POTENSI ZEOLIT ALAM SEBAGAI ANTIOKSIDAN
DONY RAHMAD PRANOTO
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ABSTRAK DONY RAHMAD PRANOTO. Potensi Zeolit Alam sebagai Antioksidan. Dibimbing oleh SRI SUGIARTI dan ETI ROHAETI. Zeolit merupakan mineral aluminosilikat dengan struktur kerangka tiga dimensi, memiliki pori dan saluran yang saling berhubungan sehingga permukaannya menjadi sangat luas dan efektif sebagai adsorben. Selain itu, zeolit memiliki permukaan bermuatan negatif yang dapat berinteraksi dengan senyawa atau molekul bermuatan seperti 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH). Penelitian ini bertujuan menentukan aktivitas penangkapan radikal bebas DPPH oleh zeolit alam Indonesia, yaitu zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya. Uji aktivitas antioksidan terhadap DPPH dilakukan pada zeolit tanpa perlakuan, zeolit teraktivasi-suhu, dan zeolit teraktivasi-asam. Aktivitas antioksidan tertinggi ditunjukkan oleh zeolit Sukabumi teraktivasi-suhu 100 °C sebesar 85.56% dan zeolit Sukabumi teraktivasi-HCl 1 M sebesar 65.56%, tetapi belum sebaik asam askorbat yang memiliki aktivitas antioksidan 92.14%. Hasil analisis mikroskop elektron pemayaran dan difraksi sinar-X menunjukkan bahwa zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya adalah jenis klinoptilolit.
ABSTRACT DONY RAHMAD PRANOTO. Potency of Natural Zeolite as Antioxidant. Supervised by SRI SUGIARTI and ETI ROHAETI. Zeolite is an aluminosilicate mineral which are three dimensional frameworks in its structure, has cavities and channels connected to each other creating wide surface so that effective as an adsorbent. Besides, zeolite has negative charge, which can interact with charged compounds or molecules such as 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). The aim of this research is to measure the activity of Indonesian natural zeolites from Banten, Lampung, Sukabumi, and Tasikmalaya to scavenge DPPH free-radical. Antioxidant activity test against DPPH performed on the untreated zeolite, temperature-activated zeolite, and acidactivated zeolite. The highest antioxidant activity was shown by Sukabumi zeolite, which was 85.56% when activated at 100 °C and 65.56% when activated with 1 M HCl. The results of scanning electrone microscopy and X-ray diffraction analysis showed that zeolites from Banten, Lampung, Sukabumi, and Tasikmalaya are clinoptilolite type.
POTENSI ZEOLIT ALAM SEBAGAI ANTIOKSIDAN
DONY RAHMAD PRANOTO
Skripsi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Judul Skripsi Nama NIM
: : :
Potensi Zeolit Alam Sebagai Antioksidan Dony Rahmad Pranoto G44096024
Disetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Sri Sugiarti, PhD NIP 19701225 199512 2 001
Dr Eti Rohaeti, MS NIP 19600807 198703 2 001
Diketahui Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
PRAKATA Assalamu’alaikum wr. Wb Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2011 ini adalah Potensi Zeolit Alam sebagai Antioksidan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sri Sugiarti, PhD dan Ibu Dr Eti Rohaeti, MS selaku pembimbing yang telah memberikan arahan, bimbingan, motivasi, dan doa selama penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda H M Sukarmin, Ibunda Hj Dewy Isbiyati, adik tersayang Mika Asrini SSi, Rahman Yusuf, dan Winda Andarina SSi yang telah memberikan doa, semangat, kasih sayang, dan dukungan selama masa studi hingga proses penyusunan karya ilmiah ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh laboran, analis, dan staf Laboratorium Anorganik. Tidak lupa ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada sahabatku Muhammad Nazmi, Eristiadi, Indrazakti, dan rekanrekan peneliti (Gina, Putri Sinuhaji, Fitriani Siddiq, Noja, dan Endi). Terima kasih pula kepada seluruh pihak yang telah membantu Penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu tanpa maksud mengurangi rasa terima kasih. Semoga Allah SWT memberikan balasan atas segala amal yang diperbuat dan senantiasa menyertai hamba-Nya dengan kasih dan sayang-Nya. Semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat. Bogor, Mei 2012
Dony Rahmad Pranoto
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sragen pada tanggal 5 Oktober 1987 sebagai putra pertama dari Bapak H. Muhammad Sukarmin dan Ibu Hj. Dewy Isbiyati. Penulis lulus dari SMA Al-Azhar Medan pada tahun 2005 dan pada tahun yang sama diterima di Diploma 3 Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur seleksi rapor. Penulis lulus dari D3 IPB Bogor dengan predikat sangat memuaskan pada tahun 2008 dan melanjutkan pendidikan S1 melalui Program Alih Jenis Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor (IPB) pada tahun 2009. Selama menjalani masa perkuliahan di D3 IPB, Penulis pernah mengikuti Training Safety With Merck: Improving Life and Environment, Pelatihan Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP), Pelatihan Manajemen Organisasi, Pelatihan Keselamatan Kerja, Pelatihan-Expo-Seminar Pangan, Pelatihan dan Seminar HACCP & ISO 9000, Pelatihan dan Seminar Kimia Populer ISO 14001. Selama menjalani masa perkuliahan di IPB, Penulis pernah menjadi asisten praktikum Pemeliharaan dan Pengoperasian Alat (PPA) 2010/2012 dan Kuliah Lapang 2010/2011 di program D3 Analis Kimia IPB. Penulis melakukan praktik kerja lapangan di Perusahaan Prasada Pamunah Limbah Industri (PPLI) dengan judul Optimasi Koagulasi dan Flokulasi Limbah Cair Buffer Pond. Penulis lulus dari pendidikan S1 pada tahun 2012 dan pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan Program Pascasarjana Manajemen dan Bisnis IPB.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan ............................................................................................ 2 Metode Penelitian ........................................................................................ 2 HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Zeolit ........................................................................................... 3 Aktivasi Zeolit Alam ................................................................................... 3 Aktivitas Antioksidan Zeolit ....................................................................... 4 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan...................................................................................................... 7 Saran ............................................................................................................ 7 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 7 LAMPIRAN .......................................................................................................... 10
