modifikasi felspar alam menjadi felspar-k …... · been done by using ion exchange method of...
TRANSCRIPT
MODIFIKASI FELSPAR ALAM
MENJADI FELSPAR-K MELALUI FELSPAR-Na
DENGAN METODE PERTUKARAN ION
Disusun Oleh
NUR HAYATI
M 0302035
SKRIPSI
Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2007
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini dibimbing oleh:
Pembimbing I
Dian Maruto Widjonarko, M.Si
NIP 132 258 053
Pembimbing II
Abu Masykur, M.Si
NIP 132 162 020
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada: Hari : Senin
Tanggal : 27 Agustus 2007
Anggota Tim Penguji:
1. Drs. Sentot Budi Rahardjo, PhD 1. ……………………..
NIP 131 570 167
2. Venty Suryanti, M.Phil 2. ……………………..
NIP 132 162 026
Disahkan oleh
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dekan,
Prof. Drs. Sutarno, M.Sc, PhD NIP 131 649 984
Ketua Jurusan Kimia,
Drs. Sentot Budi Rahardjo, PhD NIP 131 570 167
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul
“MODIFIKASI FELSPAR ALAM MENJADI FELSPAR-K MELALUI
FELSPAR-Na DENGAN METODE PERTUKARAN ION” adalah benar-benar
hasil penelitian sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk
memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang
pengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Agustus 2007
NUR HAYATI
ABSTRAK Nur Hayati. 2007. MODIFIKASI FELSPAR ALAM MENJADI FELSPAR-K MELALUI FELSPAR-Na DENGAN METODE PERTUKARAN ION. Skripsi. Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sebelas Maret
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K melalui felspar-Na telah dilakukan dengan metode pertukaran ion dari larutan garam kloridanya. Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan kualitas felspar sebagai bahan baku dalam industri keramik.
Modifikasi felspar dilakukan dengan 2 tahap: (1) modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dilakukan dengan merendam felspar alam dalam larutan NaCl dengan variasi konsentrasi 0,1; 1,0; 1,5; 2,0 M dan (2) modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dilakukan dengan merendam felspar-Na dalam larutan KCl 1,5 M yang masing-masing dilakukan dengan pengadukan selama 24 jam pada temperatur kamar. Karakterisasi felspar sebelum dan sesudah modifikasi dilakukan dengan X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukan komposisi mineral, Atomic Absorption Spectrometry (AAS) untuk menentukan komposisi oksida logam dan oksida semilogam, metode amonium asetat untuk menentukan Kapasitas Pertukaran Kation (KPK), dan furnace untuk menentukan titik lebur.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dapat meningkatkan kandungan natrium. Kandungan Na2O meningkat dari 5,66% menjadi 7,03%, kandungan felspar-Na meningkat dari 15,92% menjadi 38,32%, KPK meningkat dari 92,53 meq/100g menjadi 109,73 meq/100g, dan titik lebur menurun dari 1240oC menjadi 1220oC pada pertukaran dengan NaCl 1,5 M. Modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dapat meningkatkan kandungan kalium. Kandungan K2O meningkat dari 6,12% menjadi 6,59%, kandungan felspar-K meningkat dari 56,34% menjadi 77,37%, KPK meningkat dari 109,73 meq/100g menjadi 126,93 meq/100g, dan titik lebur menurun dari 1220oC menjadi 1130oC pada pertukaran dengan KCl 1,5 M yang berasal dari felspar alam dengan pertukaran NaCl 1,5 M. Kata Kunci: Modifikasi, Felspar Alam, Felspar-K, Felspar-Na, Pertukaran Ion
ABSTRACT Nur Hayati. 2007. MODIFICATION OF ORIGINAL FELDSPAR INTO K-FELDSPAR VIA Na-FELDSPAR WITH ION EXCHANGE METHOD. Thesis. Department of Chemistry. Mathematic and Science Faculty. Sebelas Maret University
The modification of original feldspar into K-feldspar via Na-feldspar has been done by using ion exchange method of chloride salt solution. This research was conducted to increase quality of feldspar as raw material in ceramic industry.
Feldspar modification has been done in 2 steps. First, the modification of original feldspar into Na-feldspar by placing original feldspar into NaCl solution with variation concentration 0.1; 1.0; 1.5; 2.0 M. Second, modification of Na-feldspar into K-feldspar by placing Na-feldspar into KCl solution 1.5 M. Each process of modification was done by stirring the solution for 24 hours in room temperature. Characterization of feldspar, before and after modification, was done by X-Ray Diffraction (XRD) to determine mineral composition, Atomic Absorption Spectrometry (AAS) to determine metal oxide and semi-metal oxide composition, ammonium acetate method to determine Cation Exchange Capacity (CEC), and furnace to determine melting point.
The result showed that the modification of original feldspar into Na-feldspar can increase natrium contents. In NaCl 1.5 M, the composition of Na2O increased from 5.66% to 7.03%, the composition of Na-feldspar increased from 15.92% to 38.32%, CEC increased from 92.53 meq/100g to 109.73 meq/100g, and the melting point decreased from 1240oC to 1220oC. The modification of Na-feldspar into K-feldspar can increase kalium contents. Research result showed that, in exchange with KCl 1.5 M from original feldspar exchange with NaCl 1.5 M, the composition of K2O increased from 6.12% to 6.59%, the composition of K-feldspar increased from 56.34% to 77.37%, CEC increased from 109.73 meq/100g to 126.93 meq/100g, and melting point decreased from 1220oC to 1130oC. Key words: Modification, Original Feldspar, K-Feldspar, Na-Feldspar, Ion
Exchange
MOTTO
Maka nikmat Tuhan kamu yang manakah yang kamu dustakan?
(Q.S. Ar-Rahmaan: 77)
Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
(Q. S. Alam Nasyrah: 5)
PERSEMBAHAN
Kupersembahkan karya kecil ini untuk:
Ibu dan Bapak, atas kasih sayang, doa, dukungan, semangat yang tiada henti
Mas Wawan, Mas Yoyok, Mbak Yet yang selalu memberikan semangat dan
perhatiannya meskipun jauh…
Keponakan-keponakanku, Afif, Zahra, dan Faris…
Sahabat-sahabatku…
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan
hidayahNya sehingga atas berkat dan rahmatNya, penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini. Sholawat dan salam senantiasa haturkan kepada Rasulullah SAW
sebagai suri teladan seluruh umat manusia.
Skripsi yang berjudul “Modifikasi Felspar Alam menjadi Felspar-K
Melalui Felspar-Na dengan Metode Pertukaran Ion” ini disusun atas
dukungan dari berbagai pihak. Dari dasar hati, penulis menyampaikan terima
kasih kepada:
1. Prof. Drs. Sutarno, M.Sc, Ph.D, selaku Dekan FMIPA Universitas Sebelas
Maret
2. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sebelas Maret
3. Dian Maruto Widjanarko, M.Si., selaku dosen pembimbing I, yang telah
banyak memberikan bimbingan dan arahannya
4. Abu Masykur, M.Si., selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak
membantu dan memberi saran
5. Dr. rer. nat. Fajar Rakhman Wibowo, M.Si., selaku Ketua Sub
Laboratorium Kimia Pusat FMIPA Universitas Sebelas Maret
6. Desi Suci Handayani, M.Si., selaku Ketua Laboratorium Kimia FMIPA
Universitas Sebelas Maret
7. Seluruh staf dan laboran yang banyak membantu
8. Teman-teman Kimia 2002 atas semua bantuan, semangat, dan
kebersamaannya
9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam rangka
untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga karya kecil ini dapat memberikan
manfaat bagi ilmu pengetahuan dan pembaca.
Surakarta, Agustus 2007
Nur Hayati
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN.................................................................. iii
HALAMAN ABSTRAK........................................................................... iv
HALAMAN ABSTRACT......................................................................... v
HALAMAN MOTTO............................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN................................................................ vii
KATA PENGANTAR............................................................................... viii
DAFTAR ISI.............................................................................................. x
DAFTAR TABEL...................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................. xiv
DAFTAR TABEL LAMPIRAN................................................................ xv
BAB I. PENDAHULUAN......................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah........................................................ 1
B. Perumusan Masalah............................................................... 3
1. Identifikasi Masalah......................................................... 3
2. Batasan Masalah.............................................................. 4
3. Rumusan Masalah........................................................... 4
C. Tujuan Penelitian................................................................... 5
D. Manfaat Penelitian................................................................. 5
BAB II. LANDASAN TEORI.................................................................... 6
A. Tinjauan Pustaka.................................................................... 6
1. Felspar.............................................................................. 6
2. Modifikasi Felspar........................................................... 8
3. Karakterisasi Felspar........................................................ 11
B. Kerangka Pemikiran............................................................... 15
C. Hipotesis................................................................................. 16
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN.................................................. 17
A. Metode Penelitian................................................................... 17
B. Tempat dan Waktu Penelitian................................................ 17
C. Alat dan Bahan....................................................................... 17
1. Alat.................................................................................. 17
2. Bahan............................................................................... 18
D. Prosedur Penelitian................................................................ 18
1. Karakterisasi Sampel....................................................... 18
2. Modifikasi Felspar dan Karakterisasi.............................. 20
E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data............................... 21
1. Teknik Pengumpulan Data.............................................. 21
2. Teknik Analisis Data...................................................... 21
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................. 23
A. Modifikasi Felspar Alam menjadi Felspar-Na ..................... 23
B. Modifikasi Felspar-Na menjadi Felspar-K........................... 33
BAB V. PENUTUP................................................................................... 40
A. Kesimpulan........................................................................... 40
B. Saran....................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA................................................................................. 41
LAMPIRAN-LAMPIRAN.......................................................................... 44
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Komposisi Oksida Logam dan Oksida Semilogam
Felspar Jepara, Felspar Ontario, dan Felspar Lampung........ 24
Tabel 2. Komposisi Mineral Sampel Felspar...................................... 26
Tabel 3. Kandungan Na2O, K2O, dan CaO dalam Felspar-Na
Hasil Modifikasi.................................................................... 29
Tabel 4. Analisis Kuantitatif Felspar-Na Hasil Modifikasi................. 31
Tabel 5. KPK Felspar-Na Hasil Modifikasi........................................ 32
Tabel 6. Titik Lebur Felspar-Na Hasil Modifikasi.............................. 33
Tabel 7. Kandungan Na2O, K2O, dan CaO dalam Felspar-K
Hasil Modifikasi.................................................................... 35
Tabel 8. Analisis Kuantitatif Felspar-K Hasil Modifikasi................... 36
Tabel 9. KPK Felspar-K Hasil Modifikasi.......................................... 37
Tabel 10. Titik Lebur Felspar-K Hasil Modifikasi............................... 38
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1. Struktur kerangka Felspar-K............................................. 6
Gambar 2. Difraktogram (a) Sanidine, (b) Microline, (c) Anorthite,
(d) Albite, (e) Adularia, (f) Anorthoclase, (g) Orthoclase,
(h) Lisetite, dan (i) Lizardite ............................................... 13
Gambar 3. Difraktogram Felspar Jepara dengan (*) adalah felspar
kalium dan (#) adalah felspar natrium................................. 25
Gambar 4. Difraktogram Felspar (a) Felspar alam, (b) Felspar-Na
0,5 M, (c) Felspar-Na 1,0 M, (d) Felspar-Na 1,5 M, dan
(e) Felspar-Na 2,0 M dengan (*) adalah felspar kalium
dan (#) adalah felspar natrium............................................. 30
Gambar 5. Difraktogram Felspar-K Hasil Modifikasi dari
(a) Felspar-Na 0,5 M, (b) Felspar-Na 1,0 M, (c) Felspar-Na
1,5 M, (d) Felspar-Na 2,0 M dengan (*) adalah
felspar kalium ..................................................................... 35
Gambar 6. Hasil leburan felspar dari (a) felspar alam, (b) felspar-Na
0,5 M, (c) felspar-Na 1,0 M, (d) felspar-Na 1,5 M,
(e) felspar-Na 2,0 M, (f) felspar-Na 0,5 M + KCl 1,5 M,
(g) felspar-Na 1,0 M + KCl 1,5 M, (h) felspar-Na 1,5 M
+ KCl 1,5 M, dan (i) felspar-Na 2,0 M + KCl 1,5 M ........ 39
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian Karakterisasi Felspar Alam
Jepara.................................................................................... 43
Lampiran 2. Diagram Alir Penelitian Modifikasi dan Karakterisasi
Felspar-Na dengan Metode Pertukaran Ion........................... 44
Lampiran 3. Diagram Alir Penelitian Modifikasi dan Karakterisasi
Felspar-K dengan Metode Pertukaran Ion............................ 45
Lampiran 4. Diagram Alir Penelitian Pengukuran Kapasitas Pertukaran
Kation.................................................................................... 46
Lampiran 5. Perhitungan Kadar Unsur Penyusun Felspar Alam Jepara.... 47
Lampiran 6. Perhitungan Komposisi Mineral Penyusun............................49
Lampiran 7. Perhitungan Standarisasi NaOH dengan Kalium
Hidrogen Ptalat...................................................................... 58
Lampiran 8. Perhitungan Pengukuran Kapasitas Pertukaran Kation......... 59
Lampiran 9. Standar JCPDS...................................................................... 60
Lampiran 10. Data AAS.............................................................................. 69
Lampiran 11. Basic Data Process XRD....................................................... 72
DAFTAR TABEL LAMPIRAN
Hal
Tabel Lampiran 1. Interpretasi Data XRD Felspar Alam........................ 49
Tabel Lampiran 2. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 0,5 M................. 51
Tabel Lampiran 3. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,0 M................. 52
Tabel Lampiran 4. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,5 M................. 52
Tabel Lampiran 5. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 2,0 M................. 53
Tabel Lampiran 6. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 0,5 M+KCl 1,5 M 54
Tabel Lampiran 7. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,0 M+KCl 1,5 M 55
Tabel Lampiran 8. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,5 M+KCl 1,5 M 56
Tabel Lampiran 9. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 2,0 M+KCl 1,5 M 57
Tabel Lampiran 10. KPK Felspar-Na Hasil Modifikasi............................. 59
Tabel Lampiran 11. KPK Felspar-K Hasil Modifikasi.............................. 59
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Keramik, didefinisikan sebagai bahan dengan komposisi silikat, oksida,
non oksida atau campurannya dengan struktur kristalin atau gelas yang dibakar
pada temperatur tinggi, menggunakan lempung, felspar, dan pasir sebagai bahan
baku utama (Hartono, 1988). Keramik yang diproduksi oleh industri di Indonesia
mengalami perkembangan yang cukup pesat. Ekspor produk industri keramik
pada tahun 2005 sebesar US$ 46,9 juta dan pada 2006 sampai bulan September
mencapai US$ 73,5 juta, sementara itu nilai impor keramik turun cukup tajam dari
US$ 66,4 juta menjadi US$ 45,7 juta (www.asaki.or.id/manajemen). Peningkatan
nilai ekspor keramik tersebut menunjukkan produksi keramik yang semakin
banyak sehingga kebutuhan felspar sebagai bahan baku utama juga ikut
mengalami peningkatan.
