THE STUDY OF ADSORPTION ON Cr(VI) IN NATURAL CLAY SURFACE MODIFIED WITH SURFACTANT CTAB ( Cetyltrimethylammonium Bromide )

## Maksum, Susi Nurul Khalifah, Anton Prasetyo
UIN Maulana Malik Ibrahim Malang Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi,

## ABSTRACT
Clay  is  a  mineral  particles  composed  of  silica-alumina  base  frame,  has  a  layered  structure  and  a hollowed  space  causing  surface  becomes  very  widespread  and  effective  as  an  adsorbent.  Adsorbent  of  clay  is very effective to adsorb cation for having negatively charged surfaces, but its ability to adsorb anion is very low, such as Cr(VI)  formed  in HCrO 4 - at pH  2.  This  research has been conducted in the clay of activation  process chemically  with  the  variation  of  H 2 SO 4 0,5,  1,0,  1,5  and  2,0  M  and  physically  with  the  variation  in  the temperature of 200, 300, 400°C as well as modifying the surface with the variation of CTAB surfactant 25, 50, 75,  and  100  mM  to  enhance  the  adsorption  of  Cr(VI).  The  results  of  study  showed  that  the  treatment  on  the activation and modification of natural clay can increase the adsorption capacity of Cr(VI) is greater. Adsorption capacity  (Qe)  before  activating  the  natural  clay  is  0,0971  mg/g,  while  the  Na-clay  increased  adsorption  of Cr(VI)  at  7,85  %  as  indicated  by  Qe  =  0,1756  mg/g  of  natural  clay.  The  use  of  0,5  M  H 2 SO 4 activation  of adsorption increased by 21,44 % to the value of Qe = 0,3115 mg/g. The treatment of physically activation after activating the best chemical showed at a temperature of 200°C with an increase of 29,82% adsorption of value Qe = 0,3953 mg/g. While modification to the clay treatment results in the best physical activation get CTAB 25 mM concentration with increased adsorption of 94,54 % with a value of Qe = 1,0425 mg/g.
Keywords : Natural clay, Activation, Modification, Adsorption of Cr(VI)

## ABSTRAK
Lempung  merupakan  partikel  mineral  yang  tersusun  dari  kerangka  dasar  silika-alumina,  memiliki struktur  yang  berlapis  dan  berongga  sehingga  menyebabkan  permukaannya  menjadi  sangat  luas  dan  efektif sebagai adsorben. Adsorben dari lempung sangat efektif untuk mengadsorpsi kation karena memiliki permukaan yang  bermuatan  negatif,  tetapi  kemampuannya  untuk  mengadsorpsi  anion  sangat  rendah,  seperti  Cr(VI)  yang terbentuk dalam HCrO 4 - pada pH 2. Penelitian ini telah dilakukan proses aktivasi lempung secara kimia  dengan variasi  H 2 SO 4 0,5;  1,0;  1,5  dan  2,0  M  dan  aktivasi  fisika  dengan  variasi  suhu  200,  300,  400 ◦ C  serta memodifikasi permukaannya dengan surfaktan CTAB dengan variasi surfaktan CTAB 25; 50; 75; dan 100 mM untuk meningkatkan daya adsorpsi Cr(VI). Hasil penelitian menunjukkan bahwa adanya perlakuan aktivasi dan modifikasi pada lempung alam dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi Cr(VI) lebih besar. Kapasitas adsorpsi (Qe)  lempung  alam  sebelum  diaktivasi  yaitu  0,0971  mg/g,  sedangkan  Na-lempung  mengalami  peningkatan adsorpsi  Cr(VI)  sebesar  7,85  %  yang  ditunjukkan  dengan  Qe  =  0,1756  mg/g  dari  lempung  alam.  Penggunaan aktivasi  H 2 SO 4 0,5  M  mengalami  peningkatan  adsorpsi  sebesar  21,44  %  dengan  nilai  Qe  =  0,3115  mg/g. Perlakuan  aktivasi  fisika  setelah  diaktivasi  kimia  terbaik  ditunjukkan  pada  suhu  200 ◦ C  dengan  peningkatan adsorpsi sebesar 29,82 % yang bernilai Qe = 0,3953 mg/g. Sedangkan perlakuan modifikasi pada lempung hasil aktivasi  fisika  terbaik  didapatkan  konsentrasi  CTAB  25  mM  dengan  peningkatan  adsorpsi  sebesar  94,54  % dengan nilai Qe = 1,0425 mg/g.
Kata Kunci : Lempung alam, Aktivasi, Modifikasi, Adsorpsi Cr(VI)

## I. PENDAHULUAN
Indonesia  mempunyai  bahan  alam berupa  tanah  lempung  yang  sangat melimpah,  salah  satunya  di  Kecamatan Gandusari  Kabupaten  Trenggalek  yang telah dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar sebagai  bahan  pembuatan  genteng.  Selain
digunakan  sebagai  pembuatan  genteng, lempung  juga  dapat  digunakan  sebagai adsorben  yang  ekonomis  dengan  kapasitas adsorpsi  yang  besar.  Hal  ini  disebabkan karena  lempung  memiliki  luas  permukaan yang  tinggi,  stabil  secara  kimia,  struktur permukaan  yang  bervariasi,  kapasitas
pertukaraan  ion  yang  tinggi  serta  adanya asam-asam Bronsted dan Lewis
(Bhattacharyya dan Gupta, 2006).