DAFTAR TABEL Halaman 1 Aktivitas antioksidan zeolit alam tanpa perlakuan dan vitamin C ..................... 5 2 Aktivitas antioksidan zeolit alam teraktivasi-suhu ............................................ 6 3 Aktivitas antioksidan zeolit alam teraktivasi-asam ............................................ 6
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur dasar zeolit............................................................................................ 1 2 Struktur 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH).. .................................................... 2 3 Foto morfologi permukaan (SEM) zeolit alam Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya tanpa perlakuan dengan perbesaran 5000 ..........3 4 Profil pola difraksi zeolit alam teraktivasi-suhu 100 °C pada sudut 2θ.. ........... 4 5 Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit alam tanpa perlakuan .............................................................................................................5 6 Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit teraktivasi-suhu 100 °C ........................................................................................................................ 6 7 Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit teraktivasi-HCl 1 M ............................................................................................................................ 6
vii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Bagan alir penelitian ......................................................................................... 11 2 Nilai loss of ignition (LOI) zeolit alam pada suhu 1100 °C ............................. 12 3 Data XRD ......................................................................................................... 13 4 Profil pola puncak difraksi zeolit alam dibandingkan dengan profil pola literatur ICDD................................................................................................... 14 5 Basis data puncak 2θ untuk zeolit alam (klinoptilolit tipe heulandit) .............. 15 6 Skema reaksi dealuminasi dan dekationisasi .................................................... 16 7 Sumbangan proton dari antioksidan ke radikal DPPH ..................................... 17 8 Uji DPPH pada zeolit alam .............................................................................. 18 9 Mekanisme zeolit menetralkan radikal DPPH ................................................. 20 10 Data struktur zeolit klinoptilolit tipe heulandit ................................................ 21
viii
1
PENDAHULUAN Zeolit merupakan salah satu mineral yang banyak terkandung di bumi terutama di Indonesia. Zeolit pertama kali ditemukan di alam oleh Baron Frederick C pada tahun 1756. Para ahli geologi menemukan 47 lokasi tambang zeolit di Indonesia, di antaranya tersebar di Pulau Sumatera, Sulawesi, dan Jawa (Suyartono & Husaini 1991). Zeolit dihasilkan dari proses hidrotermal pada batuan beku basa. Mineral ini biasanya ditemukan pada celah-celah atau retakan bebatuan. Zeolit banyak mengandung silika (Sutarti & Minta 1994). Banyak penelitian dilakukan untuk mengetahui proses terbentuknya zeolit. Salah satu asumsi mengatakan bahwa zeolit alam terbentuk dari reaksi debu vulkanik reaktif dengan air laut yang mengandung banyak garam alkali dan alkali tanah dengan proses kristalisasi selama 50000 tahun (Rosdiana 2006). Zeolit merupakan kelompok silika yang dikenal sebagai tektosilika, yaitu mineral berbasis SiO44- dengan struktur tetrahedral yang membangun pola tiga dimensi dengan semua atom O-nya digunakan bersama dengan tetrahedral tetangga. Dengan demikian, dalam struktur ini nisbah Si:O adalah 1:2 dan muatan total kerangka adalah netral. Pada struktur zeolit, Si4+ dapat digantikan oleh Al3+ yang mengakibatkan pengurangan muatan positif pada kerangkanya. Muatan kerangka yang menjadi negatif dapat dinetralkan dengan pengikatan kation monovalen atau divalen terutama Na+, K+, Ca2+, dan Mg2+ (Gambar 1) (Rohaeti 2007).
Gambar 1 Struktur dasar zeolit (Las 2004). Kegunaan zeolit diklasifikasikan berdasarkan pada kemampuannya melakukan pertukaran ion, adsorpsi, atau katalis. Saat ini pemanfaatan mineral zeolit semakin meningkat, mulai dari penggunaan di dalam industri berskala kecil sampai besar. Di
negara maju seperti Amerika Serikat, zeolit sudah dimanfaatkan dalam industri (Saputra 2006). Zeolit juga telah dimanfaatkan di bidang kedokteran, yaitu sebagai antikanker (Kresimir & Miroslav 2001). Penelitian mengenai manfaat zeolit sebagai antioksidan belum banyak dilakukan. Antioksidan merupakan zat yang berfungsi melindungi tubuh dari serangan radikal bebas. Radikal bebas sendiri merupakan sekelompok bahan kimia baik berupa atom maupun molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan pada lapisan luarnya (Arief 2009). Radikal bebas dapat menimbulkan kerusakan sel dan menyebabkan penyakit kardiovaskular, penyakit saluran pernapasan, gangguan sistem kekebalan, karsinogenesis, bahkan dicurigai ikut berperan dalam proses penuaan (aging). Vitamin, polifenol, beta karotena, dan mineral termasuk dalam golongan antioksidan. Secara alami, antioksidan sangat besar peranannya pada manusia untuk mencegah terjadinya penyakit. Antioksidan menekan kerusakan sel yang terjadi akibat proses oksidasi radikal bebas (Susanto et al. 2009). Zeolit sebagai antioksidan memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan antioksidan hasil ekstraksi dari tanaman. Pourmorad et al. (2006) menyatakan, aktivitas antioksidan ekstrak tanaman (seperti Mellilotus officinalis) lebih besar karena memiliki kandungan fenolik dan flavonoid yang cukup tinggi. Namun, proses ekstraksi membutuhkan sampel cukup banyak, preparasi sampel yang cukup lama, dan juga banyak pelarut. Zeolit di sisi lain melimpah di alam, murah, dan penanganannya cukup sederhana, tetapi aktivitas antioksidannya diduga masih belum sebesar ekstrak tanaman (antioksidan klasik). Pemanfaatan zeolit alam sangat luas ditinjau dari sifat fisik dan kimia zeolit. Menurut Haryati (2011), zeolit sebagai material unggulan berfungsi sebagai bahan penompang ekstrak tanaman kedawung, salam, sirih merah, jambu biji, dan bangle yang berpotensi sebagai antioksidan. Pemanfaatan zeolit alam sebagai antioksidan di Indonesia belum diketahui secara luas. Penelitian ini bertujuan menentukan potensi zeolit alam di Indonesia sebagai antioksidan. Penentuan aktivitas antioksidan dapat dilakukan menggunakan metode 1,1-difenil-2pikrilhidrazil (DPPH). DPPH adalah suatu radikal stabil yang mengandung nitrogen organik dan berwarna ungu gelap (Gambar 2).