Potensi felspar Indonesia cukup melimpah untuk dimanfaatkan sebagai
bahan baku industri keramik. Data Direktorat Inventarisasi Sumberdaya Mineral
menunjukkan cadangan terukur (proved), tereka (probable) dan terindikasi
(possible) masing-masing sebesar 271693, 11728 dan 56561 ribu ton
(www.tekmira.esdm.go.id). Sebaran material ini terdapat hampir di seluruh
Indonesia dari Sawah Lunto, Cianjur, Jepara, hingga Donggala (www.distamben-
jabar.go.id). Kenyataannya, potensi felspar Indonesia yang melimpah tersebut
belum bisa mengatasi peningkatan kebutuhan felspar dalam negeri, terbukti
dengan tingginya impor felspar. Menurut data dari Badan Pusat Statistik (BPS),
impor felspar mencapai 165,8 ribu ton pada tahun 2005, meningkat 47 ribu ton
dibandingkan tahun 2002.
Penyebab tingginya impor felspar Indonesia adalah kandungan kalium dan
natrium yang masih rendah dan kandungan mineral-mineral pengotor, antara lain
mika, ilmenit, magnetit, hematit, dan kuarsa yang tinggi. Untuk keperluan
komersial dibutuhkan felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) > 10% dan
material pengotor oksida besi, kuarsa, oksida titanium dan pengotor lain yang
berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin
(www.tekmira.esdm.go.id). Felspar dari jenis felspar kalium dan felspar natrium
sangat penting sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik untuk
menurunkan suhu vitrifikasi, suhu lebur, dan suhu reaksi (Austin,1996). Felspar
kalium lebih disukai dalam industri keramik dan kaca karena dapat melarutkan
silika lebih cepat dan membuat glasir lebih tahan lama
(www.ceramics.mmat.ubc.ca). Felspar kalium sangat aktif melarutkan pasir dan
lempung serta tidak segera berubah bentuk selama pembakaran. Felspar natrium
mempunyai kemampuan melarutkan sama dengan felspar kalium tetapi sifat-sifat
bahan gelas yang terbentuk tidak begitu baik dan mudah mengalami perubahan
bentuk (www.ceramic-materials.com/cermat). Sedangkan adanya kandungan besi
yang relatif tinggi dapat menyebabkan perubahan warna pada badan keramik,
berkurangnya daya tahan badan keramik terhadap panas tinggi, munculnya buih
atau bintik hitam dan bahkan pada kandungan besi yang sangat tinggi dapat
menimbulkan kasar pada permukaan (Grimshaw, 1980). Pengolahan bahan galian
felspar menjadi suatu keharusan untuk meningkatkan mutu felspar Indonesia dan
sekaligus mengurangi atau meniadakan ketergantungan terhadap impor felspar.
Penelitian untuk menurunkan kandungan besi pada felspar telah banyak
dilakukan, diantaranya penelitian yang dilakukan oleh Nuryanto (1990) yaitu
pengurangan kadar besi untuk felspar Banjarnegara dan Sulawesi Tengah; Ardha
(1993) untuk felspar Flores; serta Parwatiningsih (2005) untuk felspar Jepara.
Namun penelitian untuk meningkatkan kandungan kalium pada felspar dengan
metode pertukaran ion masih jarang dilakukan. Homogenisasi kation terlebih
dahulu dapat meningkatkan pertukaran kationnya. Penelitian Gunter et al. dalam
Ambruster (2001) telah berhasil mengubah sampel heulandite alam menjadi
heulandite-Pb dengan dua tahap yaitu (1) sampel heulandite alam menjadi
heulandite-Na dengan larutan penukar ion NaCl dan (2) heulandite-Na menjadi
heulandite-Pb dengan larutan penukar ion Pb(CH3COOH)2. Yang et al. (1997)
telah berhasil melakukan pertukaran heulandite-K dari heulandite alam dengan
dua tahap yaitu (1) heulandite alam Na0,96Ca3,54K0,09(Al8,62Si27,51O72).nH2O
menjadi heulandite-Na Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O dengan larutan
penukar ion NaCl dan (2) heulandite-Na Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O
menjadi heulandite-K K8,64Na0,03Ca0,01(Al8,65Si27,34O72).nH2O dengan larutan
penukar ion KCl. Pertukaran Na pada clinoptilolite telah dilakukan oleh Woods
dan Gunter (2001). Kovalskii et al. (1997) telah berhasil mensintesis felspar-K
dari albite (Na1,02K0,01Al0,98Si3,00O8).
Berdasarkan pada berbagai hal tersebut, perlu dilakukan penelitian untuk
memanfaatkan potensi felspar alam Indonesia menjadi felspar kalium dengan
terlebih dahulu memodifikasi felspar alam tersebut menjadi felspar natrium.
B. Perumusan Masalah
1. Identifikasi Masalah
Potensi felspar di Indonesia sangat melimpah dengan sebaran yang
terdapat hampir di seluruh negeri. Endapan felspar antara lain tersebar di
Donggala, Bonti, Lodoyo, Sawahlunto, Cianjur, Jepara, dan Banjarnegara. Felspar
alam mempunyai komposisi mineral dan komposisi unsur serta sifat fisik yang
sangat bervariasi tergantung pada proses pembentukannya. Felspar yang terdapat
di Indonesia termasuk felspar Jepara, yang dikelompokkan dalam beberapa grade
sesuai dengan kenampakan fisiknya, kebanyakan memiliki kandungan K2O yang
masih rendah sehingga industri keramik cenderung memilih impor felspar. Oleh
karena itu diperlukan modifikasi untuk meningkatkan kandungan K2O felspar.
Modifikasi felspar dapat dilakukan antara lain dengan metode pertukaran
ion. Modifikasi felspar alam menjadi felspar kalium dapat dilakukan dengan
menukar kation felspar alam dengan kation Na larutan prekursor selanjutnya
menukar kation felspar natrium hasil modifikasi dengan kation K larutan
prekursor agar dapat meningkatkan hasil pertukaran kationnya. Proses pertukaran
kation terjadi dalam sistem pori dalam kristal dengan kation lain dari larutan
prekursor. Jenis larutan prekursor yang digunakan dapat berupa larutan basa atau
garam. Proses pertukaran kation dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain
konsentrasi kation penukar, temperatur dan waktu kontak yang belum diteliti
selama ini.
Untuk mengetahui sifat kimia dan fisika felspar alam dan felspar hasil
modifikasi dilakukan karakterisasi kimia dan fisika. Karakterisasi kimia felspar
meliputi komposisi mineral dengan X-Ray Diffraction (XRD), komposisi oksida
logam dan oksida semi logam dengan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS),
ikatan kimia yang terjadi dengan Fourier Transformer Infra Red (FTIR), dan
kapasitas pertukaran kation yang dapat ditentukan dengan metode amonium
asetat, cetylpyridinium cloride, copper bisethylenediamine, copper
triethylenediamine dan methylen blue. Karakterisasi fisika felspar meliputi
penentuan luas permukaan, distribusi ukuran pori, dan uji titik lebur. Karakterisasi
kimia dan fisika dilakukan untuk mengetahui keberhasilan modifikasi felspar.
2. Batasan Masalah
a. Mineral felspar yang digunakan adalah felspar dari Jepara dengan grade A.
b. Modifikasi felspar dengan metode pertukaran ion dilakukan secara 2 tahap: (1)
menggunakan larutan garam NaCl dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; dan
2,0 M dan (2) menggunakan larutan garam KCl dengan konsentrasi 1,5 M
yang masing-masing dilakukan pada suhu kamar dengan waktu kontak selama
24 jam.
c. Karakterisasi kimia dan fisika felspar meliputi komposisi mineral dengan
XRD, komposisi oksida logam dan oksida semilogam dengan AAS, kapasitas
pertukaran kation yang ditentukan dengan metode ammonium asetat, dan uji
titik lebur.
3. Rumusan Masalah
a. Apakah felspar alam dapat dimodifikasi menjadi felspar-Na dan bagaimana
karakteristik komposisi mineral, komposisi oksida logam dan oksida
semilogam, kapasitas pertukaran kation, dan titik leburnya?
b. Apakah felspar-Na dapat dimodifikasi menjadi felspar-K dan bagaimana
karakteristik komposisi mineral, komposisi oksida logam dan oksida
semilogam, kapasitas pertukaran kation, dan titik leburnya?
c. Bagaimana kenampakan fisik leburan felspar-K hasil modifikasi dibandingkan
dengan kenampakan fisik leburan felspar alam?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
1. Memodifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dan mengetahui karakteristik
komposisi mineral, komposisi oksida logam dan oksida semilogam, kapasitas
pertukaran kation, dan titik leburnya.
2. Memodifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dan mengetahui karakteristik
komposisi mineral, komposisi oksida logam dan oksida semilogam, kapasitas
pertukaran kation, dan titik leburnya.
3. Mengetahui kenampakan fisik leburan felspar-K hasil modifikasi
dibandingkan dengan kenampakan fisik leburan felspar alam.
D. Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfat, antara lain:
1. Memberikan masukan kepada pihak industri pemakai dalam hal pengolahan
felspar yang lebih efektif.
2. Potensi felspar Indonesia dapat dioptimalkan sehingga kebutuhan felspar
dalam negeri terpenuhi.
3. Kualitas felspar Indonesia dapat ditingkatkan sehingga mengurangi
ketergantungan Indonesia, khususnya industri keramik terhadap impor felspar.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Felspar
Felspar, mineral yang kelimpahannya paling besar di bumi, adalah suatu
kelompok mineral batuan yang terdiri dari senyawa alumina silikat dari Na, K,
dan Ca yang memiliki beberapa rumus umum (Lee, 1998). Rumus umum felspar
dapat ditulis sebagai WZ4O8, dengan W merupakan Na, K, atau Ca, dan Z
merupakan Si atau Al. Rasio Si/Al felspar antara 3:1 hingga 1:1. Oleh karena
semua jenis felspar pasti mengandung sejumlah Al maka rumus umum kadang-
kadang dinyatakan sebagai W(Al,Si)Si2O8, variabel (Al/Si) disesuaikan dengan
proporsi kation-kation univalen dan bivalen (Mason dan Moore, 1982).
Struktur mineral felspar tersusun dari tetrahedral SiO4 dan AlO4 yang
membentuk kerangka tiga dimensi yang bermuatan negatif, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur kerangka Felspar-K
(Freeman et al. dalam Parwatiningsih, 2005)
Atom-atom atau ion-ion Si dan Al dalam suatu struktur kerangka dikenal
sebagai atom-atom yang berstruktur karena atom-atom tersebut berikatan dengan
oksigen membentuk suatu struktur kerangka yang kaku. Struktur rantai ini
dihubungkan dengan formasi sama pada semua sisi, membentuk kerangka tiga
dimensi. Struktur yang dihasilkan mengandung celah yang cukup besar untuk
ditempati kation yang menyeimbangkan kisi tersebut secara elektrik. Adanya
kation-kation penyeimbang seperti Na+, K+ dan Ca2+ dalam rongga struktur
felspar berperan untuk menstabilkan muatan kerangka menjadi netral. Kerangka
tidak dapat dipertukarkan sedangkan kation-kation penyeimbang dapat
dipertukarkan (Grimshaw, 1980).
Secara mineralogis felspar dikelompokkan ke dalam:
a. Felspar kalium
Mineral yang termasuk dalam kelompok felspar alkali adalah:
1) Sanidine: felspar kalium suhu paling tinggi, ditemukan pada batuan
vulkanik dan batuan metamorfosis suhu sangat tinggi.
2) Orthoclase: felspar kalium suhu tinggi, ditemukan pada batuan vulkanik
dan batuan metamorfosis suhu tinggi.
3) Microline: felspar kalium suhu rendah, terutama terdapat pada batuan
metamorfosis dan granit.
4) Adularia: felspar kalium suhu sangat rendah.
b. Felspar plagioklas
Felspar plagioklas dibentuk oleh suatu deret sinambung natrium felspar dan
kalsium felspar. Plagioklas berkomposisi mulai dari plagioklas murni natrium
(albite) sampai plagioklas murni kalsium (anorthite).
Felspar plagioklas terdiri dari:
1) Albite : 0-10% anorthite
2) Oligoclase : 10-30% anorthite
3) Andesine : 30-50% anorthite
4) Labradorite : 50-70% anorthite
5) Bytownite : 70-90% anorthite
6) Anorthite : 90-100% anorthite (Dutch, 1999)
Sifat-sifat fisik felspar adalah sebagai berikut:
a. Berwarna putih keabu-abuan, hijau muda, kuning kotor, merah jambu, atau
coklat
b. Nilai kekerasannya 6,0-6,5 Mohss
c. Berat jenis atau bobot isi 2,4-2,8 g/cm3
d. Titik lebur berkisar antara 1100-1500oC
e. Bersifat kurang plastis (Subari, 1984)
Felspar mengandung 10-15% alkali (K2O, Na2O) dan melebur dengan baik
pada suhu sedang sampai suhu tinggi dan merupakan sumber fluks yang
ekonomis. Beberapa felspar mulai melebur pada suhu sekitar 1200oC dan
membentuk lapisan glasir yang baik karena sumbangan alumina dan silikanya
dalam peleburan (www.ceramic-materials.com/cermat).
2. Modifikasi Felspar
Kation-kation yang ada dalam felspar dapat dipertukarkan karena kation-
kation tersebut dapat digantikan dengan kation-kation lain dalam suatu larutan
relatif tanpa mempengaruhi struktur kerangka aluminosilikat. Fenomena ini
dikenal sebagai pertukaran ion atau pertukaran kation (Grimshaw, 1980).
Struktur felspar dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
a) Jari-jari ion
b) Kesetimbangan muatan
c) Aluminium-silikon tetrahedra dan besar kation penyeimbangnya
K, Ba, dan Na merupakan kation-kation yang cocok berdasarkan jari-jari ion
sedangkan K-Na dan Ba-Ca merupakan pasangan kation yang cocok berdasarkan
muatannya. Subtitusi yang paling mungkin terjadi antara K dan Na karena
muatannya sama dan ukuran jari-jari ion yang hampir sama sedangkan
kemungkinan paling kecil terjadi subtitusi antara K dan Ca karena muatan yang
berbeda dan ukuran jari-jari ion yang berbeda. Natrium mempunyai jari-jari ion
berukuran menengah sehingga mungkin untuk bertukar dengan ion lain. Secara
mineralogi, jari-jari ion merupakan hal paling penting dan kesetimbangan muatan
serta tetrahedra Si-Al merupakan tambahannya (Dutch, 2002).