Aplikasi lempung sebagai adsorben banyak digunakan sebagai  bahan alternatif untuk  mengatasi  permasalahan  limbah, terutama  limbah  logam  berat  seperti kromium.  Kromium  biasanya  banyak berasal  dari  industri  pelapisan  logam, penghambat korosi besi, penyamakan kulit, cat,  tekstil  dan  bahan  pengawet  kayu (Patri,  2012).  Kromium  yang  stabil  dalam perairan  dapat  ditemukan  sebagai  Cr(III) yang  berbentuk  senyawa  kationik  (Cr 3+ ) dan  Cr(VI)  berbentuk  anionik  seperti HCrO 4 - ,  CrO 4 2- dan  Cr 2 O 7 2- (Cotton  dan Wilkinson,  1989).  Logam  Cr(VI)  lebih bersifat  toksik,  memiliki  kelarutan  yang sangat  tinggi,  korosif  dan  karsinogenik daripada logam Cr(III) (Patri, 2011).
Kemampuan lempung untuk mengadsorpsi  anion  seperti  Cr(VI)  sangat rendah, karena lempung memiliki permukaan yang bermuatan negatif. Beberapa  metode  telah  dikenal  untuk meningkatkan kemampuan adsorpsi lempung  yaitu  dengan  aktivasi  kimia  dan aktivasi fisika serta memodifikasi permukaan lempung.
Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan aktivasi kimia dengan menggunakan variasi  H 2 SO 4 dan  aktivasi  fisika  dengan variasi  pemanasan  pada  suhu  tinggi  dan juga telah dilakukan modifikasi permukaannya dengan variasi CTAB untuk meningkatkan kemampuan
adsorpsi lempung terhadap Cr(VI). Penambahan konsentrasi CTAB dilakukan  diatas  CMC  ( critical  micelle concentration ) agar dapat mengubah permukaan  lempung  yang  bermuatan negatif menjadi bermuatan positif, sehingga  kemampuan  lempung  dalam mengadsorpsi  Cr(VI)  yang  berupa  anionik akan  lebih  besar.  Selanjutnya  dilakukan perbandingan  kemampuan  adsorpsi  dari masing  masing  lempung  alam,  Na- lempung,  Na-lempung  teraktivasi  kimia dan  fisika  serta  Na-lempung  termodifikasi permukaannnya dengan CTAB.

## II. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  terdiri  dari  beberapa tahapan, yaitu benefisiasi, preparasi sampel,  preparasi  Na-lempung,  aktivasi Na-lempung, Modifikasi permukaan
lempung  hasil  aktivasi  dengan  surfaktan CTAB  dan  penentuan  Cr(VI)  dengan metode  spektrofotometri  UV-Vis  serta karakterisasi dengan FTIR.

## 1. Benefisiasi
Lempung alam dikeringkan pada suhu kamar,  lalu  ditumbuk  dan  dilarutkan dengan akuades. Campuran diaduk sampai semua  lempung  larut  dan  dibiarkan beberapa hari sampai lempung membentuk tiga  bagian. Bagian paling atas merupakan senyawa organik dan garam-garam terlarut dalam  air.  Bagian  tengah  merupakan lempung,  sedangkan  bagian  paling  bawah merupakan  kerikil,  pasir  dan  pengotor lainnya  yang  memiliki  berat  jenis  yang tinggi.  Hasil  lempung  yang  diperoleh diulangi lagi untuk mendapatkan pemisahan  yang  sempurna.  Setelah  itu, hasil  benefisiasi  dikeringkan  di  bawah sinar matahari (Abdulloh, 2004).
2. Preparasi Sampel Fraksi  lempung  yang  sudah  kering ditumbuk sampai menjadi serbuk, kemudian  diayak  dengan  ayakan  200 mesh. Selanjutnya lempung alam dikarakterisasi dengan FTIR.
3. Preparasi Na-Lempung
Sebanyak 100 gr lempung dimasukkan ke  dalam  1000  mL  NaCl  1  M  dan  diaduk selama 24 jam pada suhu 70-80 o C. Residu dimasukkan ke 1000 mL NaCl 6 M sambil diaduk  selama  24  jam.  Residu  dicuci dengan aquades untuk  menghilangkan sisa ion  klorida.  Filtrat  diuji  dengan  larutan AgNO 3 1  M  sampai  tidak  terbentuk endapan  putih  AgCl.  Lempung  yang  telah bebas  ion  klorida  selanjutnya  dikeringkan dalam  oven  pada  suhu  100 o C  selama  24 jam  (Wijaya,  dkk.,  2005  dalam  Patri, 2012).