2
pengotor seperti tanah, ranting, dan lapukan organik. Zeolit dihaluskan dan diayak hingga memiliki ukuran 100 mesh, kemudian dicuci dengan menggunakan akuades. Serbuk zeolit yang diperoleh kemudian diaktivasi dan dicirikan menggunakan SEM.
Gambar 2 Struktur 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH) (Astuti 2009). Uji DPPH telah digunakan secara luas pada penelitian fitokimia untuk menguji aktivitas penangkapan-radikal dari ekstrak atau senyawa murni. Metode DPPH ini diharapkan dapat diterapkan pada mineral alam yang memiliki pori seperti zeolit. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Anorganik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dari bulan September 2011 hingga Februari 2012.
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat yang digunakan ialah neraca analitik, peralatan kaca, oven, tanur, pengaduk magnet, vorteks, spektrofotometer ultraviolet-tampak (Laboratorium Bersama IPB), mikroskop elektron pemayaran (SEM) Shimadzu (Badan Tenaga Atom Nasional-Serpong), dan difraktometer sinar-X (XRD) 6000 Shimadzu (Puslitbang Hutan Bogor). Selain itu, digunakan pula kamera digital untuk dokumentasi hasil kerja laboratorium dan lapangan. Bahan yang digunakan ialah zeolit alam Indonesia dan berbagai bahan kimia lain baik dengan tingkat kemurnian spectroscopy grade maupun teknis. Zeolit alam yang digunakan berasal dari 4 daerah penambangan, yaitu Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya. Selanjutnya sampel tersebut diberi nama sesuai tempat asalnya. Bahanbahan lain yang digunakan ialah larutan HCl 1, 2, 3, dan 4 M, larutan DPPH, akuades, pH universal, etanol, dan asam askorbat.
Metode Penelitian Penelitian terbagi menjadi beberapa tahapan seperti ditunjukkan pada Lampiran 1. Preparasi Zeolit Alam Zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya diseleksi dan dibersihkan dari
Aktivasi Zeolit dengan Kalsinasi (modifikasi Swantomo et al. 2009) Zeolit alam hasil preparasi dibakar dalam tanur pada suhu 100, 200, 300, dan 400 °C selama 3 jam. Zeolit yang telah aktif siap digunakan untuk uji aktivitas antioksidan. Aktivasi Zeolit dengan Penambahan Asam (modifikasi Syafii 2011) Aktivasi dilakukan dengan ragam konsentrasi asam untuk mendapatkan konsentrasi optimum sampai diperoleh zeolit aktif sebagai antioksidan. Sebanyak 100 g zeolit ditambahkan ke dalam 250 mL HCl dengan ragam konsentrasi 1, 2, 3, dan 4 M. Campuran diaduk dengan pengaduk magnet selama 60 menit, lalu didekantasi dan residu dicuci dengan akuades sampai pH filtrat 6–7. Kemudian residu dikeringkan dengan oven pada suhu 300 °C selama 3 jam. Uji Aktivitas Antioksidan dengan Metode DPPH (modifikasi Aranda et al. 2009) Sebanyak 2 g zeolit alam teraktivasi-suhu dan teraktivasi-asam masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 9 mL DPPH 125 µM dalam etanol. Campuran dihomogenkan pada suhu ruang dengan menggunakan vorteks pada kecepatan 1000 rpm selama 5 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 4000 g selama 10 menit untuk memisahkan endapan dan supernatan. Supernatan diukur serapannya pada panjang gelombang 517 nm. Blangko yang digunakan adalah pereaksi tanpa penambahan zeolit. Asam askorbat sebanyak 2 g digunakan sebagai kontrol positif. Kapasitas penghambatan radikal bebas dihitung berdasarkan persamaan ktivitas penan kapan adikal
A A
100
A adalah absorbans kontrol negatif (larutan DPPH), sedangkan B adalah absorbans sampel (larutan DPPH ditambah sampel) atau kontrol positif (larutan DPPH ditambah asam askorbat). Zeolit yang memiliki aktivitas antioksidan paling baik dicirikan menggunakan XRD.
3
HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Zeolit Zeolit alam dari daerah Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya masih mengandung pengotor non-zeolit seperti tanah, ranting, dan senyawa organik. Senyawa organik dan anorganik tersebut dapat dihitung sebagai loss of ignition (LOI), yaitu selisih antara bobot sedimen sebelum dan sesudah pemijaran atau dengan kata lain, kadar zat yang hilang akibat pembakaran (Halide 2008). Nilai LOI zeolit Banten 16.97%, zeolit Lampung 16.08%, zeolit Sukabumi 15.81%, dan zeolit Tasikmalaya 12.20% (Lampiran 2). Hasil penelitian LIPI (2010) menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai LOI pada zeolit, semakin banyak kandungan bahan organik. Zeolit alam terlebih dahulu dihaluskan untuk menghomogenkan ukuran dan memperbesar luas permukaan agar kemampuannya sebagai adsorben lebih optimum (Mutngimaturrohmah et al. 2009). Keberadaan pengotor non-zeolit dapat menutupi permukaan pori zeolit, maka perlu dihilangkan. Pencucian menggunakan air dapat menghilangkan pengotor yang larut dalam air. Zeolit hasil preparasi dianalisis menggunakan SEM untuk mengetahui mikro struktur, meliputi tekstur, morfologi, komposisi, dan informasi kristalografi permukaan zeolit (Nais & Wibawa 2011). Fotomikrograf ditunjukkan pada Gambar 3.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 3
Foto morfologi permukaan (SEM) zeolit alam Banten (a), Lampung (b), Sukabumi (c), dan Tasikmalaya (d) tanpa perlakuan dengan perbesaran 5000 .
Pencitraan SEM menunjukkan bahwa zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya berbentuk kubus tidak beraturan seperti bentuk struktur kristal klinoptilolit. Selain itu, terdapat pengotor yang menempel pada permukaan zeolit. Zeolit alam tersebut juga masih dikelilingi butiran-butiran kecil unsur zeolit yang tidak membentuk kristal atau amorf (Mustain et al. 2011).