Selektivitas untuk tiap material penukar ion ditentukan oleh beberapa
faktor antara lain muatan, ukuran dan hidrasi, struktur, dan muatan total struktur,
dan konsentrasi larutan yang ada (Moller, 2002). Pada pori bagian dalam
clinoptilolite, salah satu jenis zeolit, cukup kecil untuk membatasi adsorpsi
beberapa ion berukuran lebih besar sehingga selektivitas clinoptilolite tinggi untuk
K+ dan NH4+ relatif terhadap Na+ atau divalen kation seperti Ca2+ dan Mg2+
(Shaddox, 2004). Proses pertukaran ion paling mungkin terjadi antara K+ dengan
NH4+ dan Na+ karena ukuran jari-jari ion yang hampir sama dan muatan yang
sama. Untuk pertukaran ion antara K+ dengan Ca2+ atau Mg2+ kemungkinan
terjadinya kecil karena ukuran jari-jari ion dan muatan yang berbeda. Faktor
ukuran jari-jari ion dan muatan ion merupakan faktor penting dalam proses
pertukaran ion.
Bentuk pergantian ion oleh ion lain dalam kisi kristal disebut subtitusi
isomorfis. Pergantian utama terjadi pada susunan kationnya. Ion pengganti
ukurannya harus sebanding dengan ion yang digantikan dengan koordinasi yang
boleh berbeda. Ion dengan ukuran yang cocok mungkin tidak dapat untuk
terjadinya subtitusi karena kontribusi valensi yang tidak sama sehingga
kesetimbangan elektrik di kisi-kisi kristal akan rusak. Ion dengan valensi rendah
yang dapat menggantikan ion dengan valensi yang lebih tinggi, sehingga harus
ada ion tambahan yang masuk ke dalam ruang kosong kisi. Misalnya, Al3+ dapat
menggantikan Si4+ yang ukurannya sebanding, tetapi satu unit valensi harus
ditambahkan. Pada felspar, jika ion silikon digantikan oleh ion alumunium, ion
natrium atau ion kalium akan masuk untuk menyeimbangkan valensi. Reaksi
subtitusinya sebagai berikut:
Si4+ Na+ + Al3+
Si4+ K+ + Al3+
Contoh subtitusi lainnya:
Na+ + Si4+ Ca2+ + Al3+
Mg2+ + Si4+ Al3+ + Al3+ (Grimshaw, 1980)
Menurut Goldschmidt dalam Faure (1998) subtitusi ion dalam mineral
memiliki aturan-aturan sebagai berikut:
a) Ion-ion dari suatu elemen dapat menggantikan ion lain dalam kristal jika
perbedaan jari-jari ionnya kurang dari 15%
b) Ion-ion dengan perbedaan muatan sebesar satu dapat bersubtitusi satu sama
lain yang memberikan kenetralan elektrik dalam kristal
c) Jika ada dua ion berbeda dapat menempati tempat yang sama dalam kisi, maka
ion dengan potensial ionik lebih besar akan membentuk ikatan yang lebih
kuat dengan anion-anion yang mengelilingi situs tersebut
Beberapa percobaan pertukaran ion dilakukan dengan mengontakkan
larutan yang diketahui konsentrasinya dari kation yang diinginkan dengan
material padatannya, seperti yang pernah dilakukan pada zeolit. Zeolit tidak akan
berada dalam bentuk homoionik. Beberapa peneliti telah menunjukkan bahwa
clinoptilolite dengan perlakuan awal pertukaran-Na lengkap dapat meningkatkan
pertukaran kationnya (Gunter dan Woods, 2001).
Pertukaran Pb2+ dengan perlakuan awal pertukaran Na lengkap telah
dilakukan oleh Gunter et al. dalam Ambruster (2001). Penelitian tersebut
dilakukan dengan menggunakan 3 sampel heulandite alam dengan komposisi H-
I:Ca3.6K0.8Al8.8Si27.4O72·26.1H2O, H-II: Ca2.1Mg0.3Na2.5K0.3Al8.0Si28.2O72·25.5
H2O, dan H-III: Ca3.7Na1.3K0.1Al8.9Si27O72.·21.4 H2O untuk mempelajari
pertukaran Pb2+. Sampel diaduk selama 4 minggu dalam larutan NaCl 2 M untuk
mendapatkan heulandite-Na. Hanya sampel H-III yang hampir sempurna tertukar
Na, sedangkan sampel H-I dan H-II masih mengandung komposisi awal yang
signifikan. Pada tahap kedua, sampel heulandite-Na diaduk dalam larutan
Pb(CH3COO)2 2 M untuk mendapatkan heulandite-Pb. Hanya sampel H-III yang
hampir sempurna tertukar. Alasan dari perbedaan perilaku pertukaran ini belum
dapat dimengerti.
Yang et al. (1997) telah berhasil melakukan pertukaran heulandite-K dari
heulandite alam dengan dua tahap yaitu (1) heulandite alam
Na0,96Ca3,54K0,09(Al8,62Si27,51O72).nH2O menjadi heulandite-Na
Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O dengan larutan penukar ion NaCl 2 M dan
(2) heulandite-Na Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O menjadi heulandite-K
K8,64Na0,03Ca0,01(Al8,65Si27,34O72).nH2O dengan larutan penukar ion KCl 2 M.
Penggunaan penukar ion garam klorida tidak merusak kerangka alumina
silikatnya.
Pertukaran Na pada clinoptilolite telah dilakukan oleh Woods dan Gunter
(2001). Clinoptilolite (Na3,13K1,04Ca0,68Mg0,47(Al6,09Si29,6O72).19H2O) dikontakkan
pada larutan NaCl dengan variasi temperatur dan waktu kontak. Setelah 24 jam,
sampel dengan empat variasi suhu tersebut menghasilkan rata-rata 20% K, 80%
Ca, dan 50% Mg yang lepas dari sampel dan masuk ke larutan.
Kovalskii et al. (1997) telah berhasil mensintesis K-felspar dari albite
(Na1,02K0,01Al0,98Si3,00O8). Pertukaran ion (Na→K) terjadi antara leburan KCl dan
2 mineral (1) ‘Low’ albite asal Gunung Vishnevye, Ural Selatan dan (2) ‘high’
albite (didapatkan dari ‘low’ albite diperlakukan pada temperatur 1070oC selama
61 hari) dalam suatu kontainer pada tekanan atmosfer dan suhu 850oC selama 10
hari dengan rasio antara mineral dan KCl adalah 1:20. Dari hasil percobaan
didapatkan microline dan sanidine.
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K secara 2 tahap diharapkan dapat
meningkatkan kandungan kalium felspar alam. Keberhasilan felspar hasil
modifikasi dapat dilihat dari analisis dengan AAS, XRD, kapasitas pertukaran
kation, dan uji titik lebur.
3. Karakterisasi Felspar
a. Komposisi Unsur Penyusun
Felspar mempunyai komposisi oksida logam dan oksida semilogam
penyusun yang terdiri dari SiO2, Al2O3, K2O, Na2O, CaO, dan sejumlah kecil
oksida-oksida lain yang dapat dianalisis dengan Atomic Absorption Spectroscopy
(AAS). Sampel felspar Ontario dari penelitian Rogers et al. (1998) mempunyai
komposisi sebagai berikut: SiO2 (59,8%), Al2O3 (20,87%), K2O (7,37%), Na2O
(6,69%), CaO (2,37%), dan sejumlah kecil oksida-oksida lain. Felspar Lampung
mempunyai komposisi sebagai berikut: SiO2 (64,91%), Al2O3 (19,45%), K2O
(11,19%), Na2O (3,86%), CaO (0,21%), dan Fe2O3 (0,17%) (Hartono, 1988).
Felspar mempunyai kadar oksida yang berbeda-beda tergantung pada proses
pembentukannya.
b. Komposisi Mineral Penyusun
Identifikasi mineral felspar yang dilakukan dengan metode difraksi sinar-
X memberikan hasil yang cukup presisi (Naniek dan Suhanda, 1988). Pola
difraksi sinar-X merupakan suatu plot dari sinar yang didifraksikan yang
menampilkan peta dari indeks Miller (hkl) sebagai fungsi dari 2 θ, sesuai
persamaan Bragg (n λ = 2 d sin θ). Penggunaan utama hukum Bragg adalah
menentukan jarak antara lapisan dalam kisi. Harga d dapat langsung dihitung
setelah sudut θ yang bersangkutan dengan sebuah pantulan ditentukan (Atkins,
1999).
Pola difraksi setiap senyawa kristalin dapat digunakan sebagai sidik jari
atau identifikasi. Dua variabel yang mempengaruhi pola difraksi adalah jarak d
dan intensitas. Pada prakteknya, dalam menggunakan pola difraksi untuk tujuan
identifikasi, utamanya memperhatikan jarak d dan kadang-kadang kesesuaian
intensitasnya (West, 1984).
Analisis kualitatif dan kuantitatif jenis mineral felspar dilakukan dengan
menggunakan difraktogram standar dari JCPDS (Join Committee on Powder
Diffraction Standards) dalam bentuk JCPDS Powder Diffraction File. Setiap
senyawa dengan struktur kristal sama akan menghasilkan difraktogram yang
identik, oleh karena itu pola difraksi dapat digunakan sebagai sidik jari
(fingerprint) suatu senyawa. Jadi dengan membandingkan difraktogram suatu
mineral yang tidak diketahui dengan difraktogram dalam Powder Diffraction File,
dapat ditentukan jenis mineral yang tidak diketahui tersebut (Nelson, 2003).
Difraktogram untuk beberapa jenis mineral disajikan pada Gambar 2.
Berdasarkan Gambar 2, terlihat puncak paling tinggi untuk mineral
sanidine (d = 3,2489); microline (d = 3,2478); anorthite (d = 3,1925); albite (d =
3,1818); adularia (d = 3,3040); anorthoclase (d = 3,2410); orthoclase (d =
3,3189), lisetite (d = 3,1988); dan lizardite (d = 2,5003).
Nilai d identik untuk berbagai jenis mineral felspar. Jika terjadi perubahan
komposisi unsur maka akan terjadi pergeseran nilai d dari mineral-mineral
tersebut.
(a)
(c)
(b)
(d)
(e) (f)
(g) (h)
(i)
Gambar 2. Difraktogram (a) sanidine, (b) microline, (c) anorthite, (d) albite,
(e) adularia, (f) anorthoclase, (g) orthoclase, (h) lisetite, dan (i) lizardite (JCPDS File).
c. Kapasitas Pertukaran Kation
Kapasitas pertukaran kation adalah jumlah kation yang ada per unit berat
mineral dan menggambarkan jumlah kation yang tersedia untuk pertukaran.
Kapasitas pertukaran kation biasanya dinyatakan dalam satuan miliekuivalen per
100 g (Tan, 1982). Nilai kapasitas pertukaran kation (KPK) yang bervariasi
tersebut dikarenakan komposisi kandungan unsur yang berbeda. Pengukuran
kapasitas pertukaran kation pada felspar dilakukan dengan mengacu pada Standar
Nasional Indonesia (SNI) 13-3494-1991 tentang metode kapasitas pertukaran
kation pada zeolit yaitu dengan menggunakan metode amonium asetat. Garam
ammonium sangat baik ditentukan dengan merubahnya menjadi amonia dengan
cara ditambahkan basa kuat lalu didestilasi. Amonia yang didapat kemudian
dititrasi, seperti pada metode Kjeldahl yang didasarkan pada titrasi netralisasi.
Metode ini tidak memerlukan peralatan khusus dan biasa digunakan untuk analisis
rutin dengan jumlah sampel yang banyak (Skoog, 1996). Prinsip kerjanya yaitu
dengan sejumlah tertentu sampel dialiri larutan garam amonium. Amonium yang
mengganti ion-ion dalam zeolit ditukar lagi dengan larutan garam klorida dan
larutan yang dihasilkan ditambah dengan basa kuat terlebih dahulu kemudian
didestilasi. Amonia yang didapat diasamkan lalu ditentukan dengan titrasi
netralisasi.
d. Titik Lebur
Titik lebur felspar adalah temperatur dimana felspar berpindah dari
keadaan kristalin ke keadaan leburan dengan rentang yang cukup lebar. Pada
Bowen’s Reaction Series, felspar kalium yang terbentuk lebih akhir dengan suhu
yang lebih rendah mempunyai titik lebur lebih tinggi dibandingkan dengan felspar
natrium (Mason dan Moore, 1982). Hal itu dikarenakan stabilitas kristal felspar
kalium lebih tinggi daripada felspar natrium. Titik lebur untuk felspar kalium
1150oC sedangkan untuk felspar natrium 1118oC. Felspar natrium memiliki titik
lebur lebih rendah dibandingkan dengan felspar kalium. Semakin banyak
kandungan natrium dalam felspar maka semakin rendah titik lebur felspar
tersebut. Uji titik lebur dilakukan untuk mengetahui titik lebur dari felspar hasil
modifikasi dengan cara sampel dimasukkan ke dalam furnace dan diamati
suhunya saat melebur. Titik lebur felspar terjadi pada suhu 1100-1500oC.
B. Kerangka Pemikiran
Struktur bangun felspar berbentuk kerangka tiga dimensi dari SiO4 dan
AlO4 tetrahedral yang kontinyu, dengan Na, K, dan Ca yang bermuatan positif
berada pada celah kerangka bermuatan negatif. Struktur kerangka tiga dimensi
felspar yang dihasilkan mengandung celah yang cukup besar untuk ditempati
kation yang menyeimbangkan kisi tersebut secara elektrik.
Felspar alam yang kandungan kaliumnya sedikit dapat dimodifikasi
dengan metode pertukaran ion sehingga menjadi felspar yang sesuai dengan
kebutuhan industri keramik dan kaca. Proses pertukaran ion dapat dilakukan
dengan mengontakkan larutan dari kation yang diinginkan dengan felspar. Proses
pertukaran ion berdasarkan pada jari-jari ion dan muatan ion. Jari-jari kation pada
felspar dalam satuan Angstrom untuk K 1,6; Na 1,4; dan Ca 1,25 . Untuk ion A
menggantikan ion B, perbedaan jari-jari ion dapat dihitung dengan rumus %ΔrA/B
= {(rA-rB)/rB}x100. Perbedaan jari-jari ion yang kurang dari 15% menyebabkan
pertukaran ion yang terjadi makin besar. Begitu juga jika perbedaan muatan ion
hanya satu, karena perbedaan muatan ion yang lebih dari satu mengakibatkan
pertukaran ionnya sedikit.
Pertukaran ion pada felspar alam asal Jepara menjadi felspar-K dilakukan
dengan tahap-tahap: (1) modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dan (2)
modifikasi felspar-Na hasil modifikasi menjadi felspar-K. Modifikasi yang
dilakukan secara tidak langsung ini dimaksudkan untuk meningkatkan pertukaran
kationnya dengan menghomogenkan kationnya terlebih dahulu seperti yang telah
dilakukan pada beberapa penelitian sebelumnya. Modifikasi felspar alam menjadi
felspar-Na diharapkan berhasil karena perbedaan jari-jari ion untuk ΔrNa/Ca=12%,
ΔrNa/K=12,5% yang besarnya di bawah 15% dan perbedaan muatan ion tidak lebih
dari satu. Modifikasi felspar-Na hasil sintesis menjadi felspar-K diharapkan juga
berhasil dengan perbedaan jari-jari ion kurang dari 15% (ΔrK/Na=14,28%) dan
perbedaan muatan ion tidak lebih dari satu akan menyebabkan pertukaran ion
yang terjadi makin besar.