4. Aktivasi Na-Lempung
Na-Lempung  diaktivasi  secara  kimia dengan  cara  ditimbang masing-masing s ebanyak 5 gr dan dimasukkan ke dalam 4
buah  erlenmeyer  250  mL.  Kemudian ditambahkan  100  mL  H 2 SO 4 dengan variasi konsentrasi 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 M (Suarya, 2008) sambil diaduk selama 5 jam (Akar, dkk., 2009). Campuran disaring dan dicuci dengan air panas (60-70 o C) sampai terbebas  dari  ion  sulfat  yang  ditandai dengan  tidak  terbentuknya  endapan  putih BaSO 4 (tes  negatif  terhadap  BaCl 2 ) (Suarya,  2008).  Selanjutnya  dilakukan adsorpsi terhadap Cr(VI).
Hasil  aktivasi  lempung  secara  kimia dilanjutkan  ke  aktivasi  fisika  yaitu  dengan cara  sampel  dikeringkan  dalam  tanur  pada variasi suhu 200; 300; dan 400 o C selama 6 jam  (Akar,  dkk.,  2009),  lalu  disimpan dalam  desikator.  Selanjutnya  dilakukan adsorpsi terhadap Cr(VI).
5. Modifikasi  Permukaan  Lempung Hasil  Aktivasi  dengan  Surfaktan CTAB
Sebanyak 2 gram sampel hasil aktivasi fisika terbaik  ditambahkan 100 mL CTAB dengan  variasi  konsentrasi  25;  50;  75  dan 100  mM  dan  diaduk  dalam  shaker  pada suhu ruang selama 4 jam dengan kecepatan 200  rpm.  Suspensi  yang  dihasilkan disaring  dan  dicuci  dengan  100  mL akuades  sebanyak  2  kali.  Hasil  lempung modifikasi  dikeringkan  pada  suhu  kamar (Plaska, dkk., 2012). Selanjutnya dilakukan adsorpsi terhadap Cr(VI).
6. Penentuan  Cr(VI)  dengan  Metode Spektrofotometri
Larutan  Cr(VI)  20  ppm  sebanyak  50 mL  dikondisikan  pada  pH  2  dengan menggunakan  H 2 SO 4 0,1  M  /  NaOH  0,1 M,  lalu  ditambahkan  3  mL  larutan  buffer pH 2. Kemudian sebanyak 0,5 gr lempung alam dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL,  lalu  ditambahkan  larutan  Cr(VI) sebanyak  25  mL.  Campuran  dishaker selama  30  menit  dengan  kecepatan  200 rpm pada suhu ruang 25 °C.
Campuran  yang  didapat  kemudian disaring  dengan  kertas  saring.  Filtrat  yang diperoleh  dipipet  5  mL  dan  dimasukkan dalam beaker glass yang dikondisikan pada pH 2 dengan menggunakan H 2 SO 4 0,1 M / NaOH  0,1  M.  Lalu  ditambahkan  3  mL
larutan buffer pH 2 dan ditambahkan 2 mL larutan  difenilkarbazida  (0,25  %).  Setelah itu, dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan diencerkan sampai tanda batas dengan akuades.  Larutan  didiamkan  5-10  menit. Kemudian  absorbansinya  diukur  dengan spektrofotometer  UV-Vis  pada  panjang gelombang 540 nm.
Prosedur  diatas  diulangi  lagi  untuk adsorpsi  Cr(VI)  pada  Na-lempung,  Na- lempung  teraktivasi  kimia  dengan  variasi konsentrasi  0,5;  1,0;  1,5;  dan  2,0  M,  Na- lempung  teraktivasi  fisika  dengan  variasi suhu  200;  300;  dan  400 o C,  serta termodifikasi  permukaan  lempung  hasil aktivasi  dengan  variasi  konsentrasi  CTAB 25; 50; 75 dan 100 mM.
Konsentrasi ion logam dihitung dengan menggunakan kurva standar. Selisih  konsentrasi  awal  dan  akhir  dari larutan  Cr(VI)  merupakan  jumlah  Cr(VI) yang  dapat  diadsorpsi  oleh  lempung. Selanjutnya kapasitas adsorpsi dapat dihitung  dengan  persamaan  (Akar,  dkk., 2009):
m V C C Qe e ) ( 0  
Dimana  Qe  adalah  kapasitas  adsorpsi  per bobot  lempung  (mg/g),  V  adalah  volume larutan  (L),  C o adalah  konsentrasi  awal larutan  (ppm),  C e adalah  konsentrasi  akhir larutan  (ppm),  m  adalah  massa  lempung (g).
7. Karakterisasi
FTIR ( Fourier Transform Infrared ) FTIR digunakan
untuk mengidentifikasi  keberadaan  gugus-gugus fungsional  utama  di  dalam  struktur senyawa  seperti  lempung.  Pada  penelitian ini  lempung  alam,  Na-lempung,  Na- lempung  teraktivasi  kimia  terbaik,  Na- lempung  teraktivasi  fisika  terbaik  dan  Na- lempung termodifikasi CTAB dikarakterisasi  dengan  menggunakan  sinar inframerah.  Spektrum  inframerah  direkam menggunakan  spektrofotometer  Fourier Transform  Infrared (FTIR) dengan metode pelet  KBr  pada  daerah  4000-400  cm -1
(Khenifi, dkk., 2007).

