PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH DENGAN AKTIVASI ASAM. Oleh : INDRI LISYANI SUTOPO

PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH DENGAN AKTIVASI ASAM

Oleh : INDRI LISYANI SUTOPO A24102034

PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

RINGKASAN Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam (dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto). Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit. Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl) dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya. Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C, dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power. Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.172.91 g/cm3 , angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit. Pada proses aktivasi denga n asam terjadi pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca, Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam ruang antarlapisan dan unsur- unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD, TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga mengandung

kaolinit.

Hasil

analisis

kimia

dan

penghitungan

rumus

montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya. Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth. Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%) juga

memiliki

nilai

bleach

power

paling

rendah.

Disebabkan

kadar

montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.

SUMMARY Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal, Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto). Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid, and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya. Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C. Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor, Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH, Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach power value. Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.172.91 g/cm3 , swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite. In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets. Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and octahedral sheets.

The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %, Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only 9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of montmorillonite, it is not bentonite.

PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH DENGAN AKTIVASI ASAM

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : INDRI LISYANI SUTOPO A24102034

PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

Judul Penelitian

: Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam

Nama Mahasiswa

: Indri Lisyani Sutopo

Nomor Pokok

: A24102034

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Iskandar

Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc

NIP. 131 664 406

NIP. 130 933 587

Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr NIP. 130 422 698

Tanggal Lulus :

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985 sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo dengan ibu Hj. Inbandiyah. Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri (SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum (SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002). Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrohiim, Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun sebagai sala h satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“. Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan, bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan sampai tersusunnya skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya. 4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk analisis XRD yang dilakukan di Jepang.

5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini. 6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi Tanah atas kerjasamanya. 7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur. 8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9 yang tidak pernah tidur, you’re the best guys. 9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir. 10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal penelitian sampai tulisan ini diselesaikan. Penulis

berharap

semoga

tulisan

ini

bermanfaat

bagi

yang

membutuhkannya.

Bogor, Januari 2007 Penulis

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR TABEL ..........................................................................................

xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii PENDAHULUAN Latar Belakang ..........................................................................................

1

Tujuan ........................................................................................................

2

TINJAUAN PUSTAKA Bentonit .....................................................................................................

3

Aktivasi Bentonit .......................................................................................

6

CPO (Crude Palm Oil) ..............................................................................

7

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................

8

Bahan dan Alat ..........................................................................................

8

Metode Penelitian ......................................................................................

8

HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisik Bentonit ....................................................................................

11

Sifat Struktural Bentonit ............................................................................

12

Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth ...............................................

19

Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit .....................................

20

KESIMPULAN ..............................................................................................

23

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

24

LAMPIRAN ...................................................................................................

26

DAFTAR TABEL

Teks Nomor

Halaman

1.

Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit .................

2.

Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya (Sutiani, 2006) ...............................................................................

3.

10

11

Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya ..................................................................................

13

4.

Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit ....................................

16

5.

Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 1 ..........................................................................................

6.

16

pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)........

19

7.

Jumlah Unsur- unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit .........

20

8.

Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth ....

20

9.

Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) .............................

10.

21

Nilai absorban dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) ..............................................................................................

22

Lampiran 17.

Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2 .......

42

18.

Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3 ......

43

19.

Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1 ......

44

20.

Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg ..........

45

DAFTAR GAMBAR

Teks Nomor 1.

Halaman Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968) ................................

5

Lampiran 1.

Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya ....................

26

2.

Diffraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1) ............................

27

3.

Diffraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2) ...........................

28

4.

Diffraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3) ...........................

29

5.

Diffraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1) .................................

30

6.

Diffraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg) .................................

31

7.

Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1...................................

32

8.

Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 ..................................

33

9.

Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ..................................

34

10.

Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ................................

35

11.

Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg ........................................

36

12.

Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1 ......................................

37

13.

Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 .....................................

38

14.

Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ......................................

39

15.

Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ......................................

40

16.

Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg .............................................

41

21.

Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi ............................

46

PENDAHULUAN

Latar Belakang Minyak sawit mentah (Crude Palm Oil - CPO) merupakan komoditas pertanian yang menjadi salah satu pemasok unggulan bagi devisa negara. Pada tahun 2005 Indonesia mengekspor 10.4 juta ton CPO dari total produksi 13.3 juta ton CPO (Kompas, 2006). Dengan asumsi seluruh sisa ekspor sebesar sekitar 2.9 juta ton digunakan untuk menghasilkan minyak goreng, dan untuk menjernihkan CPO digunakan bleaching earth dengan dosis 2 %, maka setiap tahun diperlukan bleaching earth sebanyak 58.000 ton. Bleaching earth adalah bahan aktif yang digunakan untuk menghilangkan atau menyerap pigmen-pigmen berwarna kuning jingga (ß-karoten) dalam CPO sehingga dihasilkan minyak goreng yang layak konsumsi. Bahan dasar yang digunakan untuk membuat bleaching earth adalah bentonit. Bentonit merupakan istilah bahan galian yang digunakan di dalam dunia perdagangan untuk sejenis batu liat yang mengandung mineral montmorillonit. Nama bentonit ini pertama kali digunakan oleh Knight pada tahun 1898, berasal dari suatu jenis batu liat yang sangat plastis (koloid) yang terdapat pada formasi Benton, Rock Creek, Wyoming, Amerika Serikat. Oleh Gillson, 1960 (dalam Anonim, 1987) bentonit didefinisikan sebagai mineral liat yang terdiri lebih dari 85% montmorillonit. Ada dua macam bentonit yang ditemukan di alam, yaitu natrium bentonit dan kalsium bentonit. Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (swelling) yang relatif tinggi dan dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pemboran

minyak bumi. Sebaliknya, kalsium bentonit mempunyai sifat tidak mengembang (non-swelling) yang biasa digunakan antara lain sebagai baha n penjernih (bleaching earth), khususnya untuk menjernihkan warna minyak sawit mentah. Salah satu cara untuk mengolah bentonit menjadi bleaching earth adalah menggunakan asam kuat. Pada penelitian-penelitian terdahulu belum diketahui dengan jelas kaitan antara sifat-sifat bleaching earth dan sifat-sifat kimia bentonit dengan nilai bleach power. Nilai bleach power adalah kemampuan bleaching earth untuk menjernihkan CPO.

Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl) dan menghubungkannya dengan nilai bleach power.

TINJAUAN PUSTAKA

Bentonit Bentonit adalah bahan tambang yang merupakan batuan dengan kandungan mineral liat montmorillonit yang tinggi. Gillson (1960 dalam Anonim, 1987) mendefinisikan bentonit sebagai batu liat yang mengandung lebih dari 85% mineral

liat

montmorillonit.

