tinjauan pustaka

21
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 . Adsorpsi Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika fluida cairan maupun gas terikat pada suatu padatan atau cairan (adsorben). Proses ini menghasilkan akumulasi konsentrasi zat tertentu dipermukaan media setelah terjadi kontak antar muka atau bidang batas cairan dengan cairan, cairan dengan gas atau cairan dengan padatan dalam waktu tertentu. Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari suatu fase fluida (Saragih, 2008). Kebanyakan adsorben adalah bahan- bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding pori- pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada permukaan luar dan bisa mencapai 2000 m/g. Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau karena perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan tersebut lebih erat daripada molekul lainnya. Menurut IUPAC (Internasional Union of Pure and Applied Chemical ) ada beberapa klasifikasi pori yaitu : 1) Mikropori : diameter < 2nm 3

description

Zeolit dan bentonit

Transcript of tinjauan pustaka

Page 1: tinjauan pustaka

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika fluida cairan maupun gas

terikat pada suatu padatan atau cairan (adsorben). Proses ini menghasilkan

akumulasi konsentrasi zat tertentu dipermukaan media setelah terjadi kontak antar

muka atau bidang batas cairan dengan cairan, cairan dengan gas atau cairan

dengan padatan dalam waktu tertentu. Adsorben merupakan zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suatu fase fluida (Saragih, 2008). Kebanyakan

adsorben adalah bahan- bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung

terutama pada dinding pori- pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel

itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas permukaan dalam

menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada permukaan luar dan bisa

mencapai 2000 m/g. Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau

karena perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul melekat pada

permukaan tersebut lebih erat daripada molekul lainnya. Menurut IUPAC

(Internasional Union of Pure and Applied Chemical) ada beberapa klasifikasi pori

yaitu : 

1) Mikropori : diameter < 2nm 

2) Mesopori : diameter 2 – 50 nm 

3) Makropori : diameter > 50 nm 

Adsorbat adalah substansi dalam bentuk cair atau gas yang terkonsentrasi

pada permukaan adsorben. Adsorbat terdiri atas dua kelompok yaitu kelompok

polar seperti air dan kelompok non polar seperti methanol, ethanol dan kelompok

hidrokarbon (Saragih, 2008).

2.1.1. Jenis Adsorpsi

Berdasarkan fenomena terbentuknya, adsorpsi dibedakan menjadi 2 jenis,

yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia.

1) Adsorpsi fisika, adsorpsi ini terjadi karena adanya gaya Van Der Walls dan

berlangsung bolak-balik. Ikatan yang lebih lemah antara adsorben dengan

3

Page 2: tinjauan pustaka

4

adsorbat. Adsorpsi ini diakibatkan kondensasi molekular dalam kapiler-

kapiler dari padatan. Adsorpsi ini bersifat endoterm dan reversibel. Ketika

gaya tarik-menarik molekul antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar

dari gaya tarik-menarik zat terlarut dengan pelarut, maka zat terlarut akan

teradsorpsi diatas permukaan adsorben. Adsorpsi fisika umumnya terjadi

pada temperatur rendah dan dengan beratambahnya temperatur jumlah

adsorpsi mengalami penurunan. Panas adsorpsi yang menyertai adsorpsi

fisika adalah rendah yaitu kurang dari 20.92 kj/mol (Adamson, 1990).

2) Adsorpsi kimia, yaitu reaksi kimia yang terjadi antara zat padat dengan

adsorbat dan reaksi ini tidak berlangsung bolak-balik. Partikel melekat

pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia. Pada adsorpsi kimia,

molekul-molekul yang teradsorpsi pada permukaan bereaksi secara kimia.

(Adamson, 1990). Adsorpsi kimia merupakan proses pembentukan ikatan

kimia (ikatan kovalen dan ikatan ionik) antara adsorben (zat penyerap)

dengan adsorbat (molekul yang terserap). Adsorpsi ini menghasilkan

pembentukan melalui gaya-gaya dari valensi sisa dari molekul-molekul

pada permukaan (Sabiarto,2000). Adsorpsi ini bersifat sangat eksoterm

dan tidak reversibel.