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Lempung alam  yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari daerah Gandusari Kabupaten Trenggalek yang telah dianalisis XRD oleh Mukhlisin (2013) dan didapatkan  hasil  bahwa  lempung  alam terdiri  dari  banyak  komponen  diantaranya yang  banyak  ditemukan  yaitu  chloritoid, feldspar,  kyanite,  potassium  magnesium besi
aluminium titanium phylloalumosilicate, cronstadite, dan fayalite. Dari data XRD juga menunjukkan bahwa lempung yang digunakan mempunyai  kristalinitas  yang  rendah  hal ini ditandai dengan puncak-puncak difraktogram yang tidak tajam seperti pada Gambar 1.
Gambar 1 Hasil  XRD  Lempung  Daerah Gandusari (Mukhlisin, 2013)

## 1. Preparasi  Lempung  Alam  dengan Metode Benefisiasi
Proses  benefisiasi  lempung  alam menggunakan  aquades  sebagai  pelarutnya selama beberapa hari. Lempung alam yang dilarutkan  dengan  akuades  akan  terjadi pemisahan  menjadi  3  bagian.  Senyawa organik  dan  garam-garam  terlarut  dalam air  berada  pada  bagian  atas,  lempung bagian  tengah,  pasir  dan  pengotor  lainnya dengan  berat  jenis  yang  lebih  tinggi  dari pada lempung berada pada bagian bawah.
Lempung  hasil  benefisiasi  diayak dengan  menggunakan  ayakan  200  mess untuk mendapatkan ukuran partikel lempung lebih kecil dan seragam sehingga diperoleh  luas  permukaan  lempung  yang lebih  besar.  Hasil  ayakan  yang  lolos  dari
200  mesh  digunakan  sebagai  sampel  uji dan dikarakterisasi dengan FTIR.
Metode  adsorpsi  Cr(VI)  dilakukan dengan  metode  Batch  yaitu  dikontakkan larutan  Cr(VI)  dengan  lempung  alam,  Na- lempung,  Na-lempung  teraktivasi  kimia, Na-lempung  teraktivasi  fisika,  dan  Na- lempung  termodifikasi  surfaktan  CTAB. Penentuan  Cr(VI)  digunakan  metode spektrofotometri  UV-Vis  yang  direaksikan larutan Cr(VI) dengan 1,5-difenilkarbazida sehingga menghasilkan senyawa kompleks yang berwarna ungu.

## 2. Adsorpsi  Cr(VI)  pada  Lempung Alam
Hasil  perhitungan  kapasitas  adsorpsi didapatkan  bahwa  lempung  alam  memiki Qe  sebesar  0,0971  mg/g.  Hasil  adsorpsi pada lempung alam relatif kecil dikarenakan masih terdapat banyak pengotor sehingga kemampuan adsorpsinya masih rendah. 3. Preparasi Na-lempung dan Adsorpsi Cr(VI) pada Na-Lempung Lempung  alam  yang  diperoleh  masih memiliki  banyak  kandungan  kation-kation lain,  seperti  K + ,  Mg 2+ dan  Ca 2+ serta memiliki ukuran kation yang tidak seragam sehingga  perlu  dilakukan  penyeragaman ukuran  kation  yang  ada  pada  daerah interlayer lempung.  Penyeragaman  ini bertujuan  untuk  menghasilkan  jarak layer yang  sama  dan  meningkatkan  kemampuan adsorpsinya.
Tahap  pertama  menggunakan  larutan NaCl 1 M yang dilakukan pada suhu 70 ◦ C selama 24 jam bertujuan  untuk  mengawali terjadinya  reaksi  pertukaran  kation-kation selain  Na + sehingga  dapat  membuka  dan mengaktifkan  ruang  antar  lapis  lempung. Pertukaran kation-kation tersebut diharapkan  sebagian  besar  kation-kation selain  Na + dapat  digantikan  oleh  kation Na + .  Proses  pemanasan  yang  dilakukan bertujuan untuk
meningkatkan kemungkinan  terjadinya  tumbukan  antara ion  Na + dengan  muatan  negatif  lempung (Wogo, dkk., 2013).
Tahap  kedua  menggunakan  larutan NaCl  6  M  dilakukan  pada  suhu  kamar selama 24 jam bertujuan untuk menggantikan kation-kation yang memiliki valensi  yang  lebih  besar  dari  Na + agar tergantikan oleh kation Na + .
Proses  adsorpsi  Na-lempung  dengan Cr(VI)  diperoleh  kapasitas  adsorpsi  (Qe) sebesar  0,1756  mg/g  dengan  peningkatan kapasitas  adsorpsi  sebesar  7,85  %  dari lempung alam. Hasil adsorpsi Na-lempung lebih tinggi dibandingkan dengan lempung alam.  Hal  ini  disebabkan  pada  permukaan Na-lempung yang bermuatan negatif terdapat  kation  Na + secara  seragam  yang dapat meningkatkan daya adsorpsi Cr(VI).