Aktivasi Zeolit Alam Aktivasi zeolit merupakan upaya memodifikasi keadaan pada struktur kerangka atau non-kerangka zeolit sehingga diperoleh sifat fisika dan kimia zeolit yang diinginkan (Srihapsari 2006). Aktivasi bertujuan memurnikan zeolit dari komponen pengotor, menghilangkan kation logam dan molekul air, sehingga memperbesar ukuran pori dan meningkatkan kapasitas adsorpsi (Rosdiana 2006). Dalam penelitian ini, aktivasi zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya diperlukan untuk meningkatkan aktivitasnya sebagai antioksidan. Aktivasi zeolit dapat dilakukan melalui beberapa cara, antara lain kalsinasi/pemanasan dan perendaman dalam asam atau basa. Kalsinasi bertujuan mengeluarkan air atau garam pengotor dari dalam pori zeolit (Yuliusman et al. 2010). Menurut Saputra (2006), pemanasan pada suhu di atas 400 °C menyebabkan kerusakan pada struktur kerangka tetrahedral zeolit. Karena itu, kalsinasi dilakukan pada suhu 100, 200, 300, dan 400 °C. Diharapkan pada ragam suhu tersebut diperoleh aktivitas zeolit paling tinggi sebagai antioksidan tanpa merusak struktur zeolit (Rakmatullah et al. 2007). Analisis XRD digunakan untuk mengetahui apakah struktur kristal zeolit mengalami perubahan dengan proses pemanasan pada suhu 100 °C. Profil pola difraksi zeolit yang telah diaktivasi pada suhu 100 °C ditunjukkan pada Gambar 4. Bentuk profil pola difraksi pada skala 2θ 5° 70° menunjukkan puncak-puncak tertinggi untuk setiap mineral zeolit. Zeolit Banten memiliki puncak difraksi sinar-X te tin i pada 2θ 22.32, 25.70, dan 27.71°, zeolit Lampung pada 2θ 22.41, 23.65, dan 28.07°, zeolit Sukabumi pada 2θ 22.35, 26.58, dan 27.91°, sedangkan zeolit Tasikmalaya pada 2θ 22.13, 25.78, dan 27.76° (Lampiran 3). Intensitas dan posisi 2θ puncak-puncak tertinggi setiap zeolit dibandingkan dengan literatur International Centre for Diffraction Data (JCPDS-ICDD).
4
a b c d Keterangan: a = profil pola difraksi zeolit Banten, b = profil pola difraksi zeolit Lampung, c = profil pola difraksi zeolit Sukabumi, dan d = profil pola difraksi zeolit Tasikmalaya
Gambar 4 Profil pola difraksi zeolit alam teraktivasi-suhu 100 °C pada sudut 2θ. Hasil pembandingan memperlihatkan, zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya termasuk jenis klinoptilolit dengan kandungan kation penyeimbang terbanyak ialah Ca dan Sr (Lampiran 4). Menurut Kresimir dan Miroslav (2001), zeolit jenis klinoptilolit memiliki komposisi kimia SiO2 50 55%, Al2O3 9.3 11.4%, Fe2O3 2.2 2.8%, Na2O 0.8 1.1%, K2O 2.9 4.3%, MgO 0.8 1.2%, CaO 13.7 17.2%, MnO 0.07 0.22%, dan air 14 16%. Puncak 2θ untuk mineral zeolit jenis klinoptilolit berdasarkan JCPDS No 17-0143 ialah 17.305, 22.319, 23.849, 24.850, 25.923, 26.108, 28.036, 30.063, 31.936, dan 32.655 (Lampiran 5). Perbedaan nilai sudut 2θ yang tidak terlalu jauh menunjukkan bahwa aktivasi pada suhu 100 °C tidak merusak struktur, tetapi hanya menguapkan air yang terdapat pada pori-pori zeolit. Diduga zeolit dari setiap daerah mengandung campuran zeolit jenis mordenit, karena puncak difraksi sinar-X yang dimiliki zeolit jenis mordenit (JCPDS No 6-239 den an puncak 2θ: 6.447, 9.745, 15.322, 22.254, 25.631, 26.332, 27.651, dan 30.937) juga dimiliki zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya, tetapi intensitasnya kecil. Aktivasi zeolit secara kimia bertujuan membersihkan permukaan pori dari pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan (Ginting et al. 2007). Proses
aktivasi zeolit dengan perlakuan HCl pada konsentrasi tertentu menyebabkan zeolit mengalami dealuminasi dan dekationisasi, yaitu keluarnya Al dan kation-kation dari dalam kerangka zeolit (Lampiran 6). Dekationisasi memperluas permukaan zeolit, karena pengotor yang menutupi pori-pori zeolit berkurang. Permukaan yang semakin luas diharapkan meningkatkan kemampuan zeolit dalam proses adsorpsi (Fatimah 2009).