Mineral

ini

memiliki

rumus

umum

Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Tipe bentonit dibagi menjadi dua, yaitu Na-bentonit dan Cabentonit. Tipe Na-bentonit mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Tipe Ca-bentonit adalah jenis yang kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air. Sebagian besar endapan bentonit di Indonesia digolongkan ke dalam jenis Ca-bentonit yang tidak mengembang (non-swelling bentonite). Deposit bentonit di Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan, dan P. Sulawesi. Cadangannya diperkirakan sekitar 380 juta ton (Arifin dan Sudradjat, 1997). Penggunaan utama dari Na-bentonit adalah pada industri lumpur bor, yaitu sebagai lumpur pembilas dalam pemboran minyak bumi, gas bumi dan uap panas bumi. Selain yang tersebut di atas Na-bentonit juga dapat digunakan dalam industri minyak sawit, industri kimia, farmasi, sebagai bahan penyumbat kebocoran bendungan dan kolam-kolam, pencampur semen, insektisida, sabun dan sebagainya. Sedangkan untuk jenis Ca-bentonit umumnya dipergunakan dalam industri penyaringan lilin, minyak kelapa sawit, dalam industri besi baja sebagai zat perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja, dalam industri

kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap lateks, zat penyerap tinta cetak dan sebagainya. Montmorillonit yang terdapat dalam bentonit merupakan mineral liat tipe 2:1 mengembang- mengerut yang tergolong ke dalam kelompok smektit dan mempunyai komposisi kimia yang beragam. Namun demikian, rumusnya sering dinyatakan sebagai Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Nama montmorillonit dikhususkan untuk anggota

smektit

dengan

substitusi

terutama

pada

lembar

oktahedral.

Montmorillonit mempunyai Mg dan ion- ion feri dalam posisi oktahedral (Tan, 1993). Mineral- mineral montmorillonit umumnya berupa butiran sangat halus, sedang lapisan- lapisan penyusunnya tidak terikat dengan kuat. Dalam kontaknya dengan air, mineral- mineral tersebut menunjukkan pengembangan antarlapis yang menyebabkan volumenya meningkat menjadi dua kali lipat atau lebih. Diperoleh petunjuk bahwa jarak basal montmorillonit meningkat secara signifikan dengan penyerapan air. Potensi mengembang- mengerut dan adanya muatan negatif yang tinggi merupakan penyebab mineral ini dapat menerima dan menjerap ion-ion logam dan kation-kation organik. Jerapan kation-kation organik menghasilkan pembentukan komplek organo- mineral. Kation organik diyakini mampu menggantikan kation-kation anorganik pada posisi antarlapis. Lapisan tunggal, dan kadang-kadang juga lapisan ganda dari molekul- molekul organik dijerap tergantung pada ukuran kation dan defisit muatan dari lapisan mineralnya (Tan, 1993). Struktur mineral liat montmorillonit disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968)

Proses substitusi isomorfik dianggap sebagai sumber utama muatan negatif dalam mineral liat tipe 2:1. Sebagian dari silikon dalam lapisan tetrahedral dapat diganti oleh ion yang berukuran sama, yang biasanya adalah Al3+. Dengan cara yang sama, sebagian dari Al dalam lembar oktahedral dapat digantikan oleh Mg2+, tanpa mengganggu struktur kristal. Penggantian oleh satu ion bervalensi tiga (Al3+) untuk satu ion bervalensi empat (Si4+) merupakan sebab timbulnya satu muatan negatif pada lempeng silikat yang sebelumnya netral. Banyaknya pengga ntian menentukan jumlah muatan negatif (Soepardi, 1983).

Besi, seng dan magnesium dapat menempati tempat yang diduduki oleh aluminium sebagai ion pusat dalam unit- unit yang membentuk lempeng oktahedral. Substitusi isomorfik ion bervalensi dua (Mg2+) yang menggantikan ion bervalensi tiga (Al3+ ) meninggalkan suatu muatan negatif yang tidak diimbangi oleh muatan yang berasal dari atom-atom oksigen dalam lempeng (Soepardi, 1983; Diaz dan Persie, 2001).

Aktivasi Bentonit Bentonit alami pada umumnya hanya mampu menyerap ion- ion bermuatan positif, baik ion anorganik maupun organik. Hal ini terjadi karena mineral liat montmorillonit yang terdapat dalam bentonit mempunyai lapisan silikat yang bermuatan negatif dengan lingkungan permukaan mineral yang bersifat hidrofilik. Untuk meningkatkan kemampuan bentonit dalam menyerap senyawasenyawa organik, terutama yang bersifat nonpolar, seperti senyawa-senyawa hidrokarbon aromatik, maka bentonit tersebut perlu diaktivasi terlebih dahulu. Aktivasi ini dimaksudkan untuk mengubah sebagian struktur lapisan silikat, sifat muatan lapisan silikat atau mengubah lingkungan permukaan mineral dari hidrofilik menjadi hidrofobik. Aktivasi seperti disebutkan di atas dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti interkalasi dengan senyawa-senyawa heksadesil trimetil amonium atau HDTMA (Jaynes dan Boyd, 1991), dimetil distearil amonium atau DMDA (Stockmeyer, 1990), polimer hidroksi aluminium atau PHA (Hováth et al., 1991; Iskandar dan Reichenbach, 1993; Iskandar, 1994) dan asam (Lagaly, 1993). Aktivasi bentonit dengan HDTMA atau DMDA akan meningkatkan luas permukaan spesifik dan porositas mikro karena meningkatnya jarak basal dari 12 -

14 Å menjadi sekitar 20 Å, serta mengubah sifat permukaannya dari hidrofilik menjadi hidrofobik. Hal yang hampir sama juga diperoleh dari aktivasi dengan PHA. Dibandingkan dengan zeolit yang memiliki ukuran pori < 8 Å, pori yang dihasilkan dari aktivasi ini relatif lebih besar. Sementara itu aktivasi bentonit dengan asam, yang menyebabkan terlarutnya sebagian ion- ion Al, Mg dan Fe pada lapisan oktaeder, akan menghasilkan suatu bahan yang kaya SiO 2 serta memiliki luas permukaan spesifik dan volume pori mikro yang tinggi. Bentonitbentonit hasil aktivasi ini tidak terdispersi dalam air sehingga mudah mengendap. Dengan demikian selain sebagai bahan penyerap, bentonit hasil aktivasi berperan juga sebagai flokulan yang dapat memudahkan terflokulasinya partikel-partikel terdispersi.

Minyak Sawit Mentah (Crude Palm Oil - CPO) Minyak sawit mentah atau biasa dikena l dengan singkatan CPO merupakan hasil pengolahan kelapa sawit yang merupakan bahan baku pembuatan minyak goreng. Menurut Suharto (2006), dalam 20 tahun terakhir (1985-2005) pertambahan kebun kelapa sawit di Indonesia mencapai 5 juta ha. Dengan luas areal tersebut Indonesia sudah menduduki posisi pertama negara yang memiliki areal perkebunan minyak sawit terluas di dunia (Siagian, 2003). Sebagian besar hasil produksi CPO Indonesia diekspor dan sisanya sebagian besar digunakan untuk keperluan pembuatan minyak goreng. Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih nampaknya belum dilakukan secara maksimal karena kualitas bleaching earth yang digunakan diperkirakan masih rendah.