4. Adsorpsi  Cr(VI)  pada  Na-Lempung
Teraktivasi Kimia Aktivasi lempung secara kimia bertujuan  untuk  meningkatkan  aktivasi lempung sebagai adsorben. Menurut Filayati  dan  Rusmini  (2012),  menyatakan bahwa  penggunaan  larutan  H 2 SO 4 dapat menghilangkan  pengotor-pengotor  lainnya dari kisi-kisi struktur sehingga secara fisik lempung menjadi aktif.
Proses  aktivasi  kimia  Na-lempung dilakukan  perendaman  dengan  variasi konsentrasi  H 2 SO 4 0,5;  1,0;  1,5 dan 2,0 M selama  5  jam.  Tujuan  dari  perlakuan
dengan variasi konsentrasi untuk mengetahui  pengaruh  sifat  aktif  lempung yang  dihasilkan  terhadap  konsentrasi H 2 SO 4 dalam mengadsorpsi Cr(VI).
Hasil  adsorpsi  Cr(VI)  pada  Na- lempung  teraktivasi  kimia  didapatkan hubungan antara Na-lempung yang diaktivasi  dengan  variasi  konsentrasi H 2 SO 4 terhadap  jumlah  Cr(VI)  yang teradsorpsi  per  satuan  berat  adsorben  (Qe) seperti Tabel 1 dan Gambar 2.
Tabel 1 Hubungan kapasitas adsorpsi (Qe) Cr(VI)  terhadap  lempung  alam, Na-lempung dan Na-lempung teraktivasi  kimia  dengan  variasi konsentrasi H 2 SO 4 Sampel Qe  (U1) (mg/g) Qe  (U2) (mg/g) Qe (U3) (mg/g) Lempung alam 0,0963 0,0851 0,1098 Na-lempung 0,1847 0,1664 0,1756 Na- lempung+H 2- SO 4 0,5 M 0,3159 0,3099 0,3087 Na- lempung + H 2- SO 4 1,0 M 0,2832 0,2748 0,2735 Na- lempung + H 2- SO 4 1,5 M 0,2403 0,2429 0,2429 Na- lempung + H 2-
SO 4 2,0 M 0,2158 0,2089 0,2130
Gambar 2 Hubungan  kapasitas  adsorpsi  (Qe)  Cr(VI)  terhadap  lempung  alam,  Na-lempung dan Na-lempung teraktivasi kimia dengan variasi konsentrasi H 2 SO 4 Lempung alam Na-lempung H 2 SO 4 0.5 M 200 ◦C 300 ◦C 400 ◦C 0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.3500 0.4000 0.4500 0 2 4 6 8 Q e (m g /g ) Adsorben Qe (U1) Qe (U2) Qe (U2)
Berdasarkan  Tabel  1  dan  Gambar  2 dapat  diamati  bahwa  dengan  adanya penambahan  H 2 SO 4 pada  permukaan  Na- lempung  dapat  memberikan  hasil  adsorpsi Cr(VI)  yang lebih besar  daripada lempung alam  dan  Na-lempung.  Hal  ini  disebabkan adanya  aktivasi  asam  dapat  meningkatkan keasaman  yang  cukup  tinggi  dan  dapat menghilangkan  pengotor-pengotor  lainnya dari  kisi-kisi  struktur  sehingga  luas permukaan  lempung  semakin  tinggi  yang dapat  mengadsorpsi  Cr(VI)  lebih  besar (Akar, dkk., 2009).
Variasi konsentrasi H 2 SO 4 yang
digunakan dalam aktivasi kimia mempengaruhi  kapasitas  adsorpsi  Cr(VI). Konsentrasi H 2 SO 4 yang
dapat mengadsorpsi  anion  Cr(VI)  lebih  tinggi yaitu 0,5  M  yang  ditunjukkan  nilai  Qe sebesar  0,3115  mg/g  dengan  peningkatan kapasitas  adsorpsi  yaitu  21,44  %.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  proses  aktivasi  asam dapat  menetralkan  muatan  negatif  pada permukaan  lempung  sehingga  sisi  aktif lempung bermuatan positif.