Aktivitas Antioksidan Zeolit Metode DPPH digunakan untuk melihat potensi zeolit alam sebagai antioksidan. Metode ini mudah, cepat, dan peka untuk pengujian aktivitas antioksidan (Koleva et al. 2002). Kontrol positif yang digunakan adalah asam askorbat. Asam askorbat mudah mengalami oksidasi oleh radikal bebas karena mempunyai 2 gugus -OH enolik. Radikal bebas akan menarik atom hidrogen dari kedua gugus tersebut sehingga terbentuk radikal oksigen yang stabil dan tidak membahayakan karena elektron tak berpasangan didelokalisasikan melalui resonans (Cholison & Utami 2008) (Lampiran 7). Aktivitas antioksidan suatu senyawa dapat mengubah warna larutan DPPH dari ungu menjadi kuning. Warna ungu DPPH memberikan serapan kuat pada panjang gelombang 517 nm. Ketika elektron tak berpasangan pada
5
radikal DPPH menjadi berpasangan oleh sumbangan elektron dari senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan, absorbans menurun secara stokiometri sesuai jumlah elektron yang diambil. Semua sampel zeolit alam tanpa perlakuan aktivasi telah memiliki kemampuan menghambat senyawa radikal bebas, terlihat dari nilai absorbans yang lebih kecil dibandingkan dengan kontrol negatif (Lampiran 8). Namun, data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa semua zeolit masih memiliki aktivitas antioksidan yang jauh lebih rendah dari pada asam askorbat (kontrol positif). Permukaan pori zeolit masih tertutupi pengotor sehingga perlu dilakukan aktivasi. Diduga mekanisme penangkapan radikal DPPH pada zeolit berbeda dengan asam askorbat. Zeolit tidak hanya menetralkan radikal DPPH dengan menyumbangkan elektron, tetapi juga menangkap dan mengadsorpsi radikal DPPH tersebut di dalam strukturnya (Lampiran 9). Tabel 1 Aktivitas antioksidan zeolit alam tanpa perlakuan dan vitamin C Sampel Zeolit Banten Zeolit Lampung Zeolit Sukabumi Zeolit Tasikmalaya Asam askorbat
Aktivitas antioksidan (%) 55.20 31.95 42.46 41.20 92.14
Menurut Sukmawardany et al. (2004), zeolit di Indonesia, terutama zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya adalah jenis klinoptilolit. Hal tersebut didukung oleh hasil analisis SEM dan XRD. Struktur sangkar zeolit klinoptilolit mempunyai 2 pori utama. Pori pertama dibatasi oleh 10 oksigen berdiameter 10.685 Å, ditempati oleh logam alkali dan alkali tanah (Ca, Na, K, Mg, Fe, dan Sr). Pori kedua lebih kecil, dibatasi oleh 8 oksigen berdiameter 8.193 Å, dan ditempati oleh molekul air, logam alkali, dan alkali tanah (Lampiran 10) (Supardi 2010). Zeolit dapat mengadsorpsi molekul DPPH karena ukuran molekulnya lebih kecil dibandingkan dengan ukuran pori zeolit. Nisbah Si/Al pada struktur zeolit memengaruhi ukuran porinya. Zeolit jenis klinoptilolit memiliki nisbah Si/Al sedang. Semakin kecil nisbah Si/Al, diameter pori semakin besar. Atom Sr dan Ca sebagai kation penyeimbang struktur kerangka zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan
Tasikmalaya memiliki jejari atom 1.914 dan 1.74 Å. Ukuran atom Sr dan Ca menyebabkan pelebaran sudut Si-O-Al sehingga membentuk pori yang besar (Kasmui et al. 2009). Semakin besar diameter pori zeolit, semakin mudah DPPH teradsorpsi. Tipe utama interaksi adsorpsi DPPH dengan zeolit adalah gaya van der Waals, hasil interaksi dispersif dan induktif molekul DPPH dengan zeolit (Vasileva et al. 2010). Permukaan zeolit yang bermuatan negatif dan keberadaan oksida logam sebagai reduktor mengakibatkan zeolit dapat menstabilkan radikal DPPH. Atom oksigen sebagai penghubung antara atom Si dan Al yang membentuk pori-pori intrakristalin memiliki 2 pasang elektron bebas. Elektron bebas tersebut akan disumbangkan kepada atom N pada molekul DPPH sehingga aktivitas radikal DPPH dapat diredam. Selain itu, oksida logam seperti Fe dan Mn pada struktur zeolit memiliki kemampuan melepas elektron yang dimiliki untuk mereduksi radikal DPPH. Keberadaan oksida logam Fe dan Mn sebagai reduktor pada zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya tidak teramati oleh XRD sehingga perlu dilakukan analisis dengan menggunakan spektroskopi sinar-X dispersif energi (EDX) untuk melihat komposisi kimia zeolit. Potensi zeolit alam sebagai antioksidan dapat terlihat dari perubahan warna ungu DPPH menjadi kuning (Gambar 5).
a
b
c
d
e
Keterangan: a = larutan DPPH awal, b = zeolit Banten, c = zeolit Lampung, d = zeolit Sukabumi, dan e = zeolit Tasikmalaya.
Gambar 5 Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit alam tanpa perlakuan. Hasil uji zeolit teraktivasi-kalsinasi (Tabel 2) menunjukkan peningkatan aktivitas antioksidan untuk pemanasan pada suhu 100 °C. Aktivitas antioksidan zeolit teraktivasisuhu kemudian menurun dengan meningkatnya suhu.
6
Tabel 2 Aktivitas antioksidan zeolit alam teraktivasi-suhu Sampel Zeolit Banten Lampung Sukabumi Tasik
Aktivitas antioksidan (%) Suhu (°C) 100 200 300 400 79.94 42.56 34.92 4.78 75.26 29.83 23.46 6.37 85.56 37.26 31.85 7.54 78.47 39.60 28.77 5.41
Pada suhu 100 °C pengotor atsiri seperti air telah teruapkan. Dehidrasi molekul air akan membentuk pori-pori dan saluran yang dapat mengadsorpsi molekul DPPH. Selain itu, logam pengotor seperti oksida logam Fe dan Mn tidak hilang pada suhu 100 °C dan dapat berperan sebagai reduktor yang meningkatkan aktivitas zeolit sebagai antioksidan. Perubahan warna DPPH dari ungu menjadi kuning terlihat jelas pada zeolit yang teraktivasi-suhu 100 °C (Gambar 6).
a
b
c
d
Keterangan: a = zeolit Banten, b = zeolit Lampung, c = zeolit Sukabumi, dan d = zeolit Tasikmalaya.
Gambar 6 Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit teraktivasi-suhu 100 °C. Pada suhu 400 °C terjadi perubahan fase zeolit sehingga aktivitasnya sebagai antioksidan menurun. Menurut Barrer (1982), suhu aktivasi yang terlalu tinggi menyebabkan dehidroksilasi gugus -OH pada struktur zeolit. Akibatnya, ikatan Si-O-Al putus dan terbentuk gugus siloksana (Si-O-Si) serta aluminium yang miskin gugus hidroksil. Menurut Saputra (2006), perbedaan komposisi kation penyeimbang dan nisbah Si/Al menyebabkan kestabilan zeolit alam terhadap suhu berbeda-beda pula. Zeolit alam dengan nisbah Si/Al tinggi lebih tahan terhadap suhu tinggi daripada yang nisbah Si/Al-nya rendah (Józefaciuk & Bowanko 2002). Zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya termasuk jenis klinoptilolit yang memiliki nisbah Si/Al sedang sehingga mudah rusak
pada suhu tinggi. Selama pemanasan pada suhu 400 °C terjadi perubahan warna zeolit alam. Hal ini dikarenakan zeolit mengalami perubahan struktur akibat pemanasan yang terlalu tinggi. Hasil uji zeolit teraktivasi-asam (Tabel 3) menunjukkan peningkatan aktivitas antioksidan dibandingkan dengan zeolit tanpa perlakuan, tetapi menurun dibandingkan dengan zeolit teraktivasi-kalsinasi. Aktivitas antioksidan didapati semakin menurun seiring meningkatnya konsentrasi asam. Pada zeolit alam teraktivasi-asam, konsentrasi HCl 1 M menunjukkan aktivitas antioksidan paling tinggi. Tabel 3 Aktivitas antioksidan zeolit alam teraktivasi-asam Sampel Zeolit Banten Lampung Sukabumi Tasik
Aktivitas antioksidan (%) 1M 2M 3M 4M 63.18 59.80 49.44 48.15 65.84 61.17 47.69 45.81 66.56 56.11 48.98 44.02 61.94 58.45 49.33 41.81
Pencucian zeolit dengan HCl 1 M meningkatkan luas permukaan karena berkurangnya pengotor berupa oksida logam dan zat lain yang terikat di sekitar kristal zeolit, yang tidak terlepas pada saat pencucian dengan air (Herawati et al. 1997). Perubahan warna DPPH dari ungu menjadi kuning terlihat jelas pada zeolit yang teraktivasi-HCl 1 M (Gambar 7). Perubahan warna tersebut mengindikasikan aktivitas zeolit sebagai antioksidan.