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dimulai pada bulan Februari 2006 sampai dengan bulan Juni 2006. Penelitian dilakukan di Bagian Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lima macam bentonit yang berasal dari desa Sarimanggu, Karangnunggal, Tasikmalaya (Cihamirung 1, Cihamirung 2, Cihamirung 3, Kebon 1, dan Panyosogan), dan bahan-bahan kimia untuk analisis laboratorium (HCl pekat, bromoform-alkohol dengan berat jenis = 2.10 g/ml, KBr dan lain- lain). Alat-alat

yang

digunakan

dalam

analisis

laboratorium

adalah

spektrofotometer, Lovibond Tintometer, FTIR, TG/DTA, centrifuse, pH-meter, freeze dryer, membrane dialysis, tabung destilasi, penangas air, muffle furnace, alat-alat gelas dan lain- lain.

Metode Penelitian Persiapan Contoh Bongkahan besar bentonit alami dipecah menjadi bongkah-bongkah kecil lalu dikeringkan dalam oven 60 °C, selanjutnya ditumbuk dan diayak sampai lolos saringan berukuran 100 mesh sehingga menjadi serbuk bentonit.

Pemisahan Fraksi Liat Pemisahan fraksi liat dilakukan untuk memperoleh montmorillonit berukuran <2 µm. Bahan ini akan digunakan untuk analisis oksida-oksida dalam rangka menghitung rumus struktural mineralnya. Lima gram masing- masing contoh dimasukkan ke dalam gelas piala 500 ml, lalu dipanaskan di atas penangas air selama ± 30 menit dan ditambahkan H2 O2 30% secara perlahan untuk menghilangkan bahan organik. Gelas piala diangkat dari penangas dan ditambahkan aquadest sampai 500 ml, diaduk sampai terdispersi secara sempurna lalu didiamkan selama ± 3.5 jam. Selanjutnya disifon 5 cm dari permukaan dispersi untuk mendapatkan fraksi liat dan ditambahkan NaCl berlebih sebagai flokulan. Fraksi liat yang sudah jenuh Na ini kemudian dimasukkan ke dalam membrane dialysis dan direndam dengan aquadest untuk menghilangkan kelebihan NaCl. Selanjutnya mineral liat dikeringkan dengan menggunakan freeze dryer.

Aktivasi Bentonit Aktivasi bentonit dilakukan terhadap bentonit berukuran 100 mesh. Ke dalam bentonit ditambahkan HCl 6 N, lalu dipanaskan selama 3 jam pada suhu kurang lebih 80-90 °C. Perbandingan antara bentonit dengan HCl adalah 1 : 4 (b/v). Pada waktu aktivasi terjadi reaksi yang ditandai oleh munculnya warna kuning, sehingga bentonit hasil aktivasi harus dicuci berulang-ulang sampai berwarna putih.

Karakterisasi Bentonit Karakteristik bentonit alami dan bentonit hasil aktivasi yang berupa serbuk dianalisis dengan metode analisis seperti yang disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit Karakteristik Warna Angka pengembangan

Berat jenis Kadar montmorillonit

Susunan kimia pH KTK Sifat thermal Gugus fungsional

Jenis mineral

Metode Analisis Munsell Soil Color Chart Diukur dengan gelas ukur yang diisi bentonit dan air, didiamkan semalam lalu diukur volumenya Minyak tanah dan pik nometer CHBr3 -Etanol (bulk density = 2.10 g/ml), campuran 35 ml alkohol (bulk density = 0.8 g/ml) dengan 65 ml CHBr3 (bulk density = 2.8 g/ml) Pelarutan total dengan HClO 4 -HFHNO3 Bentonit + H2 O (1 : 1) dikocok selama 30 menit dan diukur dengan pH- meter NH4 OAc pH 7.0 TG/DTA Pelet yang dibuat dari campuran contoh dan KBr (2mg : 200mg), diukur dengan FTIR-Spektrofotometer X-Ray Difraktometer, pada contoh setelah dibakar pada 550 °C selama 3 jam

Penentuan Rumus Montmorillonit Penentuan rumus montmorillonit dilakukan dengan menghitung oksidaoksida yang terkandung di dalam montmorillonit, kemudian disebar atas dasar satu satuan sel montmorillonit yang mengandung 44 muatan negatif (O 20 (OH)4 ).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisik Bentonit Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya memiliki berat jenis sekitar 2.17 - 2.91 g/cm3 , dengan warna merah, hijau keabuan dan putih kekuningan (Gambar Lampiran 1). Karakteristik fisik bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya ini tersaji pada Tabel 2.

Tabel 2. Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya (Sutiani, 2006) Contoh

Warna

Ch 1

10 YR 5/3 (Merah) 2.5 YR 4/4-5/4 (Merah kelabu) 2.5 YR 4/6 (Merah kecoklatan) 5 GY 6/1 (Hijau keabuan) 2.5 Y 8/2 (Putih kekuningan)

Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

Berat Jenis (g/cm3 ) 2.45

Angka Pengembangan (Kali) 1.3

Kadar Montmorillonit (%) 68.2

2.38

1.6

97.5

2.59

1.3

76.0

2.17

1.3

98.8

2.91

1.0

9.1

Parameter angka pengembangan berkaitan dengan jenis kation yang terdapat

dalam

ruang

antarlapisan

montmorillonit.

Berdasarkan

angka

pengembangannya yang berkisar antara 1.0-1.6 kali, bentonit ini dapat dimasukkan

ke

dalam

kelompok

Ca-bentonit

karena

kemampuan

pengembangannya yang relatif rendah. Pengembangan bentonit akan terjadi bila molekul- molekul air lebih mudah masuk ke dalam ruang antarlapisan karena kation dalam ruang antarlapisan tersebut memiliki energi hidrasi yang tinggi, bervalensi kecil dan radius ionnya besar.

Kadar montmorillonit dalam bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya menunjukkan angka yang tinggi. Bentonit Ch 2 dan Kb 1 memiliki kadar montmorillonit sekitar 97-99%, sedangkan Ch 1 dan Ch 3 mempunyai kadar montmorillonit sekitar 68-76%. Kejanggalan terjadi pada contoh Pg yang memiliki kadar montmorillonit hanya sebesar 9.1%. Rendahnya kandungan montmorillonit ini menyebabkan angka pengembangan pada contoh Pg juga rendah (1.0). Hal ini diduga karena contoh Pg masih berupa bahan induk yang belum mengalami pelapukan sempurna. Dengan kadar montmorillonit yang rendah tersebut, contoh Pg tidak cocok disebut bentonit.