Berdasarkan jenis adsorbatnya, tingkat adsorpsi digolongkan menjadi tiga,

yaitu lemah, terjadi pada zat anorganik kecuali golingan halogen (salah satunya

adalah klor). Adsorpsi menengah, terjadi pada zat organik aliafatik dan adsorpsi

kuat terjadi pada senyawa aromatik (zat organik yang berbau dengan struktur

benzena) (Cahyana, 2009).

2.1.2. Kinetika Adsorpsi

Seperti halnya kinetika kimia, kinetika adsorpsi juga berhubungan dengan

laju reaksi. Hanya saja, kinetika adsorpsi lebih khusus, yang hanya membahas

sifat penting dari permukaan zat. Kinetika adsorpsi yaitu laju penyerapan suatu

fluida oleh adsorben dalam suatu jangka waktu tertentu. Kinetika adsorpsi suatu

zat dapat diketahui dengan mengukur perubahan konsentrasi zat teradsorpsi

tersebut, dan menganalisis nilai k (berupa slope/kemiringan) serta memplotkannya

Page 3: tinjauan pustaka

5

pada grafik. Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh kecepatan adsorpsi atau laju

adsorpsi.

Laju adsobsi keseluruhan dikendalikan oleh kecepatan difusi dari molekul-

molekul zat terlarut dalam pori-pori kapiler dari partikel adsorben. Kecepatan ini

berbanding terbalik dengan kuadrat diameter partikel, bertambah dengan kenaikan

konsentrasi zat terlarut bertambah dengan kenaikan temperatur dan berbanding

terbalik dengan konsistensi berat molekul zat terlarut (Freeman 1989).

Efektivitas adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal. Yaitu:

1. Jenis adsorpsi

2. Temperatur lingkungan (udara, air, cairan)

3. Jenis adsorbat, bergantung pada bangun molekul zat, kelarutan zat (makin

mudah larut, makin sulit diadsorpsi), taraf ionisasi (zat organik yang tidak

terionisasi lebih mudah diadsorpsi)

2.2. Zeolit

Mineral jenis zeolit sebelumnya telah dikenal sejak tahun 1756 oleh

Cronstedt secara tidak sengaja yakni ketika menemukan stilbit yang saat

dipanaskan serupa batuan mendidih (boiling stone) dikarenakan dehidrasi molekul

air didalamnya. Zeolit diklasifikasi sebagai golongan mineral tersendiri pada

tahun 1954, ketika itu dikenal sebagai molecular sieve materials. Menurut Joseph

V. Smith pada 1984, zeolit merupakan senyawa alumina silikat hidrat dengan

logam alkali yakni kelompok mineral yang terdiri dari beberapa jenis mineral.

2.2.1. Struktur dan Karakteristik Zeolit

Zeolit alam merupakan senyawa alumino silikat terhidrasi dengan unsur

utama terdiri dari kation alkali dan alkali tanah. Struktur primer zeolit terdiri dari

tetrahedral dengan 4 atom oksigen yang mengelilingi atom silikon sebagai pusat.

Struktur primer tersebut dihubungkan dengan struktur primer yang lain oleh

oksigen sehingga membentuk struktur sekunder. Zeolit dapat digunakan sebagai

adsorben dikarenakan zeolit merupakan polimer anorganik yang tersusun dari

satuan berulang berupa tetrahedral SiO2 dan Al2O3. Polimer yang terbentuk di

dalam zeolit merupakan jaringan tetrahedral 3 dimensi , yang mempunyai saluran

Page 4: tinjauan pustaka

6

pori atau rongga yang tersusun beraturan. Selain itu, sifat-sifat psikokimia dari

zeolit alami dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.1. Sifat-Sifat Psikokimia Zeolit Alami