Keberhasilan modifikasi felspar alam dapat ditentukan dengan
mengetahui komposisi oksida logam dan oksida semilogam penyusun, mineral
penyusun, kapasitas pertukaran kation, dan uji titik lebur. Komposisi oksida
logam dan oksida semilogam serta mineral penyusun menunjukkan bahwa
kandungan natrium akan lebih banyak pada modifikasi felspar-Na dan kandungan
kalium akan lebih banyak pada modifikasi felspar-K dibandingkan dengan felspar
alam. Semakin banyak kation yang dapat dipertukarkan maka semakin besar nilai
kapasitas pertukaran kationnya. Hal itu menunjukkan bahwa telah terjadi
pertukaran ion pada felspar hasil modifikasi. Uji titik lebur menunjukkan bahwa
titik lebur felspar modifikasi antara 1100-1500oC.
C. Hipotesis
1. Felspar alam dapat dimodifikasi menjadi felspar-Na dengan kandungan
mineral jenis felspar-Na, oksida logam Na2O dan nilai kapasitas pertukaran
kation yang lebih besar dari felspar alam.
2. Felspar-Na hasil modifikasi dapat dimodifikasi menjadi felspar-K dengan
kandungan mineral jenis felspar-K, oksida logam K2O, dan nilai kapasitas
pertukaran kation yang lebih besar dibandingkan dengan felspar-Na maupun
felspar alam.
3. Kenampakan fisik leburan felspar-K hasil modifikasi sesuai dengan sifat glasir
yang baik dilihat dari hasil leburan yang tebal, padat, dan cenderung kasar.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental
dalam skala laboratorium. Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan yaitu: (1)
karakterisasi sampel, (2) modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na yang
mengacu pada prosedur Woods dan Gunter (2001), dan (3) modifikasi felspar-Na
menjadi felspar-K. Variabel bebas yang diamati pada tahap pertama adalah
konsentrasi NaCl sedangkan variabel terikatnya adalah kadar K2O, Na2O, dan
Ca2O. Pada tahap kedua konsentrasi KCl yang digunakan adalah sebesar 1,5 M
dengan variabel terikatnya adalah K2O, Na2O, dan Ca2O. Karakterisasi yang
dilakukan meliputi penentuan kandungan mineral dan sifat kristalinitas mineral
dengan XRD, penentuan kandungan oksida logam dengan AAS, pengukuran
kapasitas pertukaran ion dengan metode amonium asetat mengacu pada SNI 13-
3494-1991, dan penentuan titik lebur dengan furnace.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Sub Lab Kimia Laboratorium Pusat MIPA UNS
dan di Lab Kimia Dasar FMIPA UNS. Analisis XRD dilakukan di Sub Lab Fisika
Laboratorium Pusat MIPA UNS, analisis AAS dilakukan di Balai Penelitian
Pengembangan Teknologi Kegunungapian (BPPTK) Yogyakarta, dan uji titik
lebur di Sigar Bencah Keramik Semarang. Penelitian dilakukan mulai bulan
Agustus 2006 sampai dengan Mei 2007.
C. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian:
a. Atomic Absorption Spectrometer Merk Philip Unicam sp 110
b. X-Ray Difractometer Merk Shimadzu Type 6000
c. Furnace Merk Thermolyn 48000
d. Kolom penukar ion
e. Stirer Merk Ika Laboratechnike
f. Seperangkat peralatan gelas
g. Seperangkat peralatan destilasi
h. Neraca analitik Merk AND GF-300
2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian:
a. Sampel felspar Jepara grade A yang telah dipreparasi oleh Parwatiningsih
(2005)
b. NaCl p.a Merck
c. KCl p.a Merck
d. Air bebas ion dari PAU UGM
e. CH3COONH4 p.a Merck
f. NaOH p.a Merck
g. HCI 37% p.a Merck
h. Indikator metil oranye p.a Merck
i. Indikator PP p.a Merck
j. Glass wool
k. KHC8H4O4 p.a Merck
l. Kertas saring Whatman 42
D. Prosedur Penelitian
1. Karakterisasi Sampel
a. Komposisi Oksida Logam dan Oksida Semilogam Penyusun
Komposisi oksida logam dan oksida semilogam diukur dengan
menggunakan AAS.
1) Analisis Logam Al, Ca, Mg, Na,K
Sampel felspar sebanyak 0,1 g dimasukkan dalam cawan teflon lalu
ditambahkan 1 ml asam perklorat, 1 ml asam nitrat, dan 5 ml asam
flourida kemudian dipanaskan sampai kering. Selanjutnya
ditambahkan 5 ml asam klorida dan dipanaskan di atas hotplate sampai
endapan larut. Larutan diencerkan sampai volume 100 ml kemudian
dianilis dengan AAS.
2) Analisis Logam Si
Sampel felspar sebanyak 0,1 g dimasukkan dalam cawan teflon lalu
ditambahkan 2,5 ml aqua regia dan 5 ml asam flourida kemudian
dimasukkan dalam oven pada suhu 90oC selama 2 jam. Selanjutnya
diencerkan sampai volume 100 ml kemudian dianalisis dengan AAS.
b. Komposisi Mineral Penyusun
Komposisi mineral yang terkandung dalam sampel felspar diukur
menggunakan XRD dengan kondisi alat terdapat pada Lampiran 11.
c. Kapasitas Pertukaran Kation
Kapasitas pertukaran kation ditentukan dengan metode amonium
asetat dengan tahapan:
1) Persiapan kolom penukar ion
Pasir silika dicuci dengan larutan panas HCl 0,1 N, kemudian
dicuci kembali dengan aquades sampai netral. Kolom penukar ion diisi
glass wool dan pasir silika dengan susunan: bagian bawah adalah glass
wool setinggi 2 cm dan bagian atasnya pasir silika setinggi 0,2 cm.
Kemudian larutan amonium asetat 1 N diteteskan diatasnya sampai
mencapai ketinggian 1 cm. Sebanyak 0,2-0,3 g serbuk felspar
dimasukkan dalam kolom penukar ion, lalu dinding kolom dibilas
dengan larutan amonium asetat 1 N sampai mencapai ketinggian 5 cm.
2) Pengaliran larutan amonium asetat
Larutan amonium asetat 1 N sebanyak 100 ml dialirkan dalam
kolom dan harus habis dalam waktu 4 jam. Kemudian larutan hasil
pertukaran kation yang tertampung dalam gelas beker dibuang.
3) Pengaliran larutan kalium klorida 10%
Larutan KCl 10% sebanyak 100 ml dialirkan ke dalam kolom
dalam waktu 4 jam.
4) Distilasi
Larutan yang tertampung dalam tahap pengerjaan 3)
dimasukkan dalam labu bulat volume 500 ml dengan ditambahkan
larutan NaOH 10% sebanyak 30 ml dan aquades sebanyak 50 ml,
kemudian didistilasi.
5) Titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N
Distilat yang diperoleh dari tahap pengerjaan 4) ditambahkan
dengan larutan HCl 0,1 N sebanyak 10 ml dan diencerkan sampai
volume 150 ml. Distilat yang telah diencerkan kemudian dititrasi
dengan larutan NaOH 0,1 N menggunakan indikator metil oranye.
d. Titik Lebur
Felspar dimasukkan ke dalam Furnace dan diamati suhunya saat
melebur. Pengamatan pada range suhu 1100-1500oC.
2. Modifikasi Felspar dan Karakterisasi
a. Modifikasi Felspar-Na dari Felspar Alam
Felspar 8 g dimasukkan dalam 100 ml larutan NaCl dengan variasi
konsentrasi NaCl sebesar 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 M dan diaduk selama 24 jam.
Felspar disaring dengan kertas saring Whatman 42 dan dicuci dengan air
bebas ion sampai bebas Cl- (uji negatif terhadap AgNO3). Felspar tersebut
dikeringkan pada suhu 105oC selama 2 jam.
b. Modifikasi Felspar-K dari Felspar-Na Hasil Modifikasi
Felspar-Na hasil modifikasi sebanyak 4 g dimasukkan dalam 50 ml larutan
KCl 1,5 M dan diaduk selama 24 jam. Felspar disaring dengan kertas
saring Whatman 42 dan dicuci dengan air bebas ion sampai bebas Cl- (uji
negatif terhadap AgNO3). Felspar tersebut dikeringkan pada suhu 105oC
selama 2 jam.
c. Karakterisasi Felspar Hasil Modifikasi
1) Komposisi Unsur Penyusun
Komposisi oksida logam Na, K, dan Ca diukur dengan
menggunakan AAS. Sampel felspar sebanyak 0,1 g dimasukkan dalam
cawan teflon lalu ditambahkan 1 ml asam perklorat, 1 ml asam nitrat,
dan 5 ml asam flourida kemudian dipanaskan sampai kering.
Selanjutnya ditambahkan 5 ml asam klorida dan dipanaskan di atas
hotplate sampai endapan larut. Larutan diencerkan sampai volume 100
ml kemudian dianalisis dengan AAS.
2) Komposisi Mineral Penyusun
Komposisi mineral yang terkandung dalam sampel felspar
diukur menggunakan XRD dengan kondisi alat terdapat pada
Lampiran 11.
3) Kapasitas Pertukaran Kation
Kapasitas pertukaran kation ditentukan dengan metode
amonium asetat dengan tahapan seperti langkah 1.c.
4) Titik Lebur
Felspar dimasukkan ke dalam furnace dan diamati suhunya saat
melebur. Pengamatan pada range suhu 1100-1500oC.
E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data
1. Teknik Pengumpulan Data
Felspar sebelum dan setelah modifikasi dikarakterisasi dengan XRD untuk
mengetahui kandungan mineralnya, AAS untuk mengetahui komposisi oksida
logam dan oksida semilogam, metode ammonium asetat untuk mengetahui
kapasitas pertukaran kationnya, dan uji titik lebur.
2. Teknik Analisis Data
a. Analisis oksida logam dan oksida semilogam dengan menggunakan AAS.
Indikasi keberhasilan modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dikaji
dengan peningkatan kandungan Na2O sedangkan modifikasi felspar-Na
menjadi felspar-K dikaji dengan peningkatan kandungan K2O.
b. Analisis mineral sampel dengan cara membandingkan nilai d pada
difraktogram sampel dengan difraktogram JCPDS sehingga dapat ditentukan
jenis mineral dari sampel tersebut. Pada felspar-Na hasil modifikasi
menunjukkan kandungan mineral jenis felspar-Na yang bertambah sedangkan
pada modifikasi felspar-K meningkatkan kandungan mineral jenis felspar-K
atau juga dapat dilihat dari menurunnya kandungan mineral jenis felspar yang
lain.
c. Kapasitas pertukaran kation yang makin besar menunjukkan semakin banyak
kation yang dapat dipertukarkan.
d. Titik lebur felspar hasil modifikasi antara 1100-1500oC.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Modifikasi Felspar Alam Menjadi Felspar-Na
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na telah berhasil dilakukan.
Keberhasilan ini dapat dilihat dari hasil karakterisasi felspar-Na hasil modifikasi
dibandingkan dengan felspar alam yang meliputi analisis kandungan oksida logam
dan oksida semilogam dengan AAS, kandungan mineral dengan XRD, kapasitas
pertukaran kation, dan uji titik lebur.
Sebelum modifikasi, terlebih dahulu dilakukan karakterisasi awal sampel
felspar. Karakterisasi awal sampel felspar bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat
awal sampel felspar.
1. Analisis Komposisi Oksida Logam dan Oksida Semilogam dengan AAS
Analisis dengan AAS bertujuan untuk mengetahui komposisi logam dan
semilogam yang terdapat dalam sampel. Komposisi logam dan semilogam hasil
analisis dengan AAS merupakan jumlah total logam dan semilogam dari berbagai
mineral yang ada dalam sampel. Analisis ini dibatasi pada oksida logam Si, Al, K,
Na, Ca, dan Fe karena biasanya logam-logam tersebut terdapat dalam mineral-
mineral jenis felspar. Hasil analisis komposisi oksida logam dan semilogam dalam
sampel Jepara dengan AAS dan data pembanding Felspar
Ontario serta Felspar Lampung disajikan pada Tabel 1.
Berdasarkan Tabel 1, komposisi kandungan oksida Si dan Al sampel
Jepara hampir sama dengan Felspar Ontario dan Felspar Lampung. Kandungan
oksida Si dan Al dalam sampel Jepara masing-masing sebesar 62,13% dan
19,98% sehingga rasio Si/Al sebesar 2,75:1 sesuai perhitungan kadar unsur
penyusun sampel felspar Jepara yang terdapat pada Lampiran 5. Mengacu pada
Mason dan Moore (1982) rasio Si/Al felspar antara 3:1 hingga 1:1, sehingga
diduga bahwa sampel tersebut merupakan mineral jenis felspar. Komposisi logam
yang lain yang terdapat dalam Felspar Jepara dalam bentuk oksidanya adalah K
(5,71%), Na (5,66%), Ca (1,00%), dan Fe (0,59%) yang mengindikasikan bahwa
sampel felspar yang digunakan mengandung felspar kelompok alkali dan felspar
plagioklas.
Tabel 1. Komposisi Oksida Logam dan Oksida Semilogam Felspar Jepara, Felspar Ontario, dan Felspar Lampung
No Jenis Oksida
Kadar (%berat)
Felspar Jepara Felspar Ontario* Felspar Lampung**
1 SiO2 62,13 59,8 64,91
2 Al2O3 19,98 20,87 19,45
3 K2O 5,71 7,37 11,19
4 Na2O 5,66 6,69 3,86
5 CaO 1,00 2,37 0,21
6 Fe2O3 0,59 1,07 0,17 * Hasil penelitian Rogers et al. (1998)
** Hasil penelitian Hartono (1988)
Perbedaan komposisi unsur penyusun antara Felspar Jepara dengan
Felspar Ontario dan Felspar Lampung dikarenakan karakteristik felspar untuk
setiap daerah berbeda-beda, sehingga memiliki komposisi yang relatif berbeda.
Logam-logam K, Na, dan Ca biasa terdapat sebagai kation penyeimbang,
misalnya K untuk microline, sanidine, adularia, atau ortoclase, Na untuk albite
atau anortoclase, dan Ca untuk anortite.
2. Analisis Kandungan Mineral dengan XRD
Analisis komposisi mineral dengan XRD dimaksudkan untuk mengetahui
jenis-jenis mineral dalam sampel. Pengukuran dilakukan pada rentang sudut
difraksi (2θ) dari 10° hingga 90°. Analisis XRD digunakan untuk identifikasi
mineral secara kualitatif dan kuantitatif.