Sifat Struktural Bentonit Hasil Analisis XRD Analisis XRD dilakukan pada contoh bentonit yang telah mengalami pemanasan pada suhu 550 °C selama 3 jam. Hasil analisis XRD yang dilakukan menunjukkan adanya kesamaan puncak difraksi tingkat pertama antara Ch 1, Ch 3 dan Pg, yaitu memiliki jarak basal 9.9-10.1 Å, serta Ch 2 dan Kb 1 yang memiliki jarak basal 12.4-13.1 Å. Puncak difraksi tingkat pertama yang menunjukkan jarak basal sebesar 12.0-13.0 Å menunjukkan mineral liat montmorillonit, dan puncak difraksi dengan jarak basal sebesar 9.9-10.0 Å juga menunjukkan mineral montmorillonit namun sudah mengalami pengerutan akibat dari pemanasan contoh pada 550 °C. Pada bentonit Ch 1 dan Ch 3 ditemukan juga puncak difraksi pada 7.1 Å yang menunjukkan adanya mineral kaolinit. Mineral lain yang terdapat pada contoh bentonit dalam jumlah sedikit adalah mika/illit (5.00 Å) dan feldspar (3.10-4.0 Å). Difraktogram selengkapnya disajikan dalam Gambar Lampiran 2-6.

Hasil Analisis TG/DTA Hasil analisis TG/DTA bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya dapat dilihat pada Tabel 3. Analisis dilakukan baik pada bentonit maupun fraksi liatnya (montmorillonit). Kurva TG/DTA menunjukkan bahwa pada Ch 1, puncak reaksi endotermik terjadi pada suhu 92.4 °C dan 519.3 °C, sedangkan puncak reaksi eksotermik terjadi pada suhu 964.0 °C. Pada Liat Ch 3, puncak reaksi endotermik terjadi pada suhu 103.6 °C dan 507.8 °C serta puncak eksotermik terjadi pada suhu 920.4 °C. Untuk bentonit Ch 3 sendiri, terjadi dua kali puncak endotermik yang tinggi pada suhu 103.7 °C dan 507.5 °C, hampir sama seperti pada bentonit Ch 1, tetapi tidak diikuti dengan reaksi eksotermik. Reaksi endotermik yang tinggi ini (500-600 °C) mengindikasikan adanya mineral lain selain montmorillonit, yaitu kaolinit.

Tabel 3.

Contoh

Ch 1

Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya Kehilangan Bobot (%) dari Suhu 25 °C-1000 °C 26.0

Liat Ch 1

13.7

Ch 2 Liat Ch 2 Ch 3

22.0 9.1 20.6

Liat Ch 3

11.7

Kb 1 Liat Kb 1 Pg Liat Pg

23.9 8.0 9.2 6.7

Suhu Puncak Endotermik (°C) 92.4 519.3 79.2 521.7 106.6 103.7 103.7 507.5 103.6 507.8 97.5 80.3 70.2 69.0

Reaksi

Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidrasi Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidroksilasi Dehidrasi Dehidrasi Dehidrasi Dehidrasi

Suhu Puncak Eksotermik (°C) 964.0

Rekristalisasi

949.4

Rekristalisasi

920.4 -

Reaksi

Rekristalisasi -

Pada kurva TG/DTA bentonit yang lain terdapat hal yang berbeda, yaitu hanya ditemukannya satu kali puncak reaksi endotermik. Data tersebut

menunjukkan bahwa kandungan mineral liat yang cenderung lebih dominan adalah mineral liat montmorillonit. Kurva TG/DTA disajikan dalam Gambar Lampiran 7-11. Reaksi endotermik yang terjadi pada suhu <100 °C sampai dengan 250 °C adalah reaksi akibat hilangnya molekul- molekul air yang diadsorpsi (dehidrasi), dan reaksi endotermik yang terjadi antara suhu 500-750 °C merupakan reaksi yang disebabkan oleh hilangnya gugus hidroksil (dehidroksilasi) pada lapisan tengah montmorillonit (oktahedral). Puncak eksotermik yang terjadi antara suhu 900-1000 °C diduga disebabkan oleh adanya pengkristalan kembali struktur montmorillonit yang telah rusak akibat perlakuan suhu (rekristalisasi).

Hasil Analisis FT-IR Hasil analisis FT-IR (data selengkapnya disajikan pada Gambar Lampiran 12-16) menunjukkan kurva hubungan antara pita adsorbsi dengan absorban. Hasil dari pembacaan FT-IR disajikan sebagai berikut : §

Bentonit Cihamirung 1 (Ch 1) Pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 terdapat pusat gugus OH dengan nilai absorban 0.76 dan pada pita adsorbsi 1100-600 cm-1 terdapat ikatan Si- OSi yang berbentuk simetri dan asimetri dengan absorban 2.30. Bentuk kurva yang terjadi pada bentonit ini menunjukkan bahwa di dalam bentonit Ch 1 terdapat kandungan mineral liat kaolinit. Pada Liat Ch 1, kurva hasil tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Hanya terdapat perbedaan intensitas absorbannya saja, yaitu untuk pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 turun menjadi 0.48 dan untuk pita adsorbsi 1100-600 cm-1 menjadi 1.15.

§

Bentonit Cihamirung 2 (Ch 2) Pada kurva hasil analisis terlihat bahwa di dalam bentonit Ch 2, mineral liat montmorillonit lebih dominan. Hal ini ditunjukkan dengan puncak absorban senilai 0.44 pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 terdapat pusat gugus OH, dan puncak absorban senilai 1.10 pada pita adsorbsi 1100-600 cm-1 terdapat ikatan Si- O-Si simetri dan asimetri. Seperti halnya bentonit Ch 1, kurva Liat bentonit Ch 2 tidak berbeda jauh dengan kurva Ch 2, hanya saja terjadi perbedaan intensitas absorbannya, meningkat sebesar 0.53 pada pita adsorbsi 3700-3600 cm-1 dan senilai 1.30 pada pita adsorbsi 1100-600 cm-1 .

§

Bentonit Cihamirung 3 (Ch 3) Kurva hasil analisis hampir sama dengan bentonit Ch 1 hanya dibedakan dengan intensitas absorbannya.

§

Bentonit Kebon 1 (Kb 1) dan Panyosogan (Pg) Bentuk kurva dari bentonit ini serupa dengan Ch 2. Perbedaannya hanya terletak pada intensitas absorbannya.

Rumus Struktural Montmorillonit Untuk memperoleh rumus molekul montmorillonit yang terkandung pada masing- masing bentonit telah dilakukan analisis kimia pada fraksi liat bentonit yang bersangkutan. Hasil analisis dalam bentuk oksida-oksida disajikan pada Tabel 4. Dari rumus molekul ini akan diketahui jumlah dan sebaran muatan negatif dalam lapisan silikat montmorillonit.