Senyawa kimia %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

TiO2

Na2O

MnO

P2P5

LOI

CEC

Ukuran partikel

Ukuran saluran molekul

SBET

Volum pori

pH

68,26

12,99

1,37

2,09

0,83

4,11

0,23

0,64

0,06

0,06

8,87

120 meq/100 g

< 75um

7,9 A X 3,5 A

16,0 m2/g

0,039 cm2/g

7,5

(Sumber : MSDS Oxy Chem)

Struktur yang dimiliki zeolit mengikuti beberapa sifat zeolit diantaranya

Zeolit memiliki kapasitas tinggi sebagai penyerap (adsorben). Mekanisme

adsorpsi yang mungkin terjadi pada zeolit adalah adsorpsi fisika yang melibatkan

gaya Van der Walls, adsorpsi kimia melibatkan gaya elektrostatik, ikatan hidrogen

dan pembentukan kompleks koordinasi. Molekul atau zat yang diserap akan

menempati posisi pori pada zeolit. Daya serap (absorbansi) zeolit tergantung dari

jumlah pori dan luas permukaan zeolit. Molekul-molekul dengan ukuran lebih

kecil dari pori zeolit akan mampu terjerap oleh zeolit.

Page 5: tinjauan pustaka

7

Karakteristik zeolit lainnya adalah kemampuan sebagai penukar ion yang

sangat selektif terutama untuk ion cesium dan unsur radioaktif lainnya. Zeolit

merupakan kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau

alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Kerangka dasar sturuktur zeolit yakni

terdiri dari unit tetrahedral AlO4 dan SiO4 yang saling berhubungan melalui atom

O, sehingga zeolit mempunyai rumus empiris sebagai berikut

M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O. Komponen pertama Mn+ merupakan sumber kation

dimana dapat bergerak bebas dan dapat dipertukarkan secara sebagian maupun

secara sempurna oleh kation lain, sehingga sangat baik diigunakan sebagai bahan

penukar ion.

2.2.2. Aktivasi Zeolit

Untuk meningkatkan daya adsorpsinya, zeolit alam perlu diaktivasi, baik

secara kimia maupun secara fisika. Aktivasi secara kimia dilakukan dengan

perendaman dengan larutan asam florida untuk mengurangi kadar Silikon pada

zeolit. Selanjutnya dilakukan perendaman dengan asam klorida yang

menyebabkan oksida-oksida aluminium, kalsium, besi maupun magnesium yang

tadinya mengisi pori menjadi larut dan pori menjadi kosong, selanjutnya

Permukaan zeolit akan mengikat ion H+ yang berasal dari asam (Ambarwati S,

2004).

Keberadaan ion H+ pada permukaan zeolit akan menyebabkan zeolit

menjadi aktif karena mempunyai situs H+ aktif. Ion H+ inilah yang nantinya akan

berfungsi menjadi penukar ion bila proses adsorpsi berbasis pada pertukaran ion.

Bila proses adsorpsi merupakan penjebakan dalam pori, maka ion H+ akan

terdesak keluar. Proses adsorpsi logam (kation) pada zeolit umumnya merupakan

reaksi pertukaran ion.

Aktivasi secara fisika dilakukan dikarenakan zeolit mempunyai sifat

dehidrasi yakni melepaskan molekul H2O apabila dipanaskan. Molekul H2O dapat

dikeluarkan secara reversibel. Pada pori-pori zeolit terdapat kation-kation dan atau

molekul air. Bila kation-kation dan atau molekul air tersebut dikeluarkan dari pori

dengan perlakuan tertentu maka akan meninggalkan pori sehingga pori menjadi

Page 6: tinjauan pustaka

8

kosong. Disisi lain, aktivasi secara fisika dengan pemanasan dilakukan untuk

menghilangkan air yang terikat secara fisika serta menguraikan senyawa-senyawa

organik yang terperangkap dalam rongga atau pori zeolit (Aryani 2003).