Hasil analisis komposisi mineral yang terkandung dalam sampel dengan
XRD pada rentang sudut (2θ) 10-90o disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Difraktogram Felspar Jepara dengan (*) adalah felspar kalium dan
(#) adalah felspar natrium
Kandungan felspar dalam sampel, teridentifikasi secara kualitatif dari
puncak dominan yaitu pada d = 3,246 Å ; 2,164 Å ; dan 6,498 Å dengan
intensitas relatif sebesar 100, 27, dan 25. Hasil analisis kualitatif difraktogram
sampel pada Gambar 3 dengan data standar JCPDS Powder Diffraction File pada
Lampiran 9 menunjukkan adanya puncak-puncak difraksi pada jarak sesuai
dengan jarak d dari tiga jenis mineral yaitu felspar, lizardite, dan lisetite.
Berdasarkan data tersebut, jenis felspar yang terdapat dalam sampel adalah
ortoclase, adularia, microline, albite, anortite, dan anortoclase. Jenis mineral
pengotor dalam sampel felspar adalah lizardite (mineral besi oksida) dan lisetite
(mineral sodium kalsium alumunium silikat).
Analisis kuantitatif bertujuan untuk mengetahui persentase masing-masing
mineral penyusun dari sampel felspar. Hasil analisis kuantitatif seperti yang
terdapat dalam Tabel 2 sesuai dengan interpretasi data pada Tabel Lampiran 1 dan
sesuai perhitungan dalam Lampiran 6.
Tabel 2. Komposisi Mineral Sampel Felspar
Jenis Mineral Kandungan (%)
Felspar-K Orthoclase Adularia
Microline Sanidine
69,29 22,92 2,05
44,32 0,00
Felspar-Na Albite
Anorthoclase
15,92 2,74
13,18
Felspar-Ca Anorthite
1,44
Lizardite Lisetite
11,22 2,13
Berdasarkan Tabel 2, diperoleh persentase kandungan masing-masing
mineral dalam sampel yaitu felspar (86,66%), lizardite (11,22%), dan lisetite
(2,13%). Felspar dalam sampel sebagian besar tersusun dari jenis microline
(44,32%), orthoclase (22,92%), dan anorthoclase (13,18%). Dapat disimpulkan
bahwa penyusun utama dari sampel adalah mineral felspar karena kandungannya
paling tinggi dengan mineral utama jenis felspar adalah microline.
3. Kapasitas Pertukaran Kation
Analisis kapasitas pertukaran kation bertujuan untuk mengetahui
banyaknya kation yang dapat dipertukarkan per satuan berat. Penentuan kapasitas
pertukaran kation dilakukan dengan metode amonium asetat. Sampel felspar yang
terdapat dalam kolom dialiri dengan larutan amonium asetat sehingga ion-ion
amonium akan menggantikan ion-ion penyeimbang dalam felspar. Larutan yang
turun ke labu penampung dibuang. Selanjutnya, kolom dialiri dengan larutan KCl
yang mengakibatkan ion-ion amonium yang terikat dalam felspar digantikan oleh
ion-ion kalium sehingga larutan yang turun ke labu penampung adalah NH4Cl.
Larutan yang dihasilkan, NH4Cl, ditambah larutan basa kuat (NaOH) kemudian
didestilasi menghasilkan amoniak seperti reaksi berikut :
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
Amoniak yang didapat diasamkan dengan larutan HCl, ditambah indikator Methyl
Orange (MO), dan dititrasi dengan larutan NaOH. Dari hasil perhitungan pada
Lampiran 8 diperoleh KPK felspar alam sebesar 92,53 meq/100g.
Penelitian Sozmen dan Topal (2001), suatu white tuff yang mengandung
felspar-K, felspar plagioklas, kuarsa, dan mika yang diambil di dekat permukaan
(1 cm) dengan komposisi SiO2 (69,94%), Al2O3 (12,69%), K2O (3,97%), Na2O
(1,80%), CaO (1,18%), MgO (0,15%), Fe2O3 (1,03%) mempunyai KPK sebesar 4
meq/100 g sedangkan sampel yang diambil dengan letak lebih dalam (23 cm)
dengan komposisi SiO2 (72,37%), Al2O3 (13,39%), K2O (4,48%), Na2O (1,86%),
CaO (0,83%), MgO (0,09%), Fe2O3 (0,97%) mempunyai KPK sebesar 5
meq/100g. Perbedaan nilai KPK tersebut karena terdapat perbedaan komposisi
unsur. Sampel yang diambil pada kedalaman 23 cm mempunyai kandungan K2O
dan Na2O yang lebih banyak, kandungan CaO dan MgO yang hampir sama dan
Fe2O3 yang lebih sedikit sehingga memberikan nilai KPK yang lebih besar.
Nilai KPK yang berbeda antara felspar alam Jepara dengan sampel
penelitian Sozmen dan Topal dikarenakan komposisi unsur yang berbeda. Pada
sampel felspar Jepara nilai KPK lebih tinggi karena kandungan K2O dan Na2O
lebih besar sedangkan kandungan CaO dan Fe2O3 lebih kecil.
4. Titik Lebur
Penentuan titik lebur felspar bertujuan untuk mengetahui temperatur
dimana felspar berpindah dari keadaan kristalin ke keadaan leburan. Pada
Bowen’s Reaction Series, felspar kalium yang terbentuk lebih akhir dengan suhu
yang lebih rendah mempunyai titik lebur lebih tinggi dibandingkan dengan felspar
natrium. Hal itu dikarenakan stabilitas kristal felspar kalium lebih tinggi daripada
felspar natrium. Dari hasil penelitian diperoleh nilai titik lebur felspar alam
sebesar 1240oC. Nilai titik lebur tersebut sesuai dengan sifat fisik felspar yang
mempunyai titik lebur antara 1100-1500oC.
Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa sampel Jepara tersebut adalah
mineral felspar dengan kandungan sebesar 86,66%. Kandungan kalium dalam
Felspar Jepara masih bisa ditingkatkan dengan metode pertukaran ion dengan
perlakuan pertukaran awal Na.
Felspar Alam dimodifikasi menjadi Felspar-Na dengan variasi konsentrasi
NaCl sebesar 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 M. Sampel felspar dimasukkan dalam larutan
NaCl dengan variasi konsentrasi masing-masing sebesar 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 M
dan diaduk selama 24 jam agar proses pertukaran berlangsung sempurna. Larutan
yang digunakan sebagai penukar ion yaitu larutan garam klorida, NaCl, sehingga
tidak merusak kerangka silika aluminanya, seperti halnya penelitian yang telah
dilaporkan oleh Yang et al. (1997) yang menunjukkan bahwa sampel heulandite
alam Na0,96Ca3,54K0,09(Al8,62Si27,51O72).nH2O dilakukan pertukaran ion dengan
larutan NaCl menjadi heulandite tertukar-Na
Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O.
Kerangka SiO4 dan AlO4 berperan sebagai gugus negatif sedangkan kation
penyeimbang berperan sebagai spesies bermuatan positif yang dapat
dipertukarkan. Gugus bermuatan negatif ikatannya relatif tidak berubah dan hanya
spesies bermuatan positif yang dapat dipertukarkan dengan kation dari larutan
prekursor.
Ion-ion Na dalam larutan akan bergerak menuju padatan sampel felspar.
Proses pertukaran ion terjadi antara ion-ion Na dengan ion-ion penyetimbang
felspar yaitu Ca dan K. Na+ menggantikan K+ dan Ca2+ sehingga ion Na masuk ke
padatan dan ion Ca dan K akan keluar menuju larutan. Reaksinya sebagai berikut:
Felspar-K + Na+ → Felspar-Na + K+
Felspar-Ca + 2 Na+ → Felspar-Na + Ca2+
Setelah sampel felspar alam dan larutan NaCl diaduk selama 24 jam,
dilakukan penyaringan untuk memisahkan campuran dari filtratnya. Pencucian
dilakukan untuk menghilangkan Cl- pada felspar yang dapat menganggu analisis.
Uji pada larutan hasil pencucian dilakukan untuk mengetahui felspar-Na hasil
modifikasi terbebas dari Cl-. Uji terhadap Cl- menggunakan AgNO3. Felspar-Na
hasil modifikasi telah terbebas dari Cl- dibuktikan dengan tidak terbentuknya
endapan berwarna putih ketika larutan hasil cucian direaksikan dengan AgNO3.
Pengeringan dengan pemanasan untuk memperoleh sampel yang benar-benar
kering. Karakterisasi bertujuan untuk mengetahui keberhasilan modifikasi felspar
alam menjadi felspar-Na.
Indikasi keberhasilan modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dapat
diketahui dari hasil analisis dengan AAS. Analisis dengan AAS dimaksudkan
untuk mengetahui pengaruh konsentrasi NaCl, sebagai sumber Na, pada felspar-
Na hasil modifikasi. Analisis dengan AAS dilakukan 1 kali pengukuran karena
modifikasi hanya dilakukan 1 kali. Hasil analisis AAS kandungan Na2O, K2O,
CaO dalam felspar-Na hasil modifikasi disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Kandungan Na2O, K2O, dan CaO dalam Felspar-Na Hasil Modifikasi
% berat
Felspar
Alam
FelsparAlam
+NaCl 0,5M
FelsparAlam +NaCl 1,0M
FelsparAlam
+NaCl 1,5M
FelsparAlam
+NaCl 2,0M
Na2O 5,66 6,00 6,58 7,03 6,34
K2O 5,71 6,60 5,68 6,12 6,07
CaO 1,00 0,59 1,50 0,75 1,15
Berdasarkan Tabel 3, persentase kandungan Na2O dalam felspar hasil
modifikasi relatif mengalami peningkatan dibandingkan dengan kandungan Na2O
dalam felspar alam. Hal ini menunjukkan indikasi terjadinya pertukaran ion antara
kation-kation dalam felspar alam dengan ion-ion Na dari larutan NaCl. Secara
teori, semakin besar konsentrasi NaCl yang dipertukarkan maka semakin banyak
kandungan Na2O dalam sampel felspar-Na hasil modifikasi. Kandungan Na2O
relatif meningkat dengan bertambahnya konsentrasi NaCl sampai konsentrasi 1,5
M (7,03 %) akan tetapi kandungan Na2O menurun pada Felspar-Na 2,0 M (6,34
%). Hal ini mungkin dikarenakan semakin banyaknya ion-ion Na dalam larutan
sehingga mobilitasnya berkurang yang mengakibatkan pertukaran yang terjadi
sudah tidak maksimal. Kandungan K2O dan kandungan CaO relatif menurun
dengan kenaikan konsentrasi NaCl yang digunakan. Perlakuan dengan
menggunakan prinsip difusi yaitu perbedaan konsentrasi antara larutan penukar
(NaCl) dengan kation-kation penyeimbang felspar pada temperatur kamar belum
cukup mampu untuk menghasilkan pertukaran ion yang signifikan.
Untuk memperkuat indikasi keberhasilan modifikasi hasil analisis dengan
AAS, felspar-Na hasil modifikasi juga dianalisis kandungan mineralnya dengan
XRD untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan NaCl terhadap kemampuan
pembentukan felspar-Na.
Gambar 4. Difraktogram Felspar (a) Felspar alam, (b) Felspar-Na 0,5 M,
(c) Felspar-Na 1,0 M, (d) Felspar-Na 1,5 M, dan (e) Felspar-Na 2,0 M dengan (*) adalah felspar kalium dan (#) adalah felspar natrium
Berdasarkan difraktogram pada Gambar 4, felspar-Na hasil modifikasi
masih mempunyai puncak-puncak yang mirip dengan felspar alam pada harga 2θ
atau harga d, yang menunjukkan bahwa mineral felspar masih dominan tetapi
dengan intensitas yang berbeda. Intensitas yang berbeda tersebut menunjukkan
persentase kandungan mineral jenis felspar yang berbeda-beda. Hasil analisis
kualitatif difraktogram sampel felspar sesuai dengan data standar JCPDS pada
Lampiran 9 menunjukkan adanya puncak-puncak difraksi pada jarak sesuai
dengan jarak d dari mineral jenis felspar-Na, yang terdiri dari albite serta
anortoclase, felspar-K yang terdiri dari sanidine, microline, ortoclase, serta
adularia, felspar-Ca yang berupa anorthite, dan mineral pengotor berupa lizardite
dan lisetite.
Tabel 4. Analisis Kuantitatif Felspar-Na Hasil Modifikasi
Jenis Mineral
Felspar Alam
FelsparAlam +NaCl 0,5M
FelsparAlam +NaCl 1,0M
FelsparAlam +NaCl 1,5M
FelsparAlam +NaCl 2,0M
Felspar-K Orthoclase
Adularia Microline
Sanidine
69,29 22,92
2,05 44,32
0,00
61,60 1,70
36,12 11,78
12,00
60,42 41,94
0,000 10,43
8,05
56,34 2,22
39,45 13,45
1,22
57,80 1,55
31,32 21,14
3,79
Felspar-Na Albite Anorthoclase
15,92 2,74
13,18
33,29 8,31 24,98
33,98 8,50 25,48
38,32 11,09 27,23
36,89 15,89 21,00
Felspar-Ca Anothite
1,44
1,09
1,93
1,38
1,20
Lizardite Lisetite
11,22 2,13
2,01 2,01
1,47 2,21
1,53 2,43
1,00 3,11
Hasil analisis kuantitatif dari Tabel 4 dengan interpretasi data pada Tabel
Lampiran 2-5 menunjukkan kandungan (%) felspar-Na sebesar 33,29 (0,5 M);
33,98 (1,0 M); 38,32 (1,5 M); dan 36,89 (2,0 M) sedangkan felspar-K sebesar
61,60 (0,5 M); 60,42 (1,0 M); 56,34 (1,5 M); dan 57,80 (2,0 M). Kandungan
felspar-Ca relatif tidak berubah, sedangkan lizardite sebagai pengotor
kandungannya semakin menurun. Data tersebut menunjukkan bahwa semakin
besar konsentrasi larutan NaCl maka semakin besar terjadinya pembentukan
felspar-Na, yang berarti bahwa pembentukan felspar-Na telah terjadi. Pada
konsentrasi larutan NaCl 1,5 M (38,32%) dan 2,0 M (36,89%), kandungan
felspar-Na relatif sama karena telah terjadinya kesetimbangan antara ion-ion
dalam larutan dengan sampel felspar alam. Kandungan felspar-K semakin
menurun dikarenakan telah terjadinya pertukaran ion K oleh ion Na. Kandungan
felspar-Ca yang relatif tidak berubah dikarenakan adanya perbedaan muatan dan
ukuran jari-jari antara ion Na dan Ca. Menurut Tarasevich dalam Ambruster
(2001), clinoptilolite-Ca lebih selektif terhadap Pb2+ dibandingkan dengan K+
karena muatan dan ukuran yang hampir sama. Selain itu, menurut Woods dan
Gunter (2001) kation bervalensi satu lebih dapat bergerak bebas masuk dan keluar
clinoptilolite karena lebih terikat lemah pada molekul air. Kandungan felspar
kalium yang masih banyak dapat dijelaskan dengan jari-jari ion terhidrasi. Jari-jari
hidrasi ion Na lebih besar daripada ion K sehingga ion Na lebih sulit untuk
menggantikan ion K.