Tabel 4. Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit Oksida (%) SiO2 Al2 O3 Fe 2 O3 MgO ZnO MnO CuO CaO Na2 O K2 O KA Jumlah

Mt Ch 1 53.21 31.34 3.86 1.23 0.31 0.02 0 0.11 1.91 0.24 13.73 105.96

Mt Ch 2 47.62 22.33 2.79 3.81 0.19 0.02 0.05 0.20 2.91 0.66 9.06 89.64

Mt Ch 3 52.92 23.76 5.98 3.45 0.10 0.04 0.04 0.18 2.29 0.74 11.67 101.17

Mt Kb 1 71.43 14.13 2.30 3.30 0.02 0.01 0.003 0.18 1.35 0.17 7.99 100.88

Mt Pg 52.05 25.65 1.62 2.62 0.02 0.11 0.01 0.98 2.56 5.28 6.73 97.63

Dari susunan unsur- unsur tersebut dapat ditentukan rumus mineral liat montmorillonit melalui langkah seperti disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 1 Mt Ch1 SiO2 Al2 O3 Fe 2 O3 MgO ZnO MnO CuO CaO Na2 O K2 O Jumlah

%W 53.21 31.34 3.86 1.23 0.31 0.02 0 0.11 1.91 0.24 92.23

Keterangan : % W Meq Ceq C44 K/ss

Meq 0.8855 0.3074 0.0242 0.0305 0.0038 0.0003 0.0020 0.0308 0.0026

Ceq 3.5420 1.8443 0.1450 0.0610 0.0076 0.0006 0.0039 0.0616 0.0051 5.6711

C44 27.481 14.309 1.125 0.473 0.059 0.004 0.030 0.478 0.040

K/ss 6.87 4.77 0.38 0.24 0.03 0.002 0.02 0.48 0.04

= Hasil analisis oksida-oksida = Menghitung mol ekivalen (% W / M) = Menghitung muatan ekivalen (Meq x ? kation x valensi) = Menghitung sebaran muatan kation/44 muatan (? Ceq dijadikan 44) = Menghitung jumlah kation/satuan sel (C 44 /muatan)

Dari kolom K/ss pada Tabel 5 selanjutnya unsur- unsur disebar ke dalam lembar tetrahedral, oktahedral dan kation antar lapisan sebagai berikut : Tetrahedral Si Al

6,87 1,13 8,00

Muatan

-1.13

+

Oktahedral

Kation antar lapisan

Al Fe Mg Zn Mn Cu

Ca Na K

3,64 0,38 0,24 0,03 0,002 4,29

0,02 0,48 0,04 0,56

+

+

+0.57

+0.56

Dengan demikian rumus montmorillonit Ch 1 adalah Ca0.02Na0.48 K0.04 (Si6.87 Al1.13)(Al3.64 Fe0.38 Mg0.24 Zn0.03 Mn0.002)O20 (OH)4 .

Perhitungan

rumus

montmorillonit untuk contoh Mt Ch 2 sampai dengan Mt Pg dapat dilihat dalam Lampiran 17-20. Dari hasil perhitungan rumus mineral liat bentonit, dapat dilihat bahwa pada Ch 1 terdapat muatan negatif di dalam lembar tetrahedral sebesar 1.13 yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+. Pada lembar oktahedral terdapat muatan positif 0.57, sehingga dalam lapisan terdapat muatan netto -0.56 yang dinetralkan oleh kation-kation dalam ruang antar lapisan sebesar +0.56. Pada liat bentonit Ch 2 ditemukan karakteristik yang berbeda dengan liat bentonit Ch 1. Dari hasil perhitungan terdapat muatan negatif di dalam lapisan tetrahedral sebesar 0.88 yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+. Pada lembar oktahedral terdapat muatan negatif 0.15, sehingga dalam lapisan terdapat muatan negatif netto -1.03 yang dinetralkan oleh kation-kation dalam ruang antar lapisan sebesar +1.03. Rumus mineral liat untuk Ch 2 adalah Ca0.03 Na0.84K0.13 (Si7.12 Al0.88) (Al3.05 Fe0.31 Mg0.85 Zn0.02 Mn0.003Cu0.01 )O20 (OH)4 .

Liat bentonit Ch 3 tidak berbeda dengan bentonit Ch 1. Hasil perhitungan menunjukkan adanya muatan negatif di dalam lapisan tetrahedral sebesar 0.85 yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+. Pada lembar oktahedral terdapat muatan positif 0.06, sehingga dalam lapisan terdapat muatan netto -0.79 yang dinetralkan oleh kation-kation dalam ruang antar lapisan sebesar +0.79.

Rumus

mineral

liat

Ch

3

adalah

Ca0.03Na0.60K0.13 (Si7.15 Al0.85)

(Al2.94Fe0.61Mg0.69Zn0.01 Mn0.005 Cu0.0004 )O 20 (OH)4 . Bentonit Kb 1 memiliki karakteristik yang berbeda dari bentonit lainnya. Pada liat bentonit ini tidak ditemukan adanya substitusi isomorfik Al3+ terhadap Si4+, sehingga muatan negatif hanya ditemukan pada lapisan oktahedral sebesar 0.40, yaitu untuk dapat mengimbangi muatan positif yang ada pada kation antar lapisan. Ca0.02 Na0.33K0.03 (Si8.00 ) (Al2.07Fe0.22Mg0.61Zn0.002 Mn0.001Cu0.0003)O20 (OH)4 adalah rumus mineral liat Kb 1. Hasil perhitungan liat contoh Pg menunjukkan adanya muatan negatif di dalam lapisan tetrahedral sebesar 0.94 yang didapat dari substitusi isomorfik terhadap Si4+ oleh Al3+, dan pada lembar oktahedral terdapat muatan negatif 0.93, sehingga dalam lapisan terdapat muatan netto -1.87 yang dinetralkan oleh kationkation dalam ruang antar lapisan sebesar +1.87. Liat bentonit ini memiliki karakteristik montmorillonit dengan adanya muatan negatif di kedua lapisan tetrahedral dan oktahedral dan muatan positif yang tinggi pada kation antar lapisan. Rumus mineral untuk liat contoh Pg adalah Ca0.14Na0.67 K0.92 (Si7.06 Al0.94) (Al3.16Fe0.17Mg0.53Zn0.002 Mn0.01 Cu0.001 )O20 (OH)4 .

Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth Bentonit sebelum aktivasi memiliki pH berkisar antara 5.34-8.05, sedangkan setelah aktivasi pH berubah menjadi sekitar 2.66-3.14. Terlihat bahwa terjadi penurunan pH setelah dilakukan aktivasi menggunakan HCl (Tabel 6). Sifat basa dari bentonit alami berubah menjadi asam, disebabkan oleh reaksi yang terjadi pada saat proses pengasaman. Kation-kation K+, Na+, Ca2+, Mg2+ dalam ruang antarlapisan bentonit bertukar dengan ion H+ dari HCl yang bersifat asam. KTK bentonit juga mengalami penurunan setelah aktivasi.. Hal ini terjadi karena sebagian ion-ion Al3+, Fe3+, dan Mg2+ dari kisi kristal dalam struktur montmorillonit larut ketika dipanaskan dengan asam kuat (HCl 6 N) selama 3 jam (Tabel 7).