Berdasar penelitian yang dilakukan Dian Kusuma Rini dkk pada 2010,

dapat diambil kesimpulan bahwa pada suhu 400°C, semakin banyak air bebas di

dalam kristal zeolit yang teruapkan, sehingga membuat struktur pori zeolit

menjadi sangat terbuka dan memiliki luas internal yang luas yang mampu

mengadsorpsi sejumlah besar substansi seperti uap air. Hal ini menyebabkan

zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan.

Daya adsorpsi zeolit tanpa aktivasi fisik sangat kecil yaitu sebesar 1,5 %.

Hal tersebut disebabkan karena rongga-rongga kristal di dalam zeolit, sebagian

sudah berisikan air. Hal ini membuat keadaan zeolit mendekati keadaan jenuh

akan air sehingga kemampuan zeolit sendiri untuk menyerap uap air dari

lingkungan jelas akan sangat kecil bila dibandingkan dengan zeolit yang sebagian

besar air yang berada di dalam rongga-rongga tersebut sudah dikeluarkan (Kirk

Othmer,1998).

Aktivasi fisik dengan pemanasan memiliki temperatur maksimal, tetapi

temperatur tersebut masih tergantung dari type zeolit itu sendiri. Untuk type zeolit

yang paling rendah yang memiliki rasio Si/Al-nya, dan biasa termasuk zeolit

alam, rata-rata memiliki temperatur maksimal >600°C. Bila dipanaskan lebih dari

temperatur maksimalnya maka akan merusak struktur zeolit itu sendiri. Dengan

rusaknya struktur di dalam kristal zeolit akan mengakibatkan berkurangnya ruang-

ruang hampa udara di dalam zeolit dan akhirnya akan mengurangi daya adsorpsi

zeolit (Kirk Othmer,1998).

2.3. Bentonit

Bentonit merupakan istilah dalam dunia perdagangan untuk clay yang

mengandung monmorillonit yakni kandungan utama dengan rumus kimia

[All.67Mg 0.33 (Na0.33 )]Si4O10 (OH)2. Warnanya bervariasi dari putih ke kuning,

sampai hijau zaitun, coklat kebiruan. Bentonit berasal dari perubahan hidrotermal

dari abu vulkanik yang disimpan dalam berbagai air tawar (misalnya, danau

alkali) dan cekungan laut (fosil laut yang melimpah dan batu kapur), ditandai

Page 7: tinjauan pustaka

9

dengan energi pengendapan yang rendah oleh lingkungan dan kondisi iklim

sedang. Hamparan bentonit berkisar pada ketebalan sentimeter hingga puluhan

meter (sebagian 0,3-1,5 m) dan dapat lebih dalam lagi sampai ratusan kilometer.

Bentonit banyak terdapat secara luas di semua benua. Kandungan lain dalam

bentonit merupakan pengotor dari beberapa jenis mineral seperti kwarsa, ilit,

kalsit, mika dan klorit (Utracki, et. al, 2004). Bentonit dikenal dan dipasarkan

dengan berbagai sinonim seperti sabun tanah liat, sabun mineral, wilkinite,

staylite, vol-clay, aquagel, ardmorite, dan refinite (Johnston, 1961). Interaksi

antara suatu senyawa organic dan permukaan mineral bentonit terjadi melalui

tarikan elektrostatik atau pembentukan ikatan kimia. Sifat molekul organic seperti

struktur, gugus fungsional, dan sifat hidrofobik berpengaruh pada sifat adsorpsi.

2.3.1. Klasifikasi Bentonit

Bentonit dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu :

1. Tipe Wyoming (Na-bentonit-Swelling bentonit)

Na-bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali dari semula

apabila dimasukkan kedalam air, dan tetap terdispersi beberapa waktu

dalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih, pada keadaan basah dan

terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap. Perbandingan soda dan

kapur tinggi, suspense kolodial mempunyai pH 8,6-9,8, posisi pertukaran

diduduki oleh ion-ion sodium (Herlina, 1999).

