Perpustakaan Digital ITB

Sebagai negara yang alamnya kaya akan jenis batuan dan mineral, air tanah di Indonesia khususnya daerah Bandung, mengandung kadar ion logam yang cukup tinggi, salah satunya ion besi dan mangan. Penyisihan logam dalam air menggunakan teknik penyaringan (filtrasi) sudah cukup banyak dilakukan dengan media yang paling umum, media zeolit. Batu alam hijau Sukabumi, Jawa Barat merupakan salah satu sumber mineral mordenite yang dapat digunakan sebagai media filtrasi. Banyaknya sisa hasil pemotongan batu alam yang tidak digunakan diharapkan dapat menjadi bahan yang berguna dalam proses pengolahan air. Melalui penelitian ini akan dilihat kemampuan mordenite batu alam hijau Sukabumi dalam mengadsorpsi ion besi dan mangan. Data percobaan mengikuti kinetika model pseudo second order. Model pseudo second order mengindikasikan proses kimia sebagai pengontrol laju adsorpsi. Nilai laju awal adsorpsi menggunakan mordenite aktivasi lebih tinggi dibandingkan mordenite alami yang meningkat dari 0,013 mg/g.menit menjadi 0,034 mg/g.menit untuk adsorpsi besi dan 0,033 mg/g.menit menjadi 0,047 mg/g.menit pada adsorpsi mangan. Untuk hasil uji isoterm adsorpsi besi dan mangan, data percobaan mengikuti model isoterm Freundlich. Harga 1/n pada isoterm Freundlich berhubungan dengan besarnya gaya dorong (driving force) adsorpsi dan distribusi situs-situs energi pada adsorben. Nilai 1/n yang kurang dari 1 mendeskripsikan permukaan adsorpsi yang heterogen dan menunjukkan bahwa adsorpsi terjadi secara fisik (Physical adsorption). Sementara parameter nilai KF sebagai indikator kapasitas adsorpsi mengalami peningkatan pada mordenite aktivasi. Nilai KF pada mordenite aktivasi dalam mengadsorpsi besi menunjukkan peningkatan yang tidak begitu signifikan yaitu 0,204 mg/g menjadi 0,215 mg/g dibandingkan adsorpsi mangan yang naik dari 0,1857 mg/g menjadi 0,378 mg/g. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan mordenite yang diaktivasi dalam menyerap mangan cenderung lebih tinggi. Baik dari hasil uji kinetika dan isoterm menunjukkan bahwa pengaktivasian mampu meningkatkan kapasitas adsorpsi ion besi dan mangan, terutama adsorpsi ion mangan. Pada larutan multicomponent (campuran besi dan mangan), dengan menggunakan mordenite alami, kehadiran mangan dalam larutan menurunkan kapasitas adsorpsi mangan. Pada titik kesetimbangan (menit ke-30), dengan konsentrasi mangan yang lebih rendah dari besi, kapasitas adsorpsi besi menurun sebesar 11,4 % pada mordenite alami dan 4,7% pada mordenite aktivasi. Sedangkan pada konsentrasi mangan yang lebih tinggi, kapasitas adsorpsi besi menurun sebesar 19,7% pada mordenite alami dan 14,3% pada mordenite aktivasi. Begitu juga dengan kehadiran besi yang menurunkan kapasitas adsorpsi mangan dengan menggunakan mordenite alami. Pada titik kesetimbangan (menit ke-30), dengan konsentrasi besi yang lebih rendah dari mangan, kapasitas adsorpsi mangan menurun sebesar pada 2,45% sedangkan pada konsentrasi besi yang lebih tinggi, kapasitas adsorpsi mangan menurun sebesar 28,75%. Berbeda dengan penggunaan mordenite aktivasi dalam penyisihan mangan, kehadiran besi dalam larutan terlihat tidak memberikan pengaruh besar terhadap adsorpsi mangan ke dalam mordenite. Variasi konsentrasi besi dalam air (lebih tinggi atau lebih rendah) dari konsentrasi mangan sama-sama tidak mempengaruhi kapasitas adsorpsi mangan pada larutan. Pada titik kesetimbangan (menit ke-30) baik pada larutan single dan multicomponent, kapasitas adsorpsi mangan menujukkan nilai yang lebih kurang sama. Hasil uji termodinamika memberikan nilai energi bebas Gibbs standar (?G0). Jika dibandingkan nilai ?G0 antara besi dan mangan, setelah pengaktivasian nilai ?G0 mengalami kenaikan yang lebih tinggi dalam adsorpsi besi dari -4,715 kJ/mol menjadi -8,723 kJ/mol dibandingkan mangan yang berubah dari -3.036 kJ/mol menjadi -4.496 kJ/mol. Nilai ?G0 yang lebih besar mengindikasikan kebutuhan energi untuk proses adsorpsi besi menggunakan mordenite aktivasi lebih besar. Nilai ?G0 yang berkisar antara -20 kJ/mol hingga 0 kJ/mol memberikan informasi mengenai mekanisme yang terjadi berupa mekanisme fisik. Dari hasil uji kinetika adsorpsi, isoterm adsorpsi, dan termodinamika, proses sorpsi logam besi dan mangan pada mordenite alami dan aktivasi terjadi dengan 2 mekanisme yaitu pada mordenite berupa proses fisik (berupa gaya elektrostatik) yang diikuti dengan proses kimia (tukar ion dan pembentukan senyawa kompleks).