnya Allah bersama orang-orang yang sabar”.
Kupersembahkan untuk kedua orang tuaku tercinta Almh. Nenek dan kakak-kakakku tersayang serta orang-orang yang telah berjasa dalam hidupku
v
Ucapan Terimakasih
Alhamdulillaahirabbil’aalamiin, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas karunia dan kehendak-Nya penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada utusan-Nya, sosok panutan kita yaitu Rasulullah Muhammad SAW yang senantiasa mencintai umatnya sampai akhir zaman. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis selama menjalani aktivitas akademik dan akhirnya dapat menyelesaikan naskah skripsi ini, kepada: 1. Drs. H. Saepudin Suwarsa, MS atas segala kebaikan, kesabarannya dalam membimbing penulis selama 4 tahun kuliah di ITB. 2. Mama dan Papa tercinta, atas semua kasih sayang, nasihat, semangat, dan doanya yang tak henti-henti, serta atas semua pengorbanannya selama ini. 3. Almh. Nenekku, atas segala kasih sayang, nasehat dan doanya selama ini kepada penulis. 4. Kakak-kakakku tercinta, Dyah, Reni, Zaki dan Kak Ferdi, atas doa, dukungan serta canda tawa yang selalu membuat penulis menjadi bersemangat dalam menjalani kehidupan ini. 5. Saudara-saudaraku, Om Iq, Tante Ul, Pak Etek Isap, Tante Ria, Rovi, Kak Agung, Da Rida, Jiji, Khorie, Vina, Fika, Elin dan lain-lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas semua kebahagiaan, canda tawa, dukungan dan dorongan semangatnya.
vi
6. Keluarga Cipinang, Mbak Wati, Tante Gaiza, Kak, Tanti, Kak Tissa, atas doa, dukungan dan dorongan semangatnya. 7. Semua guru-guru yang telah berjasa mendidik dan menyampaikan ilmunya pada penulis sejak berada di bangku sekolah dasar sampai sekarang. 8. Seluruh staf dosen kimia yang telah memberikan ilmunya selama 4 tahun ini kepada penulis. 9. Semua staf karyawan Program Studi Kimia yang telah banyak membantu penulis, di antaranya Pak Wandi, Pak Win, Pak Budi, Pak Toto, Bu Sony, Bu Tini, Pak Aep, Pak Handi. 10. Rani Kurnia, atas semua kebaikan, kesabaran, bantuan dan kasih sayangnya selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Suganda
Rizki,
atas
semua
bantuan,
nasehat,
persahabatan
dan
kebersamaannya selama 4 tahun ini. “Thanks, Bro!” 12. Indra, Isradj, Tukul, Phia, Adit (MA’05), Puto, Han, Nia, Ali (FI’05), Ichot (MA’05), Ame (MA’05), atas persahabatan selama ini. 13. Anak-anak bimbingan tugas akhir dengan Pak Saepudin, Folo, Vidhan, dan Widi. 14. Teman-teman kimia ITB 2005, Cinta, Gest, Ecu, Nisa, Karim, Echa, Vai, Wawi, Tina, Rifti, Hatta, Asri, Gun, Shelly, Mayang, Azis, Athiya, Cicit, dan lainnya, terima kasih atas sumbangan ilmu, “sampahan-sampahan” serta kebersamaannya selama ini. 15. Sahabat-sahabatku dari sekolah dasar sampai SMA, diantaranya Ican, Dea, Ade, Lutfhi, Irhas, Valen, Dito, Ratih, Anne, Paul, Edu, anak-anak TC, dan yang lain atas persahabatan yang indah dan dukungannya selama ini. 16. Keluarga besar Kimia Analitik, Moci, Jalal, Delvi, Sita, Kory, Christine, Lusi, Chacha, Okah, Okky, Ber, Cath, Norman, Andi, Heru, Mitha, Kak Lasma, Kak Erpina, Kak Hani, Kak Hilya, Pak Aman, Pak Dede, Pak Kawi, Pak Lanang, Pak Ajat, Pak Encu, dan Bu Untari .