2. Mg (Ca-bentonit-nonswelling bentonite)

Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan dalam air, dan

tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan

mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan

Ca rendah, suspense koloidal memiliki nilai pH 4-7. Posisi pertukaran ion

lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Karena sifat

daya tukar ion yang tinggi dan bersifat menyerap yang baik, karena itu

mineral montmorillonit dipergunakan sebagai bahan pemucat warna dan

perekat pasir cetak. Ca-bentonit banyak dipakai sebagai bahan penyerap

selain itu juga dimanfaatkan sebagai bahan lumpur bor setelah pertukaran

ion, sehingga terjadi perubahan menjadi Na-bentonit (Herlina. 1999).

Page 8: tinjauan pustaka

10

2.3.2. Struktur dan Sifat Bentonit

Bentonit merupakan suatu mineral alumino silikat dengan struktur

berlapis. Bentonit mempunyai ciri khas kalau diraba seperti lilin dan teksturnya

seperti sabun. Bagian yang dekat dengan permukaan tanah berwarna hijau

kekuning-kuningan atau abu-abu dan warna terang setelah dikeringkan. Bentonit

juga mempunyai sifat plastis dan kolodial yang tinggi serta dapat mengalami

perluasan kisi. Munculnya sifat adsorben pada bentonit karena pada kisi bentonit

disubtitusi oleh muatan yang tidak seimbang, contoh Mg2+ menggantikan Al3+ dan

Al3+ menggantikan Si4+. Ketidak seimbangan ini muncul karena subtitusi ion

dengan valensi yang berbeda pada tetrahedral, octahedral atau keduanya.

Tabel 2.2. Komposisi Kimia Bentonit Alami

Senyawa kimia Na-Bentonit(%) Ca-Bentonit(%)

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

61,3-61,4

19,8

3,9

0,6

1,3

2,2

62,12

17,33

5,30

3,68

3,30

0,50

K2O

H2O

0,4

7,2

0,55

7,22

(Sumber : Puslitbang Tekmira,2005)

2.3.3. Aktivasi Bentonit

Peningkatan efektifitas penyerapan pada bentonit dapat dilakukan dengan

aktivasi. Proses aktivasi dibedakan menjadi dua cara, yaitu aktivasi secara fisika

adalah pemakaian panas hampir di semua reaksi yang ada tanpa pemberian zat

aditif. Pemanasan diatas suhu 300-700oC menyebabkan proses pengeluaran

molekul air dari rangkaian kristal sehingga dua gugus OH yang berdekatan saling

melepaskan satu molekul air (Prasetya, 2004)

Aktivasi secara kimia dilakukan dengan menggunakan asam mineral akan

meningkatkan daya serap karena asam mineral melarutkan pengotor-pengotor

Page 9: tinjauan pustaka

11

yang menutupi pori-pori adsorben (Supeno, 2007). Bentonit yang telah

mengalami aktivasi akan meningkatkan kemampuan adsorpsinya.

2.4. Spent Sulphuric Acid

Spent acid merupakan potensial hazard dari kegiatan crude oil yang

temasuk limbah bahan berbahaya dan beracun. Spent acid merupakan asam hasil

limbah dari unit alkilasi pengolahan crude oil untuk menjadi suatu gas yang

berguna sebagai adiktif untuk menaikkan angka oktan dari bahan bakar premium,

komposisi nya sebagian besar ialah asam sulfat yang merupakan sebagai katalis

utama dalam reaksi antara iso butilen dan iso butana yang akan bereaksi untuk

membentuk iso oktana. Spent acid dianggap sebagai limbah, merupakan sumber

yang semakin penting dari sulfur dioksida untuk pembuatan asam sulfat.

2.4.1. Sifat Fisik dan Komposisi Kimia Spent Acid

Dikarenakan merupakan campuran dari beberapa konstituen yang

terbentuk dari unit alkilasi, campuran spent acid mempunyai beberapa unsur

penyusun nya, diantara adalah di tabel berikut.