Analisis KPK pada felspar-Na dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh
konsentrasi larutan NaCl yang digunakan serta nilai KPK-nya. Hasil analisis KPK
berdasarkan pada Tabel Lampiran 10 disajikan dalam Tabel 5.
Tabel 5. KPK Felspar-Na Hasil Modifikasi
Konsentrasi NaCl (M)
0,5 1,0 1,5 2,0
KPK (meq/100g) 106,87 106,87 109,73 109,73
Dari Tabel 5 terlihat bahwa kenaikan konsentrasi NaCl relatif tidak
berpengaruh terhadap nilai KPK-nya. Hal ini diakibatkan pertukaran K+ oleh Na+
lebih sulit terjadi karena jari-jari terhidrat K+<Na+. Nilai KPK sedikit meningkat
pada penambahan NaCl 1,5 M dan 2,0 M dari penambahan konsentrasi NaCl 0,5
M dan 1,0 M karena terjadi pertukaran kation yang lebih banyak. Kenaikan nilai
KPK felspar-Na hasil modifikasi dari KPK felspar alam (92,53 meq/100 g)
dikarenakan berkurangnya kandungan mineral pengotor sehingga pertukaran
kation yang terjadi lebih banyak.
Uji titik lebur dimaksudkan untuk mengetahui hubungan antara
konsentrasi larutan NaCl, sebagai larutan sumber penukar kation, dengan
komposisi mineral dan titik leburnya. Hasil uji titik lebur felspar-Na hasil
modifikasi disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Titik Lebur Felspar-Na Hasil Modifikasi
Konsentrasi NaCl (M)
0,5 1,0 1,5 2,0
Titik Lebur (oC) 1230 1225 1220 1215
Berdasarkan hasil penelitian dari Tabel 6 terlihat bahwa kenaikan
konsentrasi NaCl relatif menurunkan titik leburnya. Titik lebur felspar-Na dalam
penelitian ini berhubungan dengan komposisi mineral, yaitu jenis felsparnya. Titik
lebur felspar-Na hasil modifikasi lebih rendah dari felspar alam (1240oC). Secara
teori, bertambahnya kandungan Na dalam felspar dapat menurunkan titik lebur.
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dapat terjadi karena perbedaan
jari-jari ion untuk ΔrNa/Ca=12%, ΔrNa/K=12,5% yang besarnya di bawah 15% dan
perbedaan muatan ion tidak lebih dari satu. Modifikasi felspar alam menjadi
felspar-Na telah berhasil dilakukan terlihat dari kenaikan kandungan Na dari data
AAS dan XRD, nilai KPK yang lebih besar dari felspar alam karena berkurangnya
kandungan mineral pengotor, dan titik lebur yang lebih kecil dari felspar alam.
Setelah berhasil memodifikasi felspar alam menjadi felspar-Na, tahap
selanjutnya adalah memodifikasi felspar-Na yang dihasilkan menjadi felspar-K.
B. Modifikasi Felspar-Na Hasil Modifikasi menjadi Felspar-K
Modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K telah berhasil dilakukan.
Keberhasilan modifikasi dapat dilihat dari hasil karakterisasi felspar-K
dibandingkan dengan felspar-Na yang meliputi analisis kandungan oksida logam
dan oksida semi logam dengan AAS, kandungan mineral dengan XRD, kapasitas
pertukaran kation, dan uji titik lebur.
Felspar-Na dimodifikasi menjadi felspar-K dengan konsentrasi KCl
sebesar 1,5 M. Sampel felspar-Na dimasukkan dalam larutan KCl dan diaduk
selama 24 jam agar proses pertukaran berlangsung sempurna. Larutan yang
digunakan sebagai penukar ion yaitu larutan garam klorida, KCl, sehingga tidak
merusak kerangka silika aluminanya, seperti halnya penelitian yang telah
dilaporkan oleh Yang et al. (1997) yang menunjukkan bahwa sampel heulandite
tertukar-Na Na5,83Ca1,18K0,01(Al8,65Si27,47O72).nH2O dilakukan pertukaran ion
dengan larutan KCl menjadi heulandite tertukar-K
K8,64Na0,03Ca0,01(Al8,65Si27,34O72).nH2O tidak merubah komposisi kerangka silika
aluminanya.
Kerangka SiO4 dan AlO4 berperan sebagai gugus negatif sedangkan kation
penyeimbang berperan sebagai spesies bermuatan positif yang dapat
dipertukarkan. Gugus bermuatan negatif ikatannya relatif tidak berubah dan hanya
spesies bermuatan positif yang dapat dipertukarkan dengan kation dari larutan
prekursor.
Ion-ion K dalam larutan akan bergerak menuju padatan sampel felspar.
Proses pertukaran ion terjadi antara ion-ion K dengan ion-ion penyetimbang
felspar yaitu Na dan Ca. K+ menggantikan Na+ dan Ca2+ sehingga ion K masuk ke
padatan dan ion Ca dan Na akan keluar menuju larutan. Reaksinya adalah sebagai
berikut:
Felspar-Na + K+ → Felspar-K + Na+
Felspar-Ca + 2 K+ → Felspar-K + Ca2+
Setelah sampel felspar-Na dan larutan KCl diaduk selama 24 jam,
dilakukan proses penyaringan, pencucian, dan pengeringan yang sama dengan
proses pada modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na. Sampel yang telah kering
selanjutnya dikarakterisasi yang bertujuan untuk mengetahui keberhasilan
modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K.
Indikasi keberhasilan modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dapat
diketahui dari hasil analisis dengan AAS. Analisis dengan AAS dimaksudkan
untuk mengetahui pengaruh konsentrasi KCl, sebagai sumber K, pada felspar-K
hasil modifikasi dari felspar-Na yang berbeda. Hasil analisis AAS kandungan
Na2O, K2O, CaO dalam felspar-K hasil modifikasi disajikan dalam Tabel 7.
Tabel 7. Kandungan Na2O, K2O, dan CaO dalam Felspar-K Hasil Modifikasi
% berat
Felspar-Na 0,5 M + KCl 1,5M
Felspar-Na 1,0 M + KCl 1,5M
Felspar-Na 1,5 M + KCl 1,5M
Felspar-Na 2,0 M + KCl 1,5M
K2O 6,73 6,71 6,59 6,49
Na2O 5,78 6,30 6,02 5,89
CaO 0,54 0,56 0,56 0,57
Berdasarkan Tabel 7, kandungan K2O pada felspar-K hasil modifikasi
relatif mengalami peningkatan dibandingkan dengan kandungan K2O pada
felspar-Na hasil modifikasi dengan penggunaan KCl 1,5 M, sedangkan kandungan
Na2O dan CaO relatif mengalami penurunan. Hal ini menunjukkan indikasi
terjadinya pertukaran ion antara kation-kation dalam felspar-Na hasil modifikasi
dengan ion-ion K dari larutan KCl. Alasan pertukaran ion pada felspar-K yang
tidak terlalu signifikan mirip dengan fenomena yang terjadi pada felspar-Na hasil
modifikasi.
Untuk memperkuat indikasi keberhasilan modifikasi hasil analisis dengan
AAS, felspar-K hasil modifikasi juga dianalisis komposisi mineralnya dengan
XRD yang dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh larutan KCl, yang
digunakan sebagai sumber K, terhadap kemampuan pembentukan felspar-K dari
felspar-Na yang berbeda.
Gambar 5. Difraktogram Felspar-K hasil modifikasi dari (a) Felspar-Na 0,5 M, (b) Felspar-Na 1,0 M, (c) Felspar-Na 1,5 M, (d) Felspar-Na 2,0 M dengan (*) adalah
felspar kalium
Berdasarkan difraktogram pada Gambar 5, felspar-K hasil modifikasi
masih mempunyai puncak-puncak yang mirip dengan felspar alam pada harga 2θ
atau harga d, yang menunjukkan bahwa mineral felspar masih dominan tetapi
dengan intensitas yang berbeda. Intensitas yang berbeda tersebut menunjukkan
persentase kandungan mineral jenis felspar yang berbeda-beda. Hasil analisis
kualitatif difraktogram sampel felspar sesuai dengan data standar JCPDS pada
Lampiran 9 menunjukkan adanya puncak-puncak difraksi pada jarak sesuai
dengan jarak d dari mineral jenis felspar-Na, yang terdiri dari albite serta
anortoclase, felspar-K yang terdiri dari sanidine, microline, ortoclase, serta
adularia, dan felspar-Ca yang berupa anorthite. Sedangkan mineral lizardite dan
lisetite berlaku sebagai pengotor.
Tabel 8. Analisis Kuantitatif Felspar-K Hasil Modifikasi
Jenis Mineral
Felspar-Na 0,5 M
+KCl 1,5 M
Felspar-Na 1,0 M
+KCl 1,5 M
Felspar-Na 1,5 M
+KCl 1,5 M
Felspar-Na 2,0 M
+ KCl 1,5 M
Felspar-K Orthoclase Adularia
Microline Sanidine
70,25 1,85 7,63
30,63 30,14
71,67 1,54
10,27
31,89 27,97
77,37 1,85 9,71
33,57 32,24
78,07 0,00 8,30
34,17 35,60
Felspar-Na Albite
Anortoclase
22,56 1,07
21,49
21,22 3,53
17,69
16,37 0,88
15,49
15,38 2,83
12,55
Felspar-Ca Anortite
1,47
1,59
1,89
1,68
Lizardite Lisetite
1,74 3,97
4,46 1,06
2,70 1,66
1,67 3,20
Hasil analisis kuantitatif dari Tabel 8 sesuai interpretasi data pada Tabel
Lampiran 6-9 menunjukkan bahwa kandungan (%) felspar-K sebesar 70,25 (0,5
M); 71,67 (1,0 M); 77,37 (1,5 M); dan 78,07 (2,0 M) sedangkan felspar-Na
sebesar 22,56 (0,5 M); 21,22 (1,0 M); 16,37 (1,5 M); dan 15,38 (2,0 M). Data
tersebut menunjukkan bahwa untuk konsentrasi larutan KCl 1,5 M, yang
digunakan sebagai sumber K, felspar-K meningkat sebanding dengan asal felspar-
Na yang meningkat. Hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh
Ambruster (2001) yang menunjukkan bahwa semakin banyak Na yang masuk
sampel dalam pertukaran dengan NaCl maka semakin banyak pula Pb yang masuk
dalam sampel tertukar Na saat dilakukan pertukaran dengan Pb(CH3COO)2.
Kandungan felspar-Ca yang relatif tidak berubah dikarenakan fenomena yang
mirip yang terjadi pada modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na.
Analisis KPK pada felspar-K dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh
konsentrasi larutan KCl yang digunakan serta nilai KPK-nya. Hasil analisis KPK
felspar-K hasil modifikasi sesuai dengan Tabel Lampiran 11 disajikan dalam
Tabel 9.
Tabel 9. KPK Felspar-K Hasil Modifikasi
NaCl (M), KCl (1,5 M)
0,5 1,0 1,5 2,0
KPK (meq/100 g) 112,6 112,6 126,93 129,80
Dari Tabel 9 terlihat bahwa konsentrasi larutan KCl meningkatkan nilai
KPK. Kenaikan nilai KPK felspar-K hasil modifikasi dari felspar-Na hasil
modifikasi dikarenakan pertukaran kation yang terjadi lebih banyak dan pada
konsentrasi Na awal 1,5 M dan 2,0 M mempunyai KPK yang lebih besar dari
konsentrasi Na awal 0,5 M dan 1,0 M karena pertukaran kation yang terjadi juga
lebih banyak. Hal ini sesuai dengan teori bahwa kation K+ lebih mudah
menggantikan kation Na+, di samping itu juga dapat dipertegas dari sisi perbedaan
jari-jari kation terhidrat (Na+>K+).
Uji titik lebur dimaksudkan untuk mengetahui hubungan antara komposisi
mineral felspar-K dan titik leburnya. Hasil uji titik lebur felspar-K hasil
modifikasi disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10. Titik Lebur Felspar-K Hasil Modifikasi
Konsentrasi NaCl (M) + KCl 1,5 M
0,5 1,0 1,5 2,0
Titik Lebur (oC) 1150 1150 1130 1130
Berdasarkan hasil penelitian dari Tabel 10 terlihat bahwa felspar-K hasil
modifikasi dengan asal sumber NaCl yang berbeda mempunyai nilai titik lebur
yang relatif semakin menurun. Hal ini dikarenakan kandungan K yang relatif
menurun dari hasil analisis dengan AAS. Titik lebur felspar-K hasil modifikasi
juga lebih kecil dibandingkan dengan felspar-Na hasil modifikasi. Secara teori,
semakin banyak kandungan kalium dalam felspar meningkatkan nilai titik lebur.
Perbedaan ini mungkin dikarenakan K+ yang menggantikan kation penyeimbang
pada felspar lebih sedikit dibandingkan dengan K+ yang menempel pada
permukaan felspar sehingga belum mampu untuk menaikkan titik lebur fespar-K
hasil modifikasi.
Modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dapat terjadi karena dengan
perbedaan jari-jari ion kurang dari 15% (ΔrK/Na=14,28%) dan perbedaan muatan
ion tidak lebih dari satu menyebabkan pertukaran ion yang terjadi makin besar.
Modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K telah berhasil dilakukan terlihat dari
kenaikan kandungan K dari data AAS dan XRD, nilai KPK yang lebih besar
dibandingkan dengan felspar-Na hasil modifikasi, dengan nilai titik lebur yang
lebih kecil dari felspar-Na hasil modifikasi.
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K melalui felspar-Na telah
berhasil dilakukan. Keberhasilan ini ditunjukkan dengan kandungan K2O dari
5,71% menjadi 6,59%, kandungan felspar-K dari 69,29% menjadi 77,37%, nilai
KPK dari 92,53 meq/100g menjadi 126,93meq/100g, dan nilai titik lebur dari
1240oC menjadi 1130oC.
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K melalui felspar-Na bertujuan
untuk menghomogenkan kation penyeimbangnya. Penggunaan kation penukar Na
dikarenakan jari-jari ion Na yang berukuran menengah di antara ion K dan Ca
sehingga dapat dipertukarkan dengan ion-ion penyeimbang felspar yang lain.
Homogenisasi kation penyeimbang bertujuan untuk meningkatkan pertukaran
kation. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa kandungan mineral jenis felspar-K
dapat meningkat tetapi dibandingkan dengan metode secara langsung tanpa
homogenisasi, kandungan mineral jenis felspar-K masih sedikit lebih rendah. Hal
ini disebabkan kation-kation penyeimbang pada felspar terikat lebih kuat
dibandingkan dengan kation-kation penyeimbang pada zeolit sehingga pertukaran
ion yang terjadi pada perlakuan dengan temperatur kamar juga lebih sedikit.