Semakin  tingginya  konsentrasi  H 2 SO 4 1,0;  1,5;  dan  2,0  M  mengalami  penurunan adsorpsi  Cr(VI)  dibandingkan  dengan H 2 SO 4 0,5  M.  Hal  ini  disebabkan kemungkinan  adanya  kerusakan  dan  tidak stabilnya struktur lempung yang disebabkan  konsentrasi  asam  yang  terlalu besar. Tabel 2 Hubungan
kapasitas adsorpsi  (Qe)  Cr(VI)  terhadap  lempung alam, Na-lempung, Na-lempung teraktivasi kimia  terbaik,  dan  Na-lempung  teraktivasi fisika dengan variasi suhu Sampel Qe (U1) (mg/g) Qe (U2) (mg/g) Qe (U3) (mg/g) Lempung alam 0,0963 0,0851 0,1098 Na-lempung 0,1847 0,1664 0,1756 Na- lempung+H 2 SO 4 0,5 M 0,3159 0,3099 0,3087 Na-lem+H 2 SO 4 0,5 M+ 200 ◦C 0,3965 0,3958 0,3937
Na-lem + H 2 SO 4
0,5 M+ 300 ◦C 0,3053 0,2970 0,3008 Na-lem + H 2 SO 4
0,5 M+ 400 ◦C 0,2757 0,2711 0,2731
5. Adsorpsi  Cr(VI)  pada  Na-Lempung Teraktivasi Fisika Struktur  lempung  dengan  kerangka tiga dimensi menyebabkan lempung memiliki  rongga-rongga  yang  diisi  oleh molekul air. Penelitian ini telah melakukan pemanasan  lempung  yang  telah  diaktivasi kimia  dengan  menggunakan  tungku  listrik pada suhu 200; 300; dan 400 ◦ C selama 6 jam.  Proses  pemanasan  terhadap  lempung bertujuan  untuk  menguapkan  molekul  air yang menutupi permukaan lempung sehingga  luas  permukaan  spesifiknya bertambah (Miftahurrohmah, 2011).
Hasil  lempung  aktivasi  fisika  variasi suhu  dilanjutkan  dengan  proses  adsorpsi terhadap  Cr(VI)  sehingga  didapatkan hubungan  antara  lempung  aktivasi  fisika variasi  suhu  terhadap  jumlah  Cr(VI)  yang teradsorpsi  per  satuan  berat  adsorben  (Qe) seperti  pada  Tabel  2  dan  Gambar  3. Penentuan  suhu  terbaik  adsorpsi  terhadap Cr(VI)  bertujuan  untuk  mengetahui  suhu aktivasi fisika dimana larutan Cr(VI) dapat teradsorpsi secara maksimal oleh adsorben.
Berdasarkan  Tabel  2  dan  Gambar  3 dapat  diketahui  bahwa  Na-lempung  yang teraktivasi kimia terbaik ketika dipanaskan dapat  memberikan  hasil  adsorpsi  Cr(VI) yang  lebih  besar.  Hal  ini  disebabkan adanya  aktivasi  fisika  dapat  menguapkan molekul  air  yang  menutupi  permukaan lempung sehingga luas permukaan spesifiknya semakin tinggi.
Pada penelitian ini suhu aktivasi fisika yang mampu mengadsorspsi Cr(VI) paling besar  yaitu  suhu  200  °C  yang  ditunjukkan nilai Qe = 0,3953 mg/g dengan peningkatan  kapasitas  adsorpsi  sebesar 29,82  %.  Hal  ini  dapat  dinyatakan  bahwa pada  suhu  ini  terjadi  pelepasan  air  yang berada  di interlayer lempung  dan  ion-ion H + tidak terlepas (Widjaya, 2012).
Gambar 3 Hubungan  kapasitas  adsorpsi  (Qe)  Cr(VI)  terhadap  lempung  alam,  Na-lempung, Na-lempung teraktivasi  kimia  terbaik,  dan Na-lempung teraktivasi  fisika  dengan variasi suhu
Pada  suhu  300  –  400  °C  kapasitas adsorpsi  lempung  untuk  mengadsorpsi
Cr(VI) mengalami penurunan yang ditunjukkan dengan nilai Qe berturut-turut adalah 0,3010 mg/g dan 0,2733 mg/g. Hal ini  kemungkinan  disebabkan  pemanasan yang semakin tinggi menyebabkan kerapatan  susunan  kristal  semakin  tinggi dan  semakin  teratur,  sehingga  lempung semakin  tidak  reaktif  sebagai  adsorben. Menurut  Wijaya  dkk  (2002),  pemanasan pada  suhu  300  °C  terhadap  Na-bentonit sudah  dapat  mengakibatkan  rusaknya bidang 001 .  Lempung  akan  mengalami kerusakan  struktur  dan  kerusakan  antar lapisan  pada  suhu  diatas  250  °C  (sahara, 2011). Ozacar dan sengil (2004), menyatakan  bahwa  luas  permukaan  pada alunite  meningkat  dengan  kenaikan  suhu kalsinasi  (100  -  200  °C)  sehingga  dapat menyerap  zat  warna  dan  mengalami penurunan  luas  permukaan  pada  suhu kalsinasi (300 - 400 °C).
6. Adsorpsi Cr(VI) pada Na-Lempung Termodifikasi CTAB
Peningkatan  adsorpsi  Cr(VI)  dapat dilakukan  dengan  cara  memodifikasi permukaan  lempung  dengan  surfaktan CTAB  seperti  yang  telah  dilaporkan  oleh Akar, dkk., (2009) bahwa hasil modifikasi lempung dengan surfaktan HDTMA
merupakan  proses  yang  paling  efektif untuk  meningkatkan  kapasitas  adsorpsi Cr(VI).  Adsorpsi  Cr(VI)  oleh  lempung alam  termodifikasi  CTAB  didasarkan  atas konsentrasi  CMC-nya  ( critical  micelle concentration )  sebesar  1  mM.  Penelitian ini  telah menggunakan konsentrasi CTAB melebihi  CMC-nya  yaitu  25;  50;  75  dan 100  mM.  Hal  ini  bertujuan  untuk membentuk lapisan bilayer atau multilayer dengan  gugus  yang  bermuatan  positif berada  dipermukaan  lempung  sehingga dengan  terbentuk  lapisan  bilayer  maupun multilayer  membuat  sifat  permukaan  dari lempung  akan  berubah  yang  awalnya bermuatan  negatif  menjadi  bermuatan positif,  sehingga  kemampuan  lempung dalam  mengadsorpsi  Cr(VI)  yang  berupa anion  akan  lebih  maksimal  (Plaska,  dkk., 2011).