Tabel 6. pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) pH Contoh Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

Sebelum aktivasi 8.05 7.39 7.59 5.34 5.41

Setelah aktivasi 2.66 2.88 2.70 3.14 2.87

KTK (me/100 g) Sebelum Setelah aktivasi aktivasi 37.24 22.08 62.35 22.95 53.26 22.08 51.09 16.89 13.86 11.69

Hasil analisis terhadap filtrat dari proses aktivasi bentonit (Tabel 7) menunjukkan bahwa bentonit mengalami kehilangan kation Al, Fe dan Ca lebih banyak dari kation-kation yang lain. Aluminium, Mg dan Fe tersebut berasal dari lembar- lembar oktahedral, sedangkan Ca, Na dan K berasal dari ruang antarlapisan.

Tabel 7. Jumlah Unsur-unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit Contoh Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

Al Fe Mg Ca K Na ......................................ppm......................................... 5.177 2.985 813 899 70 6.287 1.971 1.853 1.365 193 4.652 4.052 1.400 976 289 4.566 1.288 1.609 627 65 1.119 1.327 78 24 242

11 10 12 27 6

Hasil analisis kimia total yang terlihat pada Tabel 8 menjelaskan bahwa akibat pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca, Mg, Fe dan Al selama proses aktivasi bentonit, maka terlihat kadar SiO 2 dalam bleaching earth umumnya meningkat sebagai efek pemekatan.

Tabel 8. Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth Oksida (%) SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 MgO ZnO MnO CuO CaO Na2O K2O KA Jumlah

Cihamirung 1 Bent BE 55.23 79.46 2.64 2.15 4.10 0.64 1.38 0.48 0.44 0.12 0.05 0.01 0.004 0.008 1.51 0.31 0.57 1.01 0.19 0.14 25.96 20.10 92.07 104.43

Cihamirung 2 Bent BE 73.81 39.88 2.12 1.10 8.95 0.13 3.60 0.78 0.28 0.04 0.09 0.01 0.05 0.008 2.65 0.27 1.20 1.55 2.66 3.45 21.98 18.62 117.39 65.84

Cihamirung 3 Bent BE 58.13 72.87 1.34 1.68 1.56 0.81 3.75 1.01 0.04 0.03 0.02 0.02 0.004 0.01 1.67 0.27 1.15 0.98 0.18 2.66 20.65 19.90 88.49 100.24

Kebon 1 Bent BE 71.13 90.48 1.40 0.17 1.67 0.26 3.83 0.38 0.03 0.02 0.02 0.003 0.004 0.01 1.82 0.31 1.60 0.73 0.18 0.04 24.11 18.13 105.79 110.53

Panyosogan Bent BE 60.15 73.74 2.08 1.91 1.66 0.37 1.81 1.67 0.02 0.01 0.02 0.02 0.01 0.005 0.42 0.31 1.47 1.55 4.23 4.04 9.22 9.75 81.09 93.38

Keterangan: Bent=bentonit, BE=bleaching earth, KA=kadar air

Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit Nilai bleach power suatu bleaching earth menentukan kemampuannya dalam menjernihkan CPO (Gambar Lampiran 21). Semakin tinggi nilai bleach power-nya, maka kemampuan bleaching earth dalam menjernihkan CPO pun semakin tinggi, sehingga dosis bleaching earth yang perlu digunakan dalam proses penjernihan CPO menjadi semakin rendah. Tabel 9 menunjukkan bahwa

nilai bleach power meningkat dari sekitar 28-39% sebelum aktivasi menjadi sebesar 79-82% setelah aktivasi, kecuali pada contoh Pg yang hanya 50%. Bentonit Ch 2 dan Kb 1 sudah menunjukkan angka bleach power yang tinggi sebelum diaktivasi yaitu berturut-turut 36.6% dan 39.0%, dibandingkan Ch 1, Ch 3 dan Pg yang berkisar antara 28.0-31.7%. Setelah aktivasi, Ch 2 dan Kb 1 juga menunjukkan angka bleach power yang lebih tinggi dibandingkan ketiga contoh lainnya, yaitu 81.7%, dibandingkan 79.3-80.5% pada Ch 1 dan Ch , serta Pg yang hanya 50%.

Tabel 9.

Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)

Contoh Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

Bleach Power (%) Sebelum aktivasi Sesudah aktivasi 31.7 79.3 36.6 81.7 31.7 80.5 39.0 81.7 28.0 50.0

Kemampuan bentonit menjernihkan CPO juga bisa dilihat dari nilai absorban atau % Transmitan (% T). Semakin tinggi nilai % T, semakin tinggi pula kemampuan penjernihannya. Sebaliknya dengan absorban, semakin tinggi kemampuan penjernihannya, maka nilai absorban semakin kecil. Yulianto (2004) menemukan bahwa CPO yang dijernihkan dengan bleaching earth dari bentonit asal Rahong dan Dengok memiliki kejernihan yang sangat tinggi dilihat dari nilai absorbannya pada panj ang gelombang 595 nm, yaitu sebesar 0.040 dan 0.045 (Tabel 10).

Tabel 10. Nilai absorben dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)

Contoh Ch 1 Ch 2 Ch 3 Kb 1 Pg

Absorban Sebelum Sesudah Aktivasi Aktivasi 0.539 0.110 0.467 0.100 0.539 0.106 0.440 0.103 0.579 0.319

%T Sebelum Aktivasi 29.0 34.1 29.0 36.4 26.3

Sesudah Aktivasi 77.6 79.1 78.4 79.0 48.0

Bila dikaitkan dengan sifat-sifat bentonit lainnya, seperti angka pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, mineral pengotor, posisi muatan negatif, kadar SiO 2 dan besarnya kapasitas tukar kation, terlihat bahwa nilai bleach power bentonit di atas lebih terkait dengan kadar SiO 2 dan kadar montmorillonit. Bentonit Ch 1 da Ch 3 yang memiliki nilai bleach power 31.7% sebelum aktivasi dan 79.3-80.5% setelah aktivasi (Tabel 9) memiliki kadar motmorillonit 68.2-76.0% (Tabel 2) dan kadar SiO 2 dalam bentonit 55.2-58.1% (Tabel 8). Sementara itu bentonit Ch 2 dan Kb 1 yang memiliki nilai bleach power tinggi, yaitu 36.6-39.0% sebelum aktivasi dan 81.7% setelah aktivasi (Tabel 9), juga memiliki kadar motmorillonit yang tinggi antara 97.5-98.8% (Tabel 2) dan kadar SiO 2 dalam bentonit yang juga tinggi antara 71.1-73.8% (Tabel 8). Darmutjie (1996) menyatakan bahwa nilai bleach power hanya terkait dengan jumlah montmorillonit yang dikandungnya.