a
b
c
d
Keterangan: a = zeolit Banten, b = zeolit Lampung, c = zeolit Sukabumi, dan d = zeolit Tasikmalaya.
Gambar 7
Perubahan warna larutan DPPH setelah penambahan zeolit teraktivasi-HCl 1 M.
Penurunan aktivitas antioksidan zeolit pada aktivasi dengan konsentrasi HCl 4 M
7
disebabkan oleh terjadinya dealuminasi (Vasileva et al. 2010). Ion H+ hasil penguraian HCl dalam medium air akan diserang oleh atom oksigen yang terikat pada Si dan Al. Nilai energi disosiasi ikatan Al-O (116 kkal/mol) jauh lebih rendah daripada ikatan Si-O (190 kkal/mol), maka ikatan Al-O jauh lebih mudah terurai (Auerbach et al. 2003). Karena itu, ion H+ akan cenderung memutuskan ikatan Al-O pada kerangka zeolit dan terbentuk gugus silanol. Ion Cl– hasil penguraian ion HCl juga akan memengaruhi kekuatan ikatan Al-O dan Si-O. Ion Cl– memiliki elektronegativitas yang tinggi (3.16) dan berukuran kecil (r = 0.97 Å), sehingga mudah berikatan dengan kation bervalensi besar seperti Si4+ dan Al3+. Akan tetapi, ion Cl– akan cenderung berikatan dengan atom Al dikarenakan elektronegativitas atom Al lebih kecil (1.61) dibandingkan dengan Si (1.90) (Mutngimaturrohmah et al. 2009). Dealuminasi ini merusak struktur kristal zeolit sehingga kemampuannya mengadsorpsi radikal DPPH menurun. Akibatnya aktivitas zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya sebagai antioksidan menjadi sangat kecil. Herawati et al. (1997) telah membuktikan bahwa struktur klinoptilolit lebih tahan terhadap perlakuan dengan basa daripada perlakuan dengan asam.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Aktivitas antioksidan zeolit Banten adalah 55.20%, lebih besar daripada zeolit Sukabumi, Tasikmalaya dan Lampung, yaitu 42.46%; 41.20%; dan 31.95%. Aktivitas tersebut diukur dengan metode DPPH. Morfologi SEM permukaan zeolit menunjukkan bentuk kubus tidak beraturan, mirip dengan kristal klinoptilolit. Aktivasi zeolit dengan suhu 100 °C dan dengan HCl dapat meningkatkan aktivitas antioksidan. Aktivitas antioksidan optimum diperoleh zeolit Sukabumi, yaitu sebesar 85.56% dengan aktivasi pada suhu 100 °C dan 66.56% pada aktivasi dengan HCl 1 M. Pencirian struktur menggunakan XRD pada zeolit yang memiliki aktivitas antioksidan paling tinggi menunjukkan bahwa zeolit Banten, Lampung, Sukabumi, dan Tasikmalaya merupakan jenis klinoptilolit dengan kandungan kalsium dan strontium (Ca dan Sr).
Saran Perlu dilakukan optimasi aktivasi zeolit agar diperoleh zeolit dengan aktivitas antioksidan yang terbaik serta modifikasi zeolit alam dengan oksida logam untuk meningkatkan aktivitas antioksidan.
DAFTAR PUSTAKA Aranda RS, Lopez LAP, Arroyo JL, Garza BAA, de Torres JL. 2009. Antimicrobial and antioxidant activities of plants from northeast of Mexico. J Med 11:1-6. Arief S. 2009. Radikal bebas. Medical [terhubung berkala]. http://smf.Unair. ac.id/journal [10 Mei 2010]. Astuti NY. 2009. Uji aktivitas penangkapan radikal DPPH oleh analog kurkumin monoketon dan heteroalifatik monoketon [skripsi]. Surakarta: Fakultas Farmasi, Universitas Muhamadiyah Surakarta. Auerbach SM, Corrado KA, Dutta PK, editor. 2003. Zeolite Science and Technology. New York: Marcel Dekker. Barrer RM. 1982. Hydrotermal Chemistry of Zeolites. London: Acad Pr. . Cholison Z, Utami W. 2008. Aktivitas penangkapan radikal ekstrak etanol 70% biji jengkol. Pharmacon 9:33-40. Fatimah D. 2009. Peningkatan kualitas zeolit alam Cikarang, Tasikmalaya dengan metoda asam mineral. Di dalam: Optimalisasi Pemanfaatan Sumber Daya dan Mitigasi Kebencanaan di Indonesia. Prosiding Pemaparan Hasil Penelitian Puslit Geoteknologi; Bandung, 3 Des 2009. Bandung: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia; 3 Des 2009. hlm 1-7. Ginting A, Anggraini D, Indaryati S, Kriswarini R. 2007. Karakterisasi komposisi kimia, luas permukaan pori, dan sifat termal dari zeolit Bayah, Tasikmalaya, dan Lampung. J Teknik Bahan Nuklir 3:1-48. Halide H. 2008. Panduan Teknis CADS_TOOLS (Suatu Perangkat Pendukung Keputusan dalam Budidaya Keramba Jaring Apung). Chaidir M, penerjemah. Makasar: Universitas Hasanudin. Terjemahan dari: Planning Tools for Environmentally Sustainable
8
Tropical Finfish Cage Culture Indonesian and Northern Australia.
