Wednesday, March 27, 2013

Pengertian Zeolit

Bahan Pengisi
Bahan pengisi adalah bahan yang digunakan untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk meningkatkan sifat-sifatnya dan kemampuan pemrosesan atau untuk mengurangi biaya. Bahan pengisi haruslah inert artinya bahan tersebut tidak bereaksi dengan fase matriks (plastik) campuran fisik, sering dilakukan antara resin termoplastik/karet atau termoplastik/filler.
Penggunaan bahan pengisi secara luas dapat menghasilkan perubahan berikut dalam sifat-sifat termoplastik suatu matrik polimer
1.      Bertambahnya densitas
2.      Bertambahnya modulus elastisitas, pemadatan dan pengerasan bahan
3.      Peningkatan kekuatan kualitas permukaan
4.      Berkurangnya penyusutan bahan
Bahan pengisi yang digunakan dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu organik dan anorganik dan setiap kelompok ini dibagi kedalam tipe jenis berserat (fibrous) dan tidak berserat (unfibrous) yang diperlihatkan pada tabel 2.6  pengelompokkan bahan pengisi.

Tabel 2.6. Pengelompokan Bahan Pengisi
Tipe
Organik
Anorganik
Berserat
Tepung kayu, kapas, selulosa kayu murni
Asbestos, serat kaca
Tidak berserat
Karbon hitam, grafit, serbuk gabus
Silika, kalsium karbonat, kalsium silikat, mika, barium sulfat, tanah liat
(Siagian, K.A., 2009)
Zeolit
Zeolit adalah mineral yang terdiri atas kristal alumino silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Nama zeolit sendiri berasal dari kata “zein” yang berarti mendidih dan “lithos” yang artinya batuan, disebut demikian karena mineral ini mempunyai sifat mendidih atau mengembang apabila dipanaskan. Hal ini menggambarkan perilaku mineral ini yang dengan cepat melepaskan air bila dipanaskan sehingga kelihatan seolah-olah mendidih. (Ismaryata, 1999).
Zeolit tidak dapat di identifikasi hanya berdasarkan analisa komposisi kimianya saja, melainkan harus dianalisa strukturnya. Struktur kristal zeolit dimana semua atom Si dan Al dalam bentuk tetrahedral (TO4) disebut unit bangun primer, zeolit hanya dapat diidentifikasi berdasarkan unit bangun sekunder (UBS) sebagaimana terlihat pada gambar 2.3 dan gambar 2.4.
Penelitian ( Suriawan dan Nindhia, 2010) Menunjukkan gambar 2.5 adalah kondisi awal sebelum dilakukan pengasaman. Struktur mikro yang terlihat tidak mengandung bagian-bagian yang berwarna terang yang merupakan lubang atau rongga yang menimbulkan porositas. Bagian-bagian yang berwarna terang mulai tampak pada Gambar 2.6 Fase dengan warna terang ini adalah porositas dari zeolit akibat pengasaman dengan H2SO4. Porositas kemudian terlihat semakin melebar jika dilakukan pengasaman dengan konsentrasi 4% seperti terlihat dengan makin banyaknya fase berwarna terang pada struktur mikro yang tersaji pada Gambar 2.7
Gambar 2.5. Struktur mikro zeolit tanpa aktifasi, Gambar 2.6. Struktur mikro zeolit akibat aktivasi dengan konsentrasi 2% H2SO4. Gambar 2.7 struktur mikro zeolit akibat pengasaman H2SO4 dengan konsentrasi 4%.
(Suriawan dan Nindhia, 2010)
Karakteristik Kerangka Zeolit
Struktur kerangka zeolit mengandung saluran atau  hubungan rongga yang berisi kation dan molekul air  berikut ini gambar 2.8. Struktur Zeolit


Secara sistematik struktur kerangka zeolit pada gambar 2.9 dapat digambarkan sebagai berikut (Oudejans, 1984 dikutip dalam Kahar, Abdul., 2007)