KESIMPULAN

1. Bentonit Ch 1, 2, 3 dan Kb 1 memiliki kadar montmorillonit antara 68.298.8%, angka pengembangan antara 1.3-1.6 kali, KTK sebelum aktivasi 37.24-62.35 me/100g dan 16.89-22.95 me/100g setelah aktivasi, pH antara 5.34-8.05 sebelum aktivasi dan 2.66-3.14 setelah aktivasi, serta berat jenis antara 2.17-2.59 g/cm3 . 2. Contoh Pg dengan kadar montmorillonit hanya 9.1% tidak memenuhi syarat disebut sebagai bentonit 3. Montmorillonit pada bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan negatif pada lapisan tetrahedral, dan pada Kb 1 memiliki muatan negatif pada lapisan oktahedral, sedangkan montmorillonit pada bentonit Ch 2 dan pada contoh Pg memiliki muatan negatif di kedua lapisan tetrahedral dan oktahedral. 4. Berdasarkan analisis XRD, TG/DTA dan FTIR-Spektrofotometer, bentonit Ch 1 dan Ch 3 selain mengandung mineral montmorillonit juga mengandung mineral kaolinit. 5. Pada proses aktivasi dengan HCl terjadi pelepasan unsur- unsur K sebesar 65-289 ppm, Na sebesar 6-27 ppm, Ca sebesar 24-1.365 ppm, Mg sebesar 78-1.853 ppm, Fe sebesar 1.288-4.052 ppm dan Al sebesar 1.119-6.287 ppm. 6. Nilai bleach power nampaknya lebih terkait dengan kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 yang terkandung dalam bentonit.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1987. Bahan Galian Industri : Bentonit. Departemen Pengembangan dan Energi. Pusat Pengembangan Teknologi Mineral. Jakarta. Arifin, M. dan A. Sudradjat. 1997. Bahan Galian Industri. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral. Bandung. Darmutjie, S.T. 1996. Perubahan Struktur Bentonit pada Proses Aktivasi dengan Asam Sulfat. Prosiding Seminar Nasional II Spektroskopi. Jaringan Kerjasama Kimia Analitik Indonesia. Yogyakarta. Diaz, Francisco R. Valenzuela and Persie de Souza Santos. 2001. Studies on The Acid Activation of Brazilian Smectitic Clays. Departemento de Engenharia Metalurgica e de Materials, Escola Politecnica, Universidade de Sao Paulo. Sao Paulo. Grim, R.E. 1968. Clay Mineralogy. Mc Graw-Hill Book & Co. Hováth, I., L. Stevula and J. Krajcovic. 1991. Al-Pillared montmorillonit: Sorption of some probe molecules. Proc. 7th Euroclay Conf., Dresden '91, Greifswald : 517-522 Iskandar und H. Graf von Reichenbach. 1993. Zur Einlagerung von Aluminiumhydroxo-Komplexen in Vermiculit. Berichte der Deutschen Ton- und Tonmineralgruppe e. V., Beitrage zur Jahrestagung Hannover 9 - 11 September 1992. Iskandar. 1994. Zur Einlagerung von Aluminiumhydroxo-Polymeren in die Zwischen-schichten aufweitbarer Schichtsilikate. Dissertation. Universität Hannover. Jaynes, W.F. and S.A. Boyd. 1991. Clay Mineral Type and Organic Compound Sorption by HDTMA-Exchanged Clays. Soil Sci. Soc. Am. J. 55: 43-48 Kompas. 2006. India Turunkan Bea Masuk Minyak Sawit, Eksportir Diuntungkan. Jakarta: http://www.kompas.com/kompascetak/0608/16/ekonomi/2888194.htm. Diakses September 2006. Lagaly, G. 1993. Praktische Verwendung und Einsatzmöglichkeiten von Tonen. In Tonminerale und Tone: Struktur, Eigenschaften, Anwendung und Einsatz in Industrie und Umwelt, K. Jasmund/G. Lagaly (Hrsg). Steinkopff Verlag, Darmstadt: 358-427

Siagian, Naomi. 2003. Pertumbuhan CPO Mendongkrak Dunia. Jakarta: www.sinarharapan.co.id/ekonomi/industri/2003/1203/ind.1html. Diakses Agustus 2006. Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah. Faperta. IPB. Bogor. Stockmeyer, M. 1990. Adsorption organischer Substanzen an organophilen Bentoniten. Z. dt. geol. Ges. 141: 445-451 Suharto, Rosediana. 2006. Industri Kelapa Sawit Tumbuh Signifikan. Jakarta: http://www.dpin.go.id/ind/publikasi/berita_psb/2006/2006228.HTM. Diakses Agustus 2006. Sutiani, Dini. 2006. Karakteristik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebagai Bahan Baku Bleaching Earth. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor. Tan, K.H. 1993. Principles of Soil Chemistry, 2nd edition. Marcel Dekker, Inc. New York. Yulianto, Toni. 2004. Karakteristik Bentonit sebagai Bleaching Earth dan Pengaruhnya Terhadap Pemucatan Minyak Sawit Mentah. Skripsi. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Bogor, IPB. Bogor.

LAMPIRAN

Gambar Lampiran 1. Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya

Cihamirung 1 (Ch 1)

Cihamirung 2 (Ch 2)

Cihamirung 3 (Ch 3)

Kebon 1 (Kb 1)

Panyosogan (Pg)

Gambar Lampiran 2. Difraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1)

Gambar Lampiran 3. Difraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2)

Gambar Lampiran 4. Difraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3)

Gambar Lampiran 5. Difraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1)

Gambar Lampiran 6. Difraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg)

Gambar Lampiran 7. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1

DTA uV

Cihamirung 1

TGA mg CH 1.tad CH 1.tad CH 1.tad clay 1.tad clay 1.tad clay 1.tad

2.00 20.00

Temp C 1000.00

Temp DTA TGA Temp DTA TGA

800.00

0.00 0.00

963.96 C 19.15 uV

600.00

-2.00 400.00 -4.00

Weight Loss

-20.00

-3.997 mg -25.955 %

200.00

92.44 C

-6.00

-30.59 uV

0.00

10.00

20.00 Time

30.00 [min]

40.00

50.00

0.00

Gambar Lampiran 8. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2

DTA uV 20.00

Cihamirung 2

TGA mg

Temp C 1000.00

2.00

800.00 0.00 0.00

600.00 -2.00

-20.00

Weight Loss

-4.00 106.61 C

-40.00

-6.00

-38.21 uV

0.00

10.00

CH2.tad CH2.tad CH2.tad Clay 2.tad Clay 2.tad Clay 2.tad

20.00 Time

-3.363 mg -21.980 %

Temp DTA TGA Temp DTA TGA

30.00 [min]

400.00 200.00

40.00

50.00

0.00

Gambar Lampiran 9. Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 da n Mt Ch 3

Cihamirung 3 DTA uV

TGA mg

20.00

2.00

10.00

0.00

0.00

-2.00

-10.00

CH 3.tad CH 3.tad CH 3.tad clay 3..tad clay 3..tad clay 3..tad

Temp C 1000.00

Temp DTA TGA Temp DTA TGA

800.00 600.00 400.00

-4.00

-20.00

Weight Loss

-6.00

-3.097 mg -20.647 %

200.00

103.71 C

-30.00

-31.90 uV

0.00

10.00

20.00 Time

30.00 [min]