Zeolit dengan kisi yang lebih terbuka dan kation-kation penyeimbang yang terikat
tidak terlalu kuat dapat lebih bergerak bebas dibandingkan dalam struktur felspar
serta adanya rongga dan saluran yang lebih terbuka sehingga pertukaran ion lebih
mudah terjadi (Grimshaw, 1980). Selain itu, perlakuan dengan menggunakan
prinsip difusi yaitu perbedaan konsentrasi antara larutan penukar dengan kation-
kation penyeimbang felspar pada temperatur kamar belum cukup mampu untuk
menghasilkan pertukaran ion yang lebih baik.
Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K melalui felspar-Na dapat
meningkatkan mineral jenis felspar-K sehingga dapat meningkatkan kualitas
felspar alam dari Jepara tersebut sebagai glasir untuk bahan baku pembuatan
keramik. Hal ini ditunjukkan dari hasil leburan felspar-K hasil modifikasi yang
lebih tebal,padat, dan cenderung kasar daripada felspar alam seperti yang terdapat
pada Gambar 6.
Gambar 6. Hasil leburan felspar dari (a) felspar alam, (b) felspar-Na 0,5 M, (c)
felspar-Na 1,0 M, (d) felspar-Na 1,5 M, (e) felspar-Na 2,0 M, (f) felspar-Na 0,5 M + KCl 1,5 M, (g) felspar-Na 1,0 M + KCl 1,5 M, (h) felspar-Na 1,5 M + KCl 1,5
M, dan (i) felspar-Na 2,0 M + KCl 1,5 M
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Modifikasi felspar alam menjadi felspar-Na dengan metode pertukaran ion
telah berhasil dilakukan. Indikatornya sebagai berikut:
a. Kandungan Na2O dari 5,66% menjadi 7,03%
b. Kandungan felspar-Na dari 15,92% menjadi 38,32%
c. KPK dari 92,53 meq/100g menjadi 109,73 meq/100g
d. Titik lebur dari 1240oC menjadi 1220oC
2. Modifikasi felspar-Na menjadi felspar-K dengan metode pertukaran ion telah
berhasil dilakukan. Indikatornya sebagai berikut:
a. Kandungan K2O dari 6,12% menjadi 6,59%
b. Kandungan felspar-K dari 56,34% menjadi 77,37%
c. KPK dari 109,73 meq/100g menjadi 126,93 meq/100g
d. Titik lebur dari 1220oC menjadi 1130oC
3. Modifikasi felspar alam menjadi felspar-K melalui felspar-Na dapat
meningkatkan kualitas felspar alam sebagai glasir ditunjukkan dari leburan
felspar-K hasil modifikasi yang lebih tebal, padat, dan cenderung kasar
dibandingkan dengan leburan felspar alam.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang variasi temperatur pada saat
modifikasi sehingga diharapkan didapatkan hasil pertukaran yang lebih baik.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk aplikasi felspar hasil modifikasi
sebagai glasir.
DAFTAR PUSTAKA
Ambruster, T. 2001. “Clinoptilolite-Heulandite: Aplications and Basic Research”. Studies in Surface Science and Catalysis 135. Zeolites and Mesoporous Materials at the Dawn of the 21st Century.
Arda, N. 1993. ”Percobaan Pendahuluan Peningkatan Kadar Felspar dari Bahan
Granit Wolowaru Flores”. Buletin PPTM. Vol 15 Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika. Jilid 2. Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta Austin, T. 1984. Industri Proses Kimia. Jilid 1. Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta Dutch, S. 2002. Varieties of Feldspar. Natural and Applied Science. University of
Wisconsin Dutch, S. 1999. Distinguishing The Feldspars. Natural and Applied Science.
University of Wisconsin Faure. 1998. Trace and Minor Element Subtitution and Partitioning. Diakses
tanggal 17 Maret 2005 Grimshaw, R.W. 1980. Physical of Clays and Other Ceramic Material. 4th
Edition. John Wiley and Sons. New York Hartono, Y.M.V. 1988. Pemakaian dan Pengembangan Bahan Baku dalam
Industri Keramik. Balai Besar Litbang Industri Keramik. Bandung Kovalskii, A.M., Kotelnikov, A.R., Chicagov, A.V., dan Suvorova, V.A. 1997.
”Synthesis and Refinement of Unit–Cell Parameters of (K, Rb)-Feldspar”. Crystal Growth, Structure, and Physical Properties of Crystal
Lee, J.D. 1998. Concise Inorganic Chemistry. 4th Edition. John Wiley & Sons Inc.
New York Mason, M. dan C.B. Moore. 1982. Principles of Geochemistry. 4th Edition. John
Wiley and Sons. New York Moller, T. 2002. Selective Crystalline Inorganic Materials as for Exchangers in
The Treatment of Nuclear Waste Solutions. Dissertation. Faculty Science Department of Chemistry University of Helsinki. Finland
Naniek, S. dan Suhanda. 1988. “Identifikasi Mineral Felspar dengan Cara Uji
Pewarnaan (Staining Test)”. Kumpulan Karya Ilmiah. Balai Besar Litbang Industri Keramik. BBK. Bandung
Nelson, S.A. 2003. Earth Materials: X-Ray Crystallography. Tulane University Nuryanto. 1990. Pengolahan Dan Pemanfaatan Felspar Sulawesi Tengah Untuk
Keramik. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Keramik. Bandung
Parwatiningsih, T. 2005. Pengurangan Kadar Besi Pada Felspar Jepara dengan
Metode Flotasi Menggunakan 2 Media Cairan Pemisah dan Metode CBD (Citrate Bicarbonate Dithionite). Skripsi Jurusan Kimia FMIPA UNS. Surakarta
Rogers, J.R., Bennet, P.C., dan Choi, W.J. 1998. “Feldspars as a source of
nutrients for microorganisms”. American Mineralogist. 83: 1532–1540 Shaddox, T. 2004. Investigation of Soil Amendments for Use in Golf Course
Putting Green Construction. Dissertation. University of Florida Skoog, D.A., West, dan Holler, F.J. 1996. Fundamentals of Analytical Chemistry.
7th Edition. Thomson Learning Inc. USA Subari. 1984. “Pengolahan Felspar dan Pemakaiannya dalam Industri Keramik”.
ITKG. No. 20. Tahun V. BPPI. BBIK. Bandung. 42-48 Tan, K.H. 1991. Dasar-dasar Kimia Tanah. Gajah Mada University Press.
Yogyakarta Topal, T dan Sozmen, B. 2001. “Characteristics of the Weathering Zones
Developed Within the Tuffs of the Midas Monument”. Turkish Journal of Earth Science. 10: 83-91
Woods, R.M. dan Gunter, M.E. 2001. “Na- and Cs-exchange in A Clinoptilolite-
rich Rock: Analysis of The Outgoing Cations in Solution”. American Mineralogist. 86: 424-430
West, A.R. 1984. Solid State Chemistry and Its Applications. John Wiley and
Sons. Chicester. Yang, P., Stolz, J., Ambruster, T. dan Gunter, M.E. 1997. “Na, K, Rb, and Cs
Exchange in Heulandite Single Crystals: Diffusion Kinetics”. American Mineralogist. 82: 517-525
SNI 13-3494-1991 tentang Pengukuran Kapasitas Pertukaran Kation Mineral
Zeolit www.asaki.or.id/manajemen/ Diakses 17 Februari 2007
www.tekmira.esdm.go.id Diakses 17 Maret 2005 www.distamben-jabar.go.id Diakses 17 Maret 2006 www.webdev.bps.go.id/table/ Diakses 5 Desember 2006 www.ceramic-materials.com/cermat Diakses 20 Mei 2006 www.ceramics.mmat.ubc.ca Diakses 20 Mei 2006
Lampiran 1
Diagram Alir Penelitian
Karakterisasi Felspar Alam Jepara
- lolos 200 mesh - furnace pada 105°C selama 2 jam
Sampel Felspar
Analisis komponen
mineral felspar (XRD)
Analisis komposisi logam dan semilogam
dalam felspar (AAS)
Pengukuran Kapasitas Pertukaran
Kation (KPK)
Uji titik lebur
Lampiran 2
Diagram Alir Penelitian
Modifikasi dan Karakterisasi Felspar-Na dengan Metode Pertukaran Ion
* Variasi Larutan NaCl 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 M
KPK titik lebur XRD AAS
Felspar alam Larutan NaCl 100 ml *
Campuran
Filtrat Endapan
Felspar-Na
Diaduk 24 jam pada T kamar
Disaring
Karakterisasi
- Dicuci dengan air bebas ion - Dikeringkan pada 105°C selama 2 jam
Lampiran 3
Diagram Alir Penelitian
Modifikasi dan Karakterisasi Felspar-K dengan Metode Pertukaran Ion
* Variasi Felspar-Na 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 M
Felspar-Na * Larutan KCl 1,5 M
Campuran
Filtrat Endapan
Felspar-K
KPK Uji titik lebur XRD AAS
Diaduk 24 jam pada T kamar
Disaring
Karakterisasi
- Dicuci dengan air bebas ion - Dikeringkan pada 105°C selama 2 jam
Lampiran 4
Diagram Alir Penelitian
Pengukuran Kapasitas Pertukaran Kation
Felspar-K
50 ml akuades
Filtrat
30 ml NaOH
Didistilasi
Distilat
10 ml HCl 0,1 N
Diencerkan sampai 150 ml
Urutan pengisian dari bawah: 1. Glass wool 2 cm 2. Pasir silika 0,2 cm 3. CH3COONH4 1 N 1 cm 4. Felspar 0,2-0,3 gr 5. CH3COONH4 1 N 5 cm
Distilat yang telah diencerkan
Felspar-NH4
Indikator m.o
Kolom penukar ion
Pengaliran 100 ml CH3COONH4 1 N selama 4 jam. Larutan yang tertampung dibuang.
Pengaliran 100 ml KCl 10% selama 4 jam
Dititrasi dengan NaOH 0,1 N
KPK KPK
Lampiran 5
Perhitungan Kadar Unsur Penyusun Felspar Alam Jepara
1. Kadar unsur Si
Kadar oksida logam SiO2 (% berat) = 62,13 %
Kadar unsur Si (% berat) 22
SiOkadarSiOMrSiAr
%04,29
%13,62084,60086,28
2. Kadar unsur Al
Kadar oksida logam Al2O3 (% berat) = 19,98 %
Kadar unsur Al (% berat) 3232
2 OAlkadarOAlMrAlAr
%58,10
%98,19961,101982,262
3. Kadar unsur Fe
Kadar oksida logam FeO3 (% berat) = 0,59 %
Kadar unsur Fe (% berat) 323
2 OFekadarFeOMr
FeAr
%41,0
%59,0691,159847,552
4. Kadar unsur K
Kadar oksida logam K2O (% berat) = 5,71 %
Kadar unsur K (% berat) OKkadarOKMrKAr
22
2
%75,4
%71,5203,94
162,392
5. Kadar unsur Na
Kadar oksida logam Na2O (% berat) = 5,66 %
Kadar unsur Na (% berat) ONakadarONaMr
NaAr2
2
2
%20,4
%66,5979,61
99,222
6. Kadar unsur Ca
Kadar oksida logam CaO (% berat) = 1,00 %
Kadar unsur Ca (% berat) CaOkadarCaOMrCaAr
%72,0
%00,1079,5608,40
Lampiran 6
Perhitungan Komposisi Mineral Penyusun
A. Felspar Alam
Tabel Lampiran 1. Interpretasi Data XRD Felspar Alam dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts 7,19779 7,1850 5 50 Lizardite 585 6,49851 6,4966 25 4 Ortoclase 3026 4,16824 4,1675 5 96 Lisetite 587 3,76146 3,7609 17 27 Anortoclase 2056 3,59561 3,5925 21 50 Lizardite 2506 3,30571 3,3040 5 100 Adularia 565 3,24587 3,2478 100 100 Microline 12219 3,20089 3,1999 4 95 Anortoclase 549 2,98252 2,9807 3 1 Anortite 398 2,90249 2,9011 5 19 Anortoclase 609 2,39669 2,3955 6 5 Albite 756 2,16413 2,1655 27 34 Ortoclase 3292 1,49256 1,4934 3 3 Anortoclase 419 27567