vii
17. Mantan badan pengurus Amisca 2008/2009, Samsi, Yuni, Isthy, Miaw, Dewi, Kevin, Taufik, Gaos, Marcel, Mpit, Frizda, Rani Kurniasih, Gayatri, Adha, Dafi, Untung, atas kerjasamanya selama ini. 18. Divisi olahraga Amisca 2008/2009, Dita, Tiwi, Peti, Hendra, Beta, Arin, Holly, Alfons, atas kerjasamanya selama satu tahun. 19. Kakak-kakak senior, Rizal, Robbie, Howie, Kocu, Frisda, Gina, Kak Jo, Naldo, Fajar, Wisa, Edu, Linda, Rian atas semua canda tawa dan “ilmuilmu”nya. 20. Seluruh teman-teman Amisca, diantaranya Rafki, Ijel, Wahyu, Heru, Dzul, Henzo, Ilham, Azka, Oneng, Weldan, Tiara, Mei, Toni, Ijo. 21. Teman-teman kosan Cisitu, Dimas, Arif Buyung, Aldwin, Andri, Soleh, Pacil, Bambang, Chaidir, atas kebersamaannya selama 3 tahun. 22. The last but no least, seluruh pihak yang telah membantu, yang tak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah SWT membalas setiap kebaikan dengan kebaikan yang berlipat ganda. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan bisa menjadi panduan untuk penelitian selanjutnya.
Bandung,
Juni 2009
Penulis
viii
Daftar Isi
Abstract ................................................................................................................... ii Abstrak ................................................................................................................... iii Ucapan Terimakasih ............................................................................................... vi Daftar Isi................................................................................................................. ix Daftar Gambar ....................................................................................................... xii Daftar Tabel.......................................................................................................... xiii Daftar Lampiran.................................................................................................... xiv 1
2
Pendahuluan ..................................................................................................... 1 1.1
Latar belakang ........................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah...................................................................................... 2
1.3
Tujuan penelitian ....................................................................................... 3
1.4
Ruang lingkup penelitian ........................................................................... 3
Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 4 2.1.
Zeolit ......................................................................................................... 4
2.1.1.
Pengertian, struktur dan sifat zeolit ..................................................... 4
2.1.2.
Klasifikasi zeolit ................................................................................. 6
2.1.3.
Aplikasi zeolit..................................................................................... 8
2.2.
Adsorpsi ...................................................................................................11
2.2.1.
Pengertian dan jenis adsorpsi .............................................................11
2.2.2.
Isoterm adsorpsi.................................................................................12
2.3.
Zat Warna .................................................................................................16
2.3.1.
Pengertian warna ...............................................................................16
ix
2.3.2. 3
Zat Warna Tekstil ..............................................................................17
METODOLOGI PENELITIAN.......................................................................21 3.1
Alat dan bahan ..........................................................................................21
3.1.1
Alat ...................................................................................................21
3.1.2
Bahan ................................................................................................21
3.2
Prosedur kerja ...........................................................................................22
3.2.1
Diagram Kerja ...................................................................................22
3.2.2
Pembuatan larutan zat warna..............................................................22
3.2.3
Penentuan spektrum absorpsi zat warna .............................................22
3.2.4
Pembuatan larutan standar dan kurva kalibrasi zat warna ...................22
3.2.5
Aktivasi zeolit dan optimasi pengaktifan zeolit ..................................23
3.2.6
Penentuan kondisi optimum penyerapan ............................................23
3.2.7
Penentuan kapasitas penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit
aktif dalam suasana asam ................................................................................24 3.2.8
Penentuan kapasitas penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit
alami dalam suasana asam ...............................................................................25 4
Hasil dan Pembahasan .....................................................................................26 4.1
Spektrum absorpsi zat warna RB red F3B .................................................26
4.2
Kurva kalibrasi larutan standar zat warna RB Red F3B .............................27
4.3
Pengaktifan zeolit .....................................................................................28
4.4
Penentuan kondisi optimum penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit
aktif 29 4.4.1.