Tabel 2.3. Komposisi spent acid

Komposisi

Penyusun

CAS Persentase (%)

Asam Sulfat 7664-93-9 88-92

Distilat

(petroleum) dan

alkilat

64741-74-7 6-8

Dietil Sulfat 64-67-5 < 0,2

Dimetil Sulfat 77-78-1 < 0,2

(Sumber : MSDS Valero Corp)

Dikarenakan komposisi penyusun nya hampir sebagian besar merupakan

asam sulfat, maka bisa disimpulkan sejauh ini bahwa sifat fisis dari spent acid ini

sedikit mirip dengan sifat fisis asam sulfat. Hal ini dibuktikan dari MSDS yang

diterbitkan oleh Oxy Chem yang dipublikasikan pada 15 April 2010 lalu pada

tabel di bawah ini.

Page 10: tinjauan pustaka

12

Tabel 2.4. Sifat Fisis spent acid

No Variabel Sifat Fisis Nilai atau Keterangan

1 Bentuk fisik Cair

2 Tampilan visual Keruh

3 Warna Sedikit berwarna ke amber gelap

4 Bau Tajam

5 Ambang bau >1mg/m3

6 Molecular weight 98,04

7 Molecular formula H2SO4

8 Rentang titik didih 330,1 – 450 oF (165,6 – 232 oC)

9 Rentang titik beku -63,8 – 50,4 oF (-53,2 ke 10,2 oC)

10 Tekanan uap 0,05 psia @70 oF

11 Specific Gravity (air=1) 1,58 – 1,75

12 Densitas pada bentuk uap (udara-1) >1

13 Kelarutan pada air 100%

14

15

pH

Volatilitas

<1

<5%

16 Laju penguapan (eter=1) -

17 Koefisien partisi -

18 Titik nyala Tidak mudah menyala

(Sumber : MSDS Oxy Chem)

2.4.2. Regenerasi Spent Acid di Unit Alkilasi

Alkilasi suatu isobutana dengan olefin C3-C5 secara umum di

kategorisasikan sebagai metode terbaik dalam memproduksi bahan bakar bernilai

oktan tinggi untuk dapat digunakan di kendaraan bermotor. Biasanya reaksi nya

terdiri dari isobutilen dan isobutana yang kemudian membentuk trimetil pentane

atau isooktana, yang mana merupakan suatu indikator dari nilai oktan 100.

Dimana reaksi nya sebagai berikut :

Page 11: tinjauan pustaka

13

Gambar 2.1. Reaksi Alkilasi

Reaksi diatas merupakan reaksi yang menggunakan katalis yang telah

digunakan selama ini sebagai satu-satunya bahan aktif peningkat nilai oktan pada

bahan bakar kendaraan bermotor. Konsentrasi asam sulfat yang digunakan sebagai

katalis ialah dengan kisaran mencapai 98%. Secara teori, kehadiran suatu katalis

pada suatu reaksi kimia ialah dengan tidak ikut bereaksi untuk membentuk suatu

produk baru. Pada unit alkilasi ini sebagai hasil sampingannya ialah asam yang

telah encer. Proses alkilasi ini menggunakan sekitar 0,18 sampai 0,27 Kgs / Galon

alkilat. Asam sulfat yang hilang diakibatkan oleh konsentrasi murni asam yang

sampai 98,5% dan aliran pembuangan yang membuang spent acid dari proses.

Aliran spent acid mengalir ke beberapa proses selanjutnya untuk diambil

hidrokarbon, dimana hidrokarbon ini akan dikembalikan kembali ke proses dan

spent acid akan disimpan di penyimpanan. Konsentrasi asam sulfat pada proses

alkilasi harus sangat hati-hati dalam penanganannya, semata-mata untuk

mencegah reaksi yang tidak diinginkan. Reaksi ini akan terjadi apabila kekuatan

asam dari feed mencapai kadar asam sulfat yang sampai 87%. Pada konsentrasi

asam, kondisi reaksi tidak mempengaruhi reaksi alkilasi antara olefin dan

isobutana. Malahan, olefin akan bereaksi dengan zat lain untuk membentuk

polimer conjunct yang mana diketahui sebagai lumpur asam, asam pelarut

minyak, dan minyak read.