Karakteristik struktur zeolit antara lain :
a. Sangat berpori, karena kristal zeolit merupakan kerangka yang terbentuk dari jaring tetrahedral SiO4 dan AlO4.
b. Pori-porinya berukuran molekul karena pori zeolit terbentuk dari tumpukan cincin beranggotakan 6, 8, 10, atau 12 tetrahedral.
c.  Dapat menukarkan kation. Karena perbedaan muatan Al3+ dan Si4+ menjadikan atom Al dapat kerangka kristal bermuatan negatif dan membutuhkan kation penetral. Kation penetral yang bukan menjadi bagian kerangka ini mudah diganti dengan kation lainnya.
d.  Dapat dijadikan padatan yang bersifat asam. Karena penggantian kation penetral dengan proton-proton menjadikan zeolit padatan asam Bronsted.
e.  Mudah dimodifikasi karena setiap tetrahedral dapat dikontakkan dengan bahan-bahan pemodifikasi.
Adapun komposisi dari zeolit alam disajikan pada tabel 2.7

Tabel Komposisi Zeolit Alam
Komposisi
% Berat
SiO2
78,83
Al2O3
12,50
Fe2O3
1,50
K2O
2,27
Na2O
1,07
MgO
1,95
CuO
2,14
 (Sumber : sutarti, 1994)

Sifat Fisik dan Kimia Zeolit
Zeolit memiliki sifat fisik dan kimia yaitu (Sutarti, 1994) :
a.       Hidrasi derajat tinggi
b.      Ringan
c.       Penukar ion yang tinggi
d.      Ukuran saluran yang uniform
e.       Menghantar listrik
f.       Mengadsorbsi uap dan gas
g.      Mempunyai sifat katalitik

Tabel 2.8. Karakteristik Zeolit
Density
1,1 gr/cc
Porositas
0,31
Volume berpori
0,28-3 cc/gr
Surface area
1-20 m2/gr
Jari-jari makropori
30-100 nm
Jari-jari mikropori
0,5 nm
(Sumber : sutarti, 1994)

Untuk memperoleh zeolit dengan kemampuan yang tinggi diperlukan beberapa perlakuan antara lain preparasi, aktivasi dan modifikasi (sutarti, 1994)
a.       Preparasi
Bertujuan untuk memperoleh ukuran produk yang sesuai dengan tujuan penggunaan. Preparasi ini terdiri dari tahap peremukan (crushing) sampai penggerusan (grinding).
b.      Aktivasi
Dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara fisis dan kimiawi. Aktivasi secara fisis berupa pemanasan zeolit dengan tujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit sehingga luas permukaan pori-pori bertambah. Pemanasan dilakukan dalam oven biasa pada suhu 300-4000C (untuk skala laboratorium) atau menggunakan tungku putar dengan pemanasan selama 5-6 jam (skala besar). Aktivasi secara kimia dilakukan dengan larutan asam H2SO4 atau basa NaOH dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dipertukarkan. Pereaksi kimia ditambahkan pada zeolit yang telah disusun dalam tangki dan diaduk dalam jangka waktu tertentu. Zeolit kemudian dicuci dengan air sampai netral dan selanjutnya dikeringkan.
c.       Modifikasi
Dengan jalan melapisi zeolit dengan polimer organik vinil piridin, polimer organik alam atau dengan mangan.

Proses Pengolahan Zeolit
Pengolahan zeolit secara garis besar dapat dibagi dalam dua tahap, yaitu preparasi dan aktivasi. Tahapan preparasi zeolit diperlakukan sedemikian rupa agar mendapatkan zeolit yang siap olah. Tahap ini berupa pengecilan ukuran dan pengayakan. Tahapan ini dapat menggunakan mesin secara keseluruhan atau dengan cara sedikit konvensional. Aktivasi zeolit dapat dilakukan dengan cara pemanasan atau penambahan pereaksi kimia baik asam maupun basa :
Aktivasi pemanasan, dilakukan zeolit dalam pengering putar menggunakan bahan umpan yang mempunyai kadar air sekitar 40%, dengan suhu tetap 2300C dan waktu pemanasan selama tiga jam.
2.      Penambahan pereaksi kimia, dilakukan di dalam bak pengaktifan dengan NaOH dan H2SO4, dimaksudkan untuk memperoleh temperatur yang dibutuhkan dalam aktivasi. Zeolit yang telah diaktivasi perlu dikeringkan terlebih dahulu, pengeringan ini dapat dilakukan dengan cara menjemurnya di bawah sinar matahari. (Saputra,R., 2006)

Ditulis Oleh : Unknown // 5:56 AM
Kategori:

0 komentar:

Post a Comment