Pengaruh variasi waktu kontak terhadap penyerapan zat warna RB Red
F3B oleh zeolit aktif ........................................................................................29 4.4.2.
Pengaruh penambahan H2SO4 ke dalam larutan zat warna RB Red F3B
terhadap penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit aktif ..........................30 4.4.3.
Pengaruh suhu terhadap penyerapan zat warna RB red F3B oleh zeolit
aktif dalam suasana asam ................................................................................31 x
4.5
Penentuan kapasitas penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit aktif
dalam suasana asam ............................................................................................32 4.6
Penentuan kapasitas penyerapan zat warna RB Red F3B oleh zeolit alami
dalam suasana asam ............................................................................................33 4.7 5
Isoterm adsorpsi........................................................................................34
Penutup ...........................................................................................................36 5.1.
Kesimpulan...............................................................................................36
5.2.
Saran ........................................................................................................36
Daftar Pustaka ........................................................................................................37 Lampiran ................................................................................................................38
xi
Daftar Gambar
Gambar 2. 1 Struktur tiga dimensi zeolit .................................................................. 4 Gambar 2. 2 Struktur dasar ikatan SiO2 dan AlO2 dari zeolit .................................... 5 Gambar 2. 3 Unit bangun sekunder struktur zeolit .................................................... 7 Gambar 2. 4 Grafik isoterm Langmuir ....................................................................13 Gambar 2. 5 Grafik isoterm Freundlich ...................................................................14 Gambar 2. 6 Grafik isoterm BET ............................................................................15 Gambar 2. 7 Spektrum warna ..................................................................................16 Gambar 2. 8 Macam-macam kromofor ....................................................................18 Gambar 2. 9 Struktur zat warna RB red F3B ...........................................................20 Gambar 4. 1 Spektrum absorpsi RB Red F3B..........................................................26 Gambar 4. 2 Struktur RB Red F3B ..........................................................................27 Gambar 4. 3 Kurva kalibrasi larutan standar zat warna RB Red F3B .......................28 Gambar 4. 4 Kurva optimasi pengaktifan zeolit .......................................................29 Gambar 4. 5 Kurva pengaruh variasi waktu kontak .................................................30 Gambar 4. 6 Kurva pengaruh penambahan H2SO4 ...................................................31 Gambar 4. 7 Grafik pengaruh suhu larutan zat warna terhadap daya serap zeolit .....32 Gambar 4. 8 Kurva kapasitas penyerapan zat warna oleh zeolit aktif .......................33 Gambar 4. 9 Kurva kapasitas penyerapan zat warna oleh zeolit alami .....................34 Gambar 4. 10 Isoterm Langmuir untuk zeolit aktif dan zeolit alami .........................34 Gambar 4. 11 Kurva isoterm Freundlich untuk zeolit aktif dan zeolit alami .............35
xii
Daftar Tabel
Tabel 2. 1 Sifat-sifat psikokimia dari zeolit alami ..................................................... 6 Tabel 2. 2 Klasifikasi zeolit ...................................................................................... 8 Tabel 2. 3 Spektrum warna .....................................................................................16 Tabel 4. 1 Data isoterm Langmuir dan isoterm Freundlich ......................................35
xiii
Daftar Lampiran
Lampiran A Spektrum Absorpsi ..............................................................................38 Lampiran B Kurva Kalibrasi Larutan Standar RB Red F3B .....................................39 Lampiran C Pengaktifan Zeolit ...............................................................................40 Lampiran D Penentuan Kondisi Optimum Penyerapan Zat Warna...........................41 Lampiran E Kapasitas Penyerapan Zat Warna RB Red F3B oleh Zeolit ..................44 Lampiran F Isoterm Adsorpsi..................................................................................46
xiv
