11 Penentuan Kapasitas Tukar Kation [PDF]

Citation preview

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK) Zeolit Pendahuluan Zeolit adalah mineral kristal alumina silikat berpori terhidrat yang mempunyai struktur kerangka tiga dimensi terbentuk dari tetrahedral [SiO4]4- dan [AlO4]5-. Kedua tetrahedral di bagian atas dihubungkan oleh atom-atom oksigen, menghasilkan struktur tiga dimensi terbuka dan berongga yang didalamnya diisi oleh atom-atom logam biasanya logam-logam alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas. Beberapa contoh struktur zeolit ditampilkan pada Gambar 1. Zeolit merupakan suatu kelompok mineral yang dihasilkan dari proses hidrotermal pada batuan beku basa. Mineral ini biasanya dijumpai mengisi celah-celah ataupun rekahan dari batuan tersebut. Selain itu zeolit juga merupakan endapan dari aktivitas volkanik yang banyak mengandung unsur silika.



Gambar 1 Contoh struktur zeolit alami Saat ini, zeolit banyak digunakan sebagai adsorben alami yang dapat digunakan sebagai material penjerap logam berat dan limbah B3. Salah satu faktor penting yang berkaitan dengan penggunaan zeolit sebagai material penjerap adalah dalam hal kemampuannya sebagai penukar kation. Kapasitas tukar kation (KTK) atau cation exchange capacity merupakan jumlah total kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid yang bersifat negatif. Salah satu cara sederhana yang dapat digunakan untuk menentukan nilai KTK pada zeolit adalah kompleksometri. Prinsip dasar titrasi kompleksometri adalah terjadinya reaksi pembentukan ion-ion kompleks antara bahan yang akan dianalisis dan titran. Terdapat dua cara yang terkenal dari titrasi jenis ini yaitu cara Liebig dan Schwarzenbach. Cara Liebig menggunakan ligan monodental sebagai pengkelat misalnya menggunakan titran AgNO3 untuk menentukan kadar CN-, sedangkan pada cara Schwarzenbach menggunakan ligan polidental terutama asam-asam aminopolikarboksilat. Salah satu contohnya adalah ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) yang merupakan suatu asam organik berbasa empat. Titrasi kompleksometri ini merupakan metode konvensional yang dapat digunakan untuk menentukan kadar kalsium atau logam lain dalam suatu sampel. Logam tersebut akan dikelat oleh EDTA selama proses titrasi dan titik akhir akan ditunjukan oleh perubahan warna indikator metalokromik. Hal tersebut menyebabkan titrasi kompleksometri jenis ini dikenal juga dengan sebutan kelatometri. Pada percobaan ini akan dilakukan perhitungan nilai kapasitas tukar kation dari berbagai sampel zeolit.



Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan yaitu neraca, sudip, batang pengaduk, gelas ukur 10 mL, tabung reaksi, pipet tetes, labu takar 50 mL, buret teflon, Erlenmeyer 250 mL, dan plastic wrap. Bahan yang digunakan yakni sampel zeolit, NaCl, CaCl2, EDTA, buffer pH 10, indikator ErioT, dan akuades. Prosedur Preparasi sampel. Sebanyak 0.5 g sampel zeolit dimasukan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 15 mL CaCl2 0.5 M lalu dikocok selama 10 menit dan didiamkan selama 20 menit. Bagian supernatan dibuang dan ditambahkan kembali CaCl2 yang baru lalu dikocok kembali seperti perlakuan awal. Setelah zeolit dipisahkan dari supernatan, zeolit dicuci dengan 15 mL akuades lalu dikocok dan dipisahkan kembali seperti perlakuan dengan CaCl2. Pencucian dilakukan 2 kali. Setelah zeolit dicuci dan dipisahkan kembali dari akuades, sampel ditambahkan 15 mL NaCl kemudian dikocok dan dipisahkan supernatannya seperti perlakuan awal, dilakukan 2 kali, kali ini supernatan dipisahkan lalu disimpan dalam labu ukur 50 mL, kemudian ditera dengan akuades dan akan digunakan dalam penentuan KTK. Standardisasi EDTA. Standardisasi EDTA menggunakan CaCl2 dilakukan untuk menentukan konsentrasi aktual titran EDTA. Sebanyak 10 mL CaCl2 0.5 M dimasukan ke dalam erlenmeyer lalu ditambahkan 0.5 mL bufer pH 10 dan 3 tetes indikator Erio-T, kemudian dititrasi dengan EDTA hingga mengalami perubahan warna dari ungu menjadi biru. Standardisasi dikerjakan triplo. Penentuan KTK ion Ca2+ secara kelatometri. Sebanyak 10 mL sampel dimasukan ke dalam erlenmeyer lalu ditambahkan 0.5 mL bufer pH 10 dan 3 tetes indikator Erio-T. Sampel kemudian dititrasi dengan EDTA hingga mengalami perubahan warna dari ungu menjadi biru. Penentuan KTK dikerjakan triplo.