40.00

50.00

0.00

Gambar Lampiran 10. Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1

Kebon 1 DTA uV 20.00

TGA mg KB 1.tad KB 1.tad KB 1.tad clay 4.tad clay 4.tad clay 4.tad

2.00 0.00

Temp C 1000.00

Temp DTA TGA Temp DTA TGA

800.00

0.00

600.00 -2.00

-20.00

400.00 -4.00 Weight Loss

-40.00

-6.00

-3.665 mg -24.112 %

200.00

97.48 C -39.64 uV

0.00

10.00

20.00 Time

30.00 [min]

40.00

50.00

0.00

Gambar Lampiran 11. Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg

DTA uV 40.00

20.00

0.00

Panyosogan

TGA mg

Psgn .tad Psgn .tad Psgn .tad clay 5.tad clay 5.tad clay 5.tad

2.00

Temp C 1000.00

Temp DTA TGA Temp DTA TGA

800.00

0.00

600.00 400.00

-2.00 Weight Loss

70.16 C -10.59 uV

-20.00

-1.410 mg -9.216 %

200.00

-4.00 -40.00

0.00

10.00

20.00 Time

30.00 [min]

40.00

50.00

0.00

Gambar Lampiran 12. Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1

Gambar Lampiran 13. Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2

Gambar Lampiran 14. Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3

Gambar Lampiran 15. Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1

Gambar Lampiran 16. Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg

Tabel Lampiran 17. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2 Mt Ch 2 %W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 47.62 0.7925 3.1699 28.469 7.12 Al2 O3 22.33 0.2190 1.3140 11.801 3.93 Fe 2 O3 2.79 0.0175 0.1048 0.941 0.31 MgO 3.81 0.0945 0.1890 1.697 0.85 ZnO 0.19 0.0023 0.0047 0.042 0.02 MnO 0.02 0.0003 0.0006 0.005 0.003 CuO 0.05 0.0006 0.0013 0.011 0.01 CaO 0.2 0.0036 0.0071 0.064 0.03 Na2 O 2.91 0.0469 0.0939 0.843 0.84 K2 O 0.66 0.0070 0.0140 0.126 0.13 Jumlah 80.58 4.8993

Tetrahedral

Oktahedral

Si

7.12

Al

0.88 8.00

+

Kation antar lapisan

Al

3.05

Ca

0.03

Fe

0.31

Na

0.84

Mg

0.85

K

0.13

Zn

0.02

Mn

0.003

Cu

0.01

1.03

+

4.24

Muatan

-0.88

-0.15

+1.03

Rumus Montmorillonit Ch 2 : Ca0.03 Na0.84K0.13 (Si7.12 Al0.88) (Al3.05 Fe0.31 Mg0.85 Zn0.02 Mn0.003Cu0.01 )O20 (OH)4

+

Tabel La mpiran 18. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3 Mt Ch 3 %W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 52.92 0.8807 3.5227 28.612 7.15 Al2 O3 23.76 0.2330 1.3982 11.356 3.79 Fe 2 O3 5.98 0.0374 0.2247 1.825 0.61 MgO 3.45 0.0856 0.1711 1.390 0.69 ZnO 0.10 0.0012 0.0025 0.020 0.01 MnO 0.04 0.0006 0.0011 0.009 0.005 CuO 0.04 0.0005 0.0010 0.0082 0.004 CaO 0.18 0.0032 0.0064 0.052 0.03 Na2 O 2.29 0.0369 0.0739 0.600 0.60 K2 O 0.74 0.0079 0.0157 0.128 0.13 Jumlah 89.50 5.4173

Tetrahedral

Oktahedral

Si

7.15

Al

0.85 8.00

+

Kation antar lapisan

Al

2.94

Ca

0.03

Fe

0.61

Na

0.60

Mg

0.69

K

0.13

Zn

0.01

Mn Cu

0.005 0.004

0.79 +

4.26 Muatan

-0.85

+0.06

+0.79

Rumus Montmorillonit Ch 3 : Ca0.03 Na0.60K0.13 (Si7.15 Al0.85) (Al2.94 Fe0.61 Mg0.69 Zn0.01 Mn0.005Cu0.0004)O20 (OH)4

+

Tabel Lampiran 19. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1 Mt Kb 1 %W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 71.43 1.1887 4.7549 35.515 8.88 Al2 O3 14.13 0.1386 0.8315 6.211 2.07 Fe 2 O3 2.30 0.0144 0.0864 0.645 0.22 MgO 3.30 0.0818 0.1637 1.223 0.61 ZnO 0.02 0.0002 0.0005 0.004 0.002 MnO 0.01 0.0001 0.0003 0.002 0.001 CuO 0.003 0.0000 0.0001 0.001 0.0003 CaO 0.18 0.0032 0.0064 0.048 0.02 Na2 O 1.35 0.0218 0.0435 0.325 0.33 K2 O 0.17 0.0018 0.0036 0.027 0.03 Jumlah 92.89 5.8909

Tetrahedral Si

Oktahedral 8.00 8.00

+

Kation antar lapisan

Al

2.07

Ca

0.02

Fe Mg Zn Mn Cu

0.22 0.61 0.002 0.001 0.0003

Na K

0.33 0.03 0.40

+

2.90 Muatan

0

-0.40

+0.40

Rumus Montmorillonit Kb 1 : Ca0.02 Na0.33K0.03 (Si8.00 ) (Al2.07Fe0.22 Mg0.61 Zn0.002 Mn0.001 Cu0.0003 )O 20 (OH)4

+

Tabel Lampiran 20. Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg Mt Pg %W Meq Ceq C44 K/ss SiO2 52.05 0.8662 3.4648 28.238 7.06 Al2 O3 25.65 0.2516 1.5094 12.302 4.10 Fe 2 O3 1.62 0.0101 0.0609 0.496 0.17 MgO 2.62 0.0650 0.1300 1.059 0.53 ZnO 0.02 0.0002 0.0005 0.004 0.002 MnO 0.11 0.0016 0.0031 0.025 0.01 CuO 0.01 0.0001 0.0003 0.002 0.001 CaO 0.98 0.0175 0.0350 0.285 0.14 Na2 O 2.56 0.0413 0.0826 0.673 0.67 K2 O 5.28 0.0562 0.1123 0.916 0.92 Jumlah 90.90 5.3988 Tetrahedral Si Al

Muatan

7.06 0.94 + 8.00

-0.94

Oktahedral

Kation antar lapisan

Al Fe Mg Zn Mn Cu

Ca Na K

3.16 0.17 0.53 0.002 0.01 0.001 3.87 -0.93

0.14 0.67 0.92 1.87

+

+1.87

Rumus Montmorillonit Pg : Ca0.14 Na0.67K0.92 (Si7.06 Al0.94) (Al3.16 Fe0.17 Mg0.53 Zn0.002Mn0.01Cu0.001 )O 20 (OH)4

+

Gambar Lampiran 21. Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi

CPO + Ch 1

CPO + Ch 2

CPO + Ch 3

CPO + Kb 1

CPO + Pg

Keterangan : Tabung kiri CPO + bentonit alami, tabung tengah CPO, tabung kanan CPO + bentonit hasil aktivasi