1. Felspar-K
Kadar Felspar-K berat% totalIJumlah
KFelsparIJumlah %100
%29,69
%1002756719102
Felspar – K terdiri dari jenis : a. Ortoclase
Kadar Ortoclase berat% %100totalIJumlah
OrthoclaseIJumlah
%92,22
%100275676318
b. Adularia
Kadar Adularia berat% %100totalIJumlah
AdulariaIJumlah
%05,2
%10027567
565
c. Microline
Kadar Microline berat% %100totalIJumlah
MicrolineIJumlah
%32,44
%1002756712219
2. Felspar – Na
NaFelsparKadar berat% %100
totalIJumlah
NaFelsparIJumlah
%92,15
%100275674389
Felspar – Na terdiri dari : a. Albite
AlbiteKadar berat% %100totalIJumlahAlbiteIJumlah
%74,2
%10027567
756
b. Anorthoclase
seAnorthoclaKadar berat% %100totalIJumlah
seAnorthoclaIJumlah
%18,13
%100275673633
3. Felspar – Ca
AnorthiteKadar berat% %100totalIJumlah
AnorthiteIJumlah
%44,1
%10027567
398
4. Lisetite
LisetiteKadar berat% %100totalIJumlah
LisetiteIJumlah
%13,2
%10027567
587
5. Lizardite
LizarditeKadar berat% %100totalIJumlah
LizarditeIJumlah
%22,11
%100275673091
B. Felspar-Na Hasil Modifikasi Cara perhitungan mengacu pada felspar alam.
Tabel Lampiran 2. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 0,5 M
dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts % 7,13595 7,1850 6 50 Lizardite 652 2,01 6,45150 6,4463 30 1 Sanidine 3472 10,68 4,14847 4,1300 6 41 Lisetite 654 2,01 3,74589 3,7609 18 27 Anortoclase 2159 6,64 3,69735 3,7041 3 23 Anortoclase 406 1,25 3,58068 3.5911 27 9 Microline 3180 9,79 3,44452 3,4575 4 47 Sanidine 428 1,32 3,29372 3,2900 6 54 Microline 649 2,00 3,23302 3,2361 100 100 Adularia 11737 36,12 3,19527 3,1999 9 99 Anortoclase 1112 3,42 2,97186 2,9536 4 34 Albite 498 1,53 2,89388 2,8925 5 26 Ortoclase 554 1,70 2,54697 2,5500 3 3 Anorthite 354 1,09 2,39006 2,3955 8 5 Albite 984 3,03 2,15878 2,1579 38 17 Anortoclase 4440 13,66 1,79043 1,7978 3 1 Albite 399 1,23 1,61968 1,6074 3 8 Albite 389 1,20 1,49108 1,4988 4 5 Albite 430 1,32 32497 100
Tabel Lampiran 3. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,0 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts % 7,12461 7,1850 4 50 Lizardite 446 1,47 6,43594 6,4463 19 1 Sanidine 2443 8,05 4,14267 4,1300 5 41 Lisetite 670 2,21 3,74216 3,7609 17 27 Anortoclase 2188 7,21 3,69735 3,7041 4 23 Anortoclase 484 1,59 3,57707 3,5732 19 6 Microline 2441 8,04 3,28775 3,2900 6 54 Microline 724 2,39 3,23046 3,2303 100 82 Ortoclase 12372 41,94 3,19527 3,1999 10 95 Anortoclase 1223 4,03 2,96968 2,9536 3 34 Albite 444 1,46 2,89202 2,8916 5 7 Anortite 585 1,93 2,54365 2,5339 3 4 Albite 395 1,30 2,38899 2,3809 7 3 Albite 851 2,80 2,15768 2,1579 30 17 Anortoclase 3839 12,65 1,61950 1,6168 3 5 Albite 443 1,46 1,49028 1,4909 4 1 Albite 449 1,48 30357 100
Tabel Lampiran 4. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,5 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts % 7,14761 7,1850 4 50 Lizardite 378 1,53 6,46003 6,4738 22 6 Anortoclase 2100 8,50 4,15430 4,1675 6 96 Lisetite 600 2,43 3,74846 3,7609 22 27 Anortoclase 2132 8,63 3,58449 3,5707 20 2 Anortoclase 1987 8,04 3,29970 3,2900 5 54 Microline 526 2,13 3,23639 3,2361 100 100 Adularia 9746 39,45 3,19527 3,1882 10 92 Albite 961 3,89 2,97350 2,9907 5 17 Anortoclase 507 2,05 2,89471 2,8925 6 26 Ortoclase 548 2,22 2,54782 2,5500 4 3 Anortite 342 1,38 2,39166 2,3955 7 5 Albite 639 2,59 2,16014 2,1605 29 30 Microline 2797 11,32 1,79216 1,7978 4 1 Albite 399 1,62 1,62023 1,6295 3 58 Sanidine 302 1,22 1,49237 1,4988 4 5 Albite 434 1,76 1,48806 1,4832 3 2 Albite 306 1,24 24704 100
Tabel Lampiran 5. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 2,0 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts %
7,16636 7,1850 4 50 Lizardite 145 1,00
6,46788 6,4738 14 6 Anortoclase 522 3,59
5,78999 5,7658 4 2 Anortoclase 152 1,05
4,13419 4,1032 16 52 Anortoclase 583 4,01
4,03702 4,0370 5 40 Anortite 174 1,20
3,89715 3,8876 3 12 Anortoclase 118 0,81
3,82273 3,8260 5 29 Microline 189 1,30
3,74712 3,7609 37 27 Anortoclase 1388 9,56
3,58739 3,5911 24 9 Microline 898 6,18
3,53807 3,5443 6 12 Ortoclase 225 1,55
3,44669 3,4575 9 47 Sanidine 327 2,25
3,29372 3,2900 15 54 Microline 575 3,96
3,23650 3,2361 100 100 Adularia 3714 25,57
3,19527 3,1882 31 92 Albite 1138 7,84
2,97121 2,9691 12 12 Lisetite 451 3,11
2,89581 2,8985 13 35 Adularia 473 3,26
2,75557 2,7657 6 24 Sanidine 223 1,54
2,56164 2,5682 9 9 Microline 349 2,40
2,53361 2,5339 8 4 Albite 312 2,15
2,40880 2,4121 6 12 Adularia 238 1,64
2,39333 2,3938 8 4 Anortoclase 288 1,99
2,16063 2,1605 29 30 Microline 1060 7,30
1,80081 1,8050 4 1 Albite 131 0,90
1,78927 1,7845 7 10 Albite 273 1,88
1,62063 1,6208 3 49 Adularia 125 0,86
1,49176 1,4988 9 5 Albite 336 2,31
1,48165 1,4832 3 2 Albite 118 0,81
14525 100
C. Felspar-K Hasil Modifikasi Cara perhitungan mengacu pada felspar alam.
Tabel Lampiran 6. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 0,5 M + KCl 1,5 M
dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts %
7,13956 7,1850 7 50 Lizardite 420 1,74
6,80458 6,7222 3 3 Microline 183 0,76
6,72729 6,7222 3 3 Microline 192 0,80
6,60234 6,6080 4 3 Adularia 213 0,88
6,41727 6,3998 20 4 Anortoclase 1169 4,85
4,12972 4,1032 15 52 Anortoclase 888 3,69
4,06440 4,0480 7 3 Lisetite 418 1,73
4,01898 4,0191 4 61 Albite 259 1,08
3,80658 3,8278 4 15 Anortoclase 233 0,97
3,73032 3,7117 47 30 Microline 2821 11,71
3,57373 3,5732 25 6 Microline 1490 6,18
3,53117 3,5311 5 11 Adularia 324 1,34
3,43434 3,4242 7 14 Anortoclase 428 1,78
3,28181 3,2835 14 64 Adularia 851 3,53
3,22594 3,2231 100 79 Sanidine 5956 24,71
3,18967 3,1999 27 95 Anortoclase 1622 6,73
2,96234 2,9584 11 34 Microline 635 2,64
2,90993 2,9084 5 27 Sanidine 317 1,32
2,88516 2,8892 13 13 Sanidine 800 3,32
2,74692 2,7485 4 22 Anortoclase 264 1,10
2,55105 2,5510 8 14 Adularia 450 1,87
2,52670 2,5273 7 26 Microline 408 1,69
2,40569 2,4042 6 1 Anortite 355 1,47
2,38720 2,3870 7 14 Ortoclase 445 1,85
2,15563 2,1559 24 26 Microline 1448 6,01
2,04445 2,0446 3 4 Anortoclase 182 0,76
1,78869 1,7865 7 9 Anortoclase 393 1,63
1,61773 1,6175 3 3 Microline 205 0,85
1,48952 1,4894 9 8 Lisetite 539 2,24
1,47953 1,4792 3 2 Sanidine 192 0,80
24100 100
Tabel Lampiran 7. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,0 M + KCl 1,5 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts %
7,62248 7,1850 3 50 Lizardite 182 0,76
7,36928 7,1850 4 50 Lizardite 215 0,90
7,21945 7,1850 5 50 Lizardite 304 1,27
7,10392 7,1850 7 50 Lizardite 368 1,54
6,80458 6,7222 4 3 Microline 238 0,99
6,41750 6,3998 18 4 Anortoclase 993 4,15
4,18752 4,1675 5 96 Lisetite 253 1,06
4,13928 4,1032 15 52 Anortoclase 847 3,54
4,08286 4,1032 7 52 Anortoclase 394 1,65
4,02798 4,0191 4 61 Albite 225 0,94
3,88036 3,8876 3 12 Anortoclase 184 0,77
3,84721 3,8401 3 5 Adularia 193 0,81
3,80658 3,8260 4 29 Microline 238 0,99
3,73203 3,7117 47 30 Microline 2615 10,92
3,67477 3,6735 7 17 Albite 376 1,57
3,57370 3,5732 23 6 Microline 1290 5,39
3,52429 3,5311 5 11 Adularia 291 1,22
3,43547 3,4302 7 2 Anortite 382 1,59
3,28181 3,2835 16 64 Adularia 895 3,74
3,22524 3,2231 100 79 Sanidine 5539 23,13
3,18967 3,1999 33 95 Anortoclase 1818 7,59
3,15101 3,1584 4 31 Albite 245 1,02
2,96364 2,9584 13 34 Microline 708 2,96
2,88623 2,8892 14 13 Sanidine 748 3,12
2,74911 2,7581 4 13 Microline 206 0,86
2,55457 2,5510 9 14 Adularia 515 2,15
2,52670 2,5273 7 26 Microline 368 1,54
2,40259 2,4121 6 12 Adularia 352 1,47
2,38720 2,3870 7 14 Ortoclase 368 1,54
2,15546 2,1559 26 26 Microline 1418 5,92
1,78850 1,7803 7 11 Sanidine 412 1,72
1,61792 1,6182 4 64 Adularia 214 0,89
1,48930 1,4835 10 26 Microline 556 2,32
23950 100
Tabel Lampiran 8. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 1,5 M + KCl 1,5 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts %
7,49373 7,1850 3 50 Lizardite 208 0,86
7,12530 7,1850 7 50 Lizardite 447 1,85
6,83074 6,6491 4 4 Sanidine 255 1,05
6,67675 6,6491 4 4 Sanidine 229 0,94
6,42673 6,3998 19 4 Anortoclase 1188 4,90
4,13630 4,1032 14 52 Anortoclase 862 3,56
4,06440 4,0480 6 3 Lisetite 401 1,66
3,80658 3,8260 4 29 Microline 276 1,14
3,73338 3,7117 44 30 Microline 2762 11,40
3,57403 3,5732 23 6 Microline 1459 6,02
3,53117 3,5115 6 12 Adularia 368 1,52
3,43563 3,4302 7 2 Anortite 459 1,90
3,28181 3,2835 15 64 Adularia 931 3,84
3,22584 3,2231 100 79 Sanidine 6217 25,67
3,18967 3,1999 27 95 Anortoclase 1702 7,03
3,15101 3,1584 3 31 Albite 214 0,88
2,96277 2,9584 12 34 Microline 762 3,15
2,88682 2,8892 11 13 Sanidine 672 2,77
2,74899 2,7581 4 13 Microline 275 1,14
2,55457 2,5510 8 14 Adularia 491 2,03
2,52670 2,5273 7 26 Microline 415 1,71
2,40569 2,4121 6 12 Adularia 355 1,47
2,38720 2,3870 7 14 Ortoclase 448 1,85
2,15562 2,1559 27 26 Microline 1651 6,82
1,78757 1,7803 7 11 Sanidine 438 1,81
1,61845 1,6182 3 64 Adularia 207 0,85
1,48942 1,4835 9 26 Microline 532 2,20
24224 100
Tabel Lampiran 9. Interpretasi Data XRD Felspar-Na 2,0 M + KCl 1,5 M dsampel dstandar Isampel Istandar Mineral Icounts %
7,07669 7,1850 6 50 Lizardite 451 1,67
6,40765 6,3998 19 4 Anortoclase 1514 5,62
4,13134 4,1300 11 41 Lisetite 864 3,20
4,08286 4,1032 4 52 Anortoclase 339 1,26
3,72865 3,7117 33 30 Microline 2663 9,88
3,68226 3,6735 6 17 Albite 512 1,90
3,56882 3,5732 21 6 Microline 1725 6,40
3,52429 3,5311 4 11 Adularia 289 1,07
3,43110 3,4302 6 2 Anortite 452 1,68
3,28181 3,2835 9 64 Adularia 721 2,67
3,22289 3,2231 100 79 Sanidine 8136 30,17
3,18409 3,1999 19 95 Anortoclase 1531 5,68
3,15101 3,1584 3 31 Albite 250 0,93
2,96111 2,9584 8 34 Microline 664 2,46
2,90531 2,9075 4 21 Microline 313 1,16
2,88422 2,8892 10 13 Sanidine 782 2,90
2,74620 2,7581 3 13 Microline 273 1,01
2,55457 2,5510 6 14 Adularia 504 1,87
2,51641 2,5115 4 12 Adularia 292 1,08
2,40163 2,4121 5 12 Adularia 432 1,60
2,38501 2,3844 7 2 Microline 573 2,12
2,15433 2,1559 27 26 Microline 2222 8,24
1,79091 1,7929 4 46 Sanidine 302 1,12
1,78437 1,7803 5 11 Sanidine 379 1,40
1,61762 1,6175 3 3 Microline 264 0,98
1,48990 1,4835 6 26 Microline 517 1,92
26964 100
Lampiran 7
Perhitungan Standarisasi NaOH dengan Kalium Hidrogen Ptalat
1. Pembuatan larutan Kalium Hidrogen Ptalat (KHC8H4O4)
Massa KHP (m) = 0,700 gram
Volume larutan (V) = 50 ml
Konsentrasi larutan KHP (N1) = VxMr
m
KHP
= Lxmolgr
gr050,0.146,204
700,01
= 0,069 N
2. Titrasi Kalium Hidrogen Ptalat dengan NaOH
Volume larutan yang dititrasi (V1) = 2 ml
Volume NaOH yang dibutuhkan (V2)= 3
)6,16,16,1( ml
= 1,6 ml
3. Konsentrasi NaOH yang telah distandarisasi (N2)
N1 x V1 = N2 x V2
0,069 N x 2 ml = N2 x 1,600 ml
N2 = 0,086 N
Lampiran 8
Perhitungan Pengukuran Kapasitas Pertukaran Kation
Volume HCl yang ditambahkan (VHCl) = 10 ml Volume destilat setelah pengenceran = 150 ml Konsentrasi NaOH standarisasi (NNaOH) = 0,086 N Massa felspar (m) = 0,300 gram 1. Felspar Alam
Volume NaOH yang dibutuhkan (VNaOH) = 8,4 ml
KPK =m
NVNV NaOHNaOHHClHCl )( x 100 meq/100g
= g300,0
)086,04,81,010( x 100 meq/100g
= 92,53 meq/100g 2. Felspar-Na Hasil Modifikasi
Perhitungan KPK pada felspar-Na hasil modifikasi mengacu pada perhitungan felspar alam sehingga didapatkan hasil sesuai yang disajikan pada Tabel Lampiran 10. Tabel Lampiran 10. KPK Felspar-Na Hasil Modifikasi Konsentrasi NaCl (M)
0,5 1,0 1,5 2,0
VNaOH (ml) 7,9 7,9 7,8 7,8
KPK (meq/100g) 106,87 106,87 109,73 109,73
3. Felspar-K Hasil Modifikasi
Perhitungan KPK pada felspar-K hasil modifikasi mengacu pada perhitungan felspar alam sehingga didapatkan hasil sesuai yang disajikan pada Tabel Lampiran 11. Tabel Lampiran 11. KPK Felspar-K Hasil Modifikasi NaCl (M), KCl (1,5 M)
0,5 1,0 1,5 2,0
VNaOH (ml) 7,7 7,7 7,2 7,1
KPK (meq/100 g) 112,6 112,6 126,93 129,80
Lampiran 9 Standar JCPDS
Lampiran 10
Data AAS
Lampiran 11
Basic Data Process XRD
1. Felspar Alam
2. Felspar Alam + NaCl 0,5 M
3. Felspar Alam + NaCl 1,0 M
4. Felspar Alam + NaCl 1,5 M
5. Felspar Alam + NaCl 2,0 M
6. Felspar-Na 0,5 M + KCl 1,5 M
7. Felspar-Na 1,0 M + KCl 1,5 M
8. Felspar-Na 1,5 M + KCl 1,5 M
9. Felspar-Na 2,0 M + KCl 1,5 M