Hasil  modifikasi  lempung  teraktivasi fisika  terbaik  dengan  CTAB  dilanjutkan dengan  proses  adsorpsi  Cr(VI).  Hasil adsorpsi  dapat  diketahui  hubungan  antara Na-lempung  termodifikasi  dengan  variasi konsentrasi  surfaktan  CTAB  terhadap jumlah Cr(VI)  yang teradsorpsi per satuan berat  adsorben  (Qe)  seperti  pada  Tabel  3 dan Gambar 4.
Lempung alam Na-Lempung H 2 SO 4 0,5 M H 2 SO 4 1,0 M
H 2 SO 4 1,5 M H 2 SO 4 2,0 M 0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.3500 0 2 4 6 8 Q e (m g /g ) Adsorben Qe (U1) Qe (U2) Qe (U2)
Tabel 3 Hubungan kapasitas adsorpsi  (Qe)  Cr(VI)  terhadap  lempung alam, Na-lempung,
Na-lempung teraktivasi  kimia  terbaik,  Na-lempung teraktivasi  fisika  terbaik,  dan  Na-lempung termodifikasi dengan variasi CTAB Sampel Qe (U1) (mg/g) Qe (U2) (mg/g) Qe (U3) (mg/g) Lempung alam 0,0963 0,0851 0,1098 Na-lempung 0,1847 0,1664 0,1756 Na-lempung+H 2- SO 4 0,5 M 0,3159 0,3099 0,3087 Na-lem+H 2 SO 4 0,5 M+200◦C 0,3965 0,3958 0,3937 Na-lem+H 2 SO 4 0,5 M+200◦C+25 mM 1,0400 1,0454 1,0421
Na-lem + H 2 SO 4 0,5 M+200◦C+50 mM 1,0333 1,0318 1,0336
Na-lem + H 2 SO 4 0,5 M+200◦C+75 mM 1,0278 1,0279 1,0281
Na-lem + H 2 SO 4 0,5
M+200◦C+100 mM 1,0271 1,0256 1,0259
Berdasarkan  Tabel  3  dan  Gambar  4 dapat  diketahui  bahwa  dengan  adanya CTAB  yang dimodifikasi pada permukaan lempung  yang  teraktivasi  kimia  terbaik dan  fisika  terbaik  dapat  memberikan  hasil adsorpsi Cr(VI) yang lebih besar dari pada lempung  alam  tanpa  dimodifikasi  dengan
CTAB.  Hal ini  disebabkan  adanya surfaktan CTAB yang berada di permukaan  lempung  mengadsorpsi  Cr(VI) lebih besar.
Mekanisme  adsorpsi  Cr(VI)  pada lempung  alam  termodifikasi  CTAB  di- atas  CMC-nya  sebagai  berikut  (Thanos, dkk., 2012):
Lempung-(CTA) 2 + -Br - + HCrO 4 - ↔ Lempung-(CTAB) 2 HCrO 4 + Br -
Gambar 5 Ilustrasi  Adsorpsi  Cr(VI) dalam  bentuk  HCrO 4 - pada lempung termodifikasi CTAB di atas CMC-nya
Gambar  4 Hubungan  kapasitas  adsorpsi  (Qe)  Cr(VI)  terhadap  lempung  alam,  lempung teraktivasi  kimia  terbaik,  lempung  teraktivasi  fisika  terbaik,  dan  lempung termodifikasi dengan variasi CTAB
Lempung alam Na-lempung H2SO4 0.5 M 200 C 25 mM 50 mM 75 mM 100 mM 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q e (m g /g ) Adsorben Qe (U1) Qe (U2) Qe (U2)
Proses  adsorpsi  Cr(VI)  pada  lempung yang termodifikasi surfaktan CTAB di atas CMC-nya  melibatkan  pertukaran  anion antara  ion  bromida  dari  CTAB  dengan spesies  ion  Cr(VI),  sehingga  semakin banyak  Cr(VI)  yang  teradsorpsi  (Thanos, dkk., 2012)

## 7. Karakterisasi FTIR
Karakterisasi  FTIR  bertujuan  untuk mengetahui adanya gugus-gugus
fungsional utama lempung. Spektra lempung  untuk  daerah  inframerah  dibagi dalam  dua  kelompok  daerah  frekuensi yaitu daerah antara 4000 sampai 3000 cm -1 merupakan  getaran  regang  dari  air  yang terserap atau gugus OH oktahedral. Daerah 1400  sampai  800  cm -1 yang  disebabkan getaran Al-OH atau Si-O.