in
Haryati T. 2011. Aktivitas antioksidan beberapa tanaman obat menggunakan zeolit alam sebagai bahan penompang [tesis]. Bogor: Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Herawati E, Soemantoyo R, Almanar. 1997. Pengaruh perlakuan kimiawi terhadap karakteristik zeolit alam Lampung. Di dalam: Proceedings of Seminar Ilmiah FT UI: Masalah dan Penanganan Limbah Industri, Tinjauan dari Aspek Teknologi, VI.1-VI.5. Józefaciuk G, Bowanko G. 2002. Effect of acid and alkali treatment on surface areas and adsorption energies of selected minerals. Clays Clay Minerals 50:771783. Kasmui, Sugianti N, Subiyanto. 2009. Perubahan ukuran pori pada modifikasi molekul ZSM-5 dengan ragam rasio Si/Al dan ragam rasio kation menggunakan metode mekanika molekuler. Nat Zeolite 22:1-19. Koleva et al. 2002. Screening of plant extracts for antioxidant activity: a comparative study on three testing methods. Phytochem Anal 13:8-17. Kresimir P, Miroslav C. 2001. Natural zeolite clinoptilolite: new adjuvant in anticancer therapy. J Mol Med 78:708-720. [LIPI] Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. 2008. Pengolahan Mineral Tekto-silika Alam untuk Subtitusi Impor Sediaan Bahan Baku Farmasi: Rekayasa Batuan sebagai Basis Mineral Antiseptik melalui Penanaman Inhibitor dengan Metode Kontinyu: Program Insentif Penelitian dan Perekayasaan LIPI Tahun 2010. Bandung: LIPI.
Mutngimaturrohmah, Gunawan, Khabibi. 2009. Aplikasi zeolit alam terdealuminasi dan termodifikasi HDTMA sebagai adsorben fenol [skripsi]. Semarang: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Diponegoro. Nais F, Wibawa G. 2011. Peningkatan kapasitas zeolit alam Indonesia sebagai absorben pada produksi Bioethanol Fuel Grade. Di dalam: Prosiding Seminar Nasional Teknologi Industri XV; Surabaya, 12 Mei 2011. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November. hlm 187-193. Ozge G. 2005. Synthesis and characterization of clinoptilolite [thesis]. Middle: The Graduate School of Natural and Applied Sciences, The Middle East Technical University. Pourmorad F, Hosseinimehr SJ, Shahabimajd N. 2006. Antioxidant activity, phenol, and flavonoid contents of some selected Iranian medical plants. J Biotechnol 11: 1142-1145. Rakhmatullah DK, Wiradini G, Ariyanto NP. 2007. Pembuatan adsorden dari zeolit alam dengan karakteristik adsorption properties untuk kemurnian bioetanol [skripsi]. Bandung: Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung. Rohaeti E. 2007. Pencegahan pencemaran lingkungan oleh logam berat krom limbah cair penyamakan kulit: Studi kasus di Kabupaten Bogor [disertasi]. Bogor: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Rosdiana T. 2006. Pencirian dan uji aktivitas katalitik zeolit alam teraktivasi [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Las I. 2004. Pengelolaan variabilitas iklim untuk mendukung ketahanan pangan nasional [monograf]. Jakarta: Direktorat Jenderal Tanaman Pangan.
Saputra R. 2006. Pemanfaatan zeolit sintesis sebagai alternatif pengolahan limbah industri [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia.
Mustain A, Falah M, Furoiddun M, Wibawa G. 2011. Pengurangan kandungan Ca2+ dari zeolit alam untuk meningkatkan kualitasnya menjadi zeolit A [abstrak]. Di dalam: Seminar Rekayasa Kimia dan Proses; Surabaya, 26 Jul 2011. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November ISSN 1411-4216. Abstr no E-05-1.
Srihapsari D. 2006. Penggunaan zeolit alam yang telah diaktivasi dengan larutan HCl untuk menjerap logam-logam penyebab kesadahan air [skripsi]. Semarang: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
9
Sukmawardany R, Latif NA, Sutisna T, Riva E. 2004. Inventarisasi dan evaluasi sumber daya mineral di daerah Kabupaten Lampung Barat dan Tanggamus-Provinsi Lampung. P3G 5:20-22. Supardi. 2010. Preparasi dan Modifikasi Zeolit Alam sebagai Penyaring Limbah Cair Industri. Riset Unggulan Terpadu PTPLR-BATAN. Susanto A, Rhona D, Mardiyani I. 2009. Vitamin C sebagai antioksidan [skripsi]. Surakarta: Fakultas Peternakan, Universitas Sebelas Maret. Sutarti M, Minta R. 1994. Zeolit. Tinjauan Literaturat. Jakarta: Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah, LIPI. Suyartono, Husaini. 1991. Tinjauan terhadap kegiatan penelitian karakteristik dan pemanfaatan zeolit di Indonesia yang dilakukan pusat pengembangan teknologi mineral pada periode 1980-1991. PTM 1: 12-19 Swantomo D, Kundari NA, Pambudi SL. 2009. Adsorpsi fenol dalam limbah dengan
zeolit alam terkalsinasi. Di dalam: Seminar Nasional V. Bandung: BATAN-STTN, 705-713. Syafii F. 2011. Modifikasi zeolit melalui interaksi dengan Fe(OH)3 untuk meningkatkan kapasitas tukar anion. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Vasileva SU, Borodina EV, Kotova DL, Selemenev VF. 2010. Mechanism fixing vitamine E on clinoptilolite tuff. Di dalam: Hechkt, editor. Application of Natural Zeolite in Medicine and CosmetologyZEOMEDCOS. Proceedings of ZEOMEDCOS; Azerbaijan, 27-29 Sep 2010. London: Int Acad Sci H & E. hlm 86-92. Yuliusman, Widodo, Yulianto, Yuda. 2010. Preparasi zeolit alam dengan larutan HF, HCl, dan kalsinasi untuk adsorpsi gas CO [abstrak]. Di dalam: Seminar Rekayasa Kimia dan Proses. Depok: Universitas Indonesia-ISSN 1411-4216. Abstr no E16-1
10
LAMPIRAN
11
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Zeolit Alam
Penghancuran Zeolit Alam
Penyaringan Zeolit
Zeolit Alam Berukuran
SEM
100 Mesh
Aktivasi Zeolit Alam
Aktivasi dengan
Aktivasi dengan
Penambahan Asam (HCl)
Suhu
Zeolit Teraktivasi-
Zeolit Teraktivasi-Suhu
HCl 1, 2, 3, & 4 M
100, 200, 300, & 400 °C
Uji Aktivitas Antioksidan dengan DPPH
XRD
12
Lampiran 2 Nilai loss of ignition (LOI) zeolit alam pada suhu 1100 °C Cawan + zeolit (g)
Cawan kosong (g)
Awal
Akhir
Banten
26.1968
27.1979
27.0280
16.97
Lampung
24.9304
25.9429
25.7801
16.08
Sukabumi
20.4241
21.4334
21.2738
15.81
Tasikmalaya
18.1955
19.1993
19.0768
12.20
Zeolit alam
Contoh perhitungan: (
LOI (%)
)
(
)
13
Lampiran 3 Data XRD (a) Data XRD zeolit Lampung Proses data awal Kelompok : DiAS_Std_02_2012 Data : Zeolit_Lampung_Dony no.