Polimer conjunct akan terlarut di asam sulfat dan juga akan menurunkan

konsentrasi asam sulfat tersebut, bersamaan konsentrasi asam yang turun, reaksi

akan membentuk polimer conjunct tambahan yang lebih disukai dan mempercepat

reaksi. Reaksi lain yang juga terbentuk ialah oksidasi polimer oleh asam sulfat.

Polimer dioksidasi menjadi sebuah tar dan asam sulfat pun direduksi menjadi air

dan SO2, reaksi ini akan terjadi baik di unit proses alkilasi atau tangki

penyimpanan spent acid.

Page 12: tinjauan pustaka

14

2.5. Asam Sulfat

Asam sulfat, H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat

ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak

kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Asam sulfat

murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh

karena sifatnya yang higroskopis. Walaupun demikian, asam sulfat merupakan

komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di

atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit).

Sulfur dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan

bakar seperti batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang).

Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan

SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih

stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum.

Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai

jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan:

1) 10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium,

2) 33,53%, asam baterai,

3) 62,18%, asam bilik atau asam pupuk,

4) 73,61%, asam menara atau asam glover,

5) 97%, asam pekat.

Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4

tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk

membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan

dan zat warna.

Karena begitu pentingnya komoditi asam sulfat ini, maka telah dibuat

Standar Nasional Indonesia untuk komoditi asam sulfat yaitu SNI 06-0030-1996.

Syarat mutu untuk Asam sulfat adalah sebagai berikut: Warna adalah tidak

berwarna sampai sedikit kuning, kadar Asam sulfat minimum 98%, kadar sisa

pemijaran maksimum 0,03%, kadar klorida(Cl) maksimum 10 ppm, kadar

nitrat(NO3) maksimum 5 ppm, kadar besi(Fe) maks 50 ppm dan kadar timbal(Pb)

maks 50 ppm.

Page 13: tinjauan pustaka

15

2.6. Referensi Penelitian

Akhir-akhir ini, para peneliti banyak mempelajari prospek zeolit dalam

pengelolaan limbah industri. Contoh pemanfaatan zeolit yang telah diteliti

diantaranya untuk pemisahan ammonia/ammonium ion dari air limbah industri,

untuk pemisahan hasil fisi dari limbah radioaktif dan penggunaan dibidang limbah

pertanian. Zeolit dari deposit California digunakan untuk pemisahan radionuklida

hasil fisi dalam air kolam penyimpanan bahan bakar nuklir di SIXEP (Site Ion-

Exchange Plant). Zeolit juga digunakan antara lain :

1. pada proses pemurnian metil khlorida dalam industri karet

2. pemurnian fraksi alkohol, metanol, benzen, xylene, LPG dan LNG pada

industri petrokimia

3. untuk hidrokarbon propellents-fillers aerosol untuk pengganti freons

4. penyerap klorin, bromin dan fluorin

Dari berbagai penelitian yang membuktikan potensi zeolit sebagai

adsorben yang sangat baik maka pada penelitian kali ini digunakan zeolit pada

pengelolaan limbah spent acid. Selain itu mineral alam zeolit terdapat di

Indonesia dalam jumlah besar dengan bentuk hampir murni dan harga yang

murah.

Penelitian mengenai pengelolaan limbah spent acid sebelumnya telah

dilakukan dengan menggunakan beberapa jenis bentonit melalui proses adsorpsi 1

tahap. Hasil penelitian menunjukkan bentonit mampu menyerap impuritis dalam

limbah spent acid dan bentonit asal daerah Rengas merupakan bentonit dengan

kinerja yang baik dalam pemurnian limbah spent acid. (Prima,RA dan

Karamy,I.,2014). Dari hasil penelitian terdahulu maka dilakukan penelitian

lanjutan pengelolaan limbah spent acid menggunakan adsorben jenis zeolit dan

bentonit rengas dengan proses adsorpsi 2 tahap secara seri. (Arita.,S dkk, 2015)