peak no.
2 theta (deg)
d (A)
I/II
FMWH (deg)
Intensity (Counts)
1 2 3
49 37 31
28.0769 23.6517 22.4107
3.17554 3.75870 3.96396
100 59 57
0.12360 0.11300 0.30180
230 136 132
Integrated Int (Counts) 1529 847 2259
(b) Data XRD zeolit Banten Proses data awal Kelompok : DiAS_Std_02_2012 Data : Zeolit_Banten_Dony no.
peak no.
2 theta (deg)
d (A)
I/II
FMWH (deg)
Intensity (Counts)
1 2 3
17 21 24
22.3239 25.6988 27.7138
3.97917 3.46375 3.21631
100 74 54
0.60600 0.31830 0.42400
125 92 68
Integrated Int (Counts) 4451 2186 1382
(c) Data XRD zeolit Sukabumi Proses data awal Kelompok : DiAS_Std_02_2012 Data : Zeolit_Sukabumi_Dony no.
peak no.
2 theta (deg)
d (A)
I/II
FMWH (deg)
Intensity (Counts)
1 2 3
12 18 19
22.3541 26.5784 27.9115
3.97387 3.35108 3.19398
100 56 38
0.68670 0.55000 0.74000
108 60 41
Integrated Int (Counts) 4101 1996 1655
(d) Data XRD zeolit Tasikmalaya Proses data awal Kelompok : DiAS_Std_02_2012 Data : Zeolit_Tasikmalaya_Dony no.
peak no.
2 theta (deg)
d (A)
I/II
FMWH (deg)
Intensity (Counts)
1 2 3
9 14 12
22.1326 27.7617 25.7846
4.01313 3.21087 3.45242
100 50 41
0.09070 0.76000 0.70660
101 50 41
Integrated Int (Counts) 5475 2083 1246
14
Lampiran 4 Profil pola puncak difraksi zeolit alam dibandingkan dengan profil pola literatur ICDD
15
Lampiran 5 Basis data puncak 2θ untuk zeolit alam (klinoptilolit tipe heulandit)
16
Lampiran 6 Skema reaksi dealuminasi dan dekationisasi
Me+ : Na+, K+, Ca+, Mg2+, NH4+.....
17
Lampiran 7 Sumbangan proton dari antioksidan ke radikal DPPH N(C 6H5)2 N CH 2OH
O O
O 2N
OH
NO 2
+ O H
HO
NO 2 DPPH
Asam askorbat
N(C 6H5)2 CH 2OH
O O
OH
HO
NH
+
O 2N
NO 2
O NO 2
N(C 6H5)2 N CH 2OH
O O
O 2N
OH
NO 2
+ H
O
O
NO 2
N(C 6H5)2 NH CH 2OH
O O
OH
O
O
Asam dehidroaskorbat
O 2N
NO 2
+ NO 2 DPP Hidrazin (bentuk reduksi)
18
Lampiran 8 Uji DPPH pada zeolit alam (a) Zeolit alam tanpa perlakuan Sampel zeolit
Absorbans
Aktivitas antioksidan (%)
0.422 0.641 0.542 0.554 0.074
55.20 31.95 42.46 41.14 92.14
Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Vitamin C (kontrol positif)
Contoh perhitungan: Persen aktivitas antioksidan zeolit Banten ktivitas penan kapan adikal
A A
100
0 942 0 422 0 942
100
55 20
(b) Zeolit alam teraktivasi-suhu Suhu aktivasi (°C)
100
200
300
400
Sampel zeolit Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya
Absorbans 0.189 0.233 0.136 0.297 0.541 0.661 0.591 0.569 0.613 0.721 0.642 0.671 0.897 0.882 0.871 0.891
Aktivitas antioksidan (%) 79.94 75.26 85.56 68.47 42.56 29.83 37.26 39.60 34.92 23.46 31.85 28.77 4.78 6.37 7.54 5.41
19
lanjutan Lampiran 8 Contoh perhitungan: Persen aktivitas antioksidan zeolit Banten teraktivasi-suhu 100 °C ktivitas penan kapan adikal
A
100
A
0 942 0 189 0 942
100
79 94
(c) Zeolit alam teraktivasi-asam (HCl) Konsentrasi asam (M) 1
2
3
4
Sampel zeolit
Absorbans
Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya Banten Lampung Sukabumi Tasikmalaya
0.347 0.322 0.315 0.358 0.378 0.366 0.413 0.391 0.476 0.490 0.471 0.472 0.488 0.510 0.527 0.548
Aktivitas antioksidan (%) 63.18 65.84 66.56 61.94 59.80 61.17 56.11 58.45 49.44 47.98 49.98 49.33 48.15 45.81 44.02 41.81
Contoh perhitungan: Persen aktivitas antioksidan zeolit Banten teraktivasi-HCl 1 M ktivitas penan kapan adikal
A A
100
0 942 0 347 0 942 63 18
100
20
Lampiran 9 Mekanisme zeolit menetralkan radikal DPPH a. Adsorpsi molekul DPPH
b. Penetralan radikal DPPH
21
Lampiran 10 Data struktur zeolit klinoptilolit tipe heulandit
10 ring
8 ring