Penggunaan  FTIR  dilakukan  pada lempung  alam  sebelum  dan  sesudah aktivasi  serta  modifikasi  permukaanya dengan surfaktan CTAB untuk mengetahui adanya perubahan-perubahan gugus fungsional  utama  lempung  yaitu  Si-O/Al- O.  Hasil  karakteristik  FTIR  seperti  pada Gambar 6.
Gambar 6 Spektra  IR  lempung  alam,
Na-lempung, Na-lempung teraktivasi  kimia  terbaik,  Na- lempung  teraktivasi  fisika terbaik, dan Na-lempung termodifikasi CTAB terbaik Berdasarkan Gambar 6 dapat dinyatakan bahwa selama perlakuan aktivasi  kimia,  fisika  dan  modifikasi permukaannya  dengan  surfaktan  CTAB tidak mengalami perubahan/kerusakan
struktur lempung. Pada perlakuan modifikasi  permukaan  lempung  terdapat spektra baru pada panjang gelombang 2851 dan  2920  cm -1 yang  menunjukkan  adanya C-H stretching (Plaska,dkk., 2012).

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Perlakuan  aktivasi  dan  modifikasi pada  lempung  alam  dapat  meningkatkan kemampuan  adsorpsi  Cr(VI)  lebih  besar yang ditunjukkan dengan nilai Qe (kapasitas  adsorpsi).  Kapasitas  adsorpsi lempung alam memiliki Qe = 0,0971 mg/g dan  Na-lempung  bernilai  Qe  =  0,1756 mg/g  dengan  peningkatan  sebesar  7,85  % dari  lempung  alam.  Lempung  teraktivasi H 2 SO 4 0,5  M  mengalami  peningkatan adsorpsi  sebesar  21,44  %  dengan  nilai  Qe =  0,3115  mg/g.  Lempung  alam  teraktivasi fisika  setelah  diaktivasi  kimia  terbaik diperoleh  pada  suhu  200  °C  dengan  nilai Qe  =  0,3953  mg/g  yang  menunjukkan peningkatan  adsorpsi  sebesar  29,82  %. Sedangkan  konsentrasi  surfaktan  CTAB terbaik  pada  lempung  alam  termodifikasi diperoleh  pada  konsentrasi  CTAB  25  mM dengan nilai Qe terbesar yaitu 1,0425 mg/g yang  ditunjukkan  peningkatan  adsorpsi sebesar 94,54 %. Saran Penelitian  lanjutan  yang  disarankan untuk  menyempurnakan  penelitian  ini adalah  dengan  menentukan  persamaan isotermis adsorpsi dan dengan menambahkan  karakterisasi  Na-lempung, Na-lempung teraktivasi kimia, Na- lempung  teraktivasi  fisika  serta  Na- lempung termodifikasi CTAB menggunakan XRD.

## VI. DAFTAR PUSTAKA
Abdulloh. 2004. Evaluasi Teknik Uji Geser dan  Uji  Tekanan  Dalam  Kajian Pengaruh Kadar Aor dan Penambahan Zat  Limbun  Terhadap  Karakteristik Plastisitas Lempung Asal Dsn. Pandisari Kec. Kuterejo Kab.
Mojokerto. Tesis  Tidak  diterbitkan .
Bandung:  Departemen  Kimia  FMIPA
ITB.
Akar,  S.T.,  Yetimoglu,  Y.,  dan  Gedikbey,
T.  2009.  Removal  of  Chromium(VI) Ions from Aqueous Solutions by Using
Turkish  Montmorillonite  Clay:  Effect of Activation and Modification.
Science  Direct  pp  97-108. Turkey : Eskisehir Osmangazi University. Bhattacharrya, K.G. dan Gupta, S.S., 2006,
Kaolinite,  Montmorillonite,  and  Their Modified  Derivatives  as  Adsorbents for Removal of Cu(II) from a Aqueous Solution , Separation  and  Purification Technology, 50,  pp.  388-397  Cotton dan Wilkinson, 1989.
Khenifi,  A.,  Bouberka,  Z.,  Sekrane,  F  dan Kameche,  M.  2007. Adsorption  Study of  An  Industrial  Dye  by  an  Organic Clay. Algeria: Physico-chemical Material Laboratory, Chemistry Department Faculty of Science Miftahurrohmah. 2011. Aktivasi dan Karakterisasi  Lempung  Alam  Besito- Kudus  untuk  Adsorben  Zat  Warna Congo Red . Tesis . Yogyakarta: Jurusan Kimia FMIPA UGM Mukhlisin. 2013. Karakterisasi Sifat Fisikokimia  Lempung  dari  Daerah Kecamatan  Gandusari  dan  Kampak Kabupaten Trenggalek. Skripsi. Malang: Jurusan Kimia Fakultas Sains dan  Teknologi  Universitas  Islam Negeri Malang
Ozacar, M dan Sengil, I.A. 2006. The Role of  Clay  Fractions  of  Marly  Soils  on Their  Post  Stabilization  Minimize Contact Time. Environmental Management 80, 372-379 Patri,  N.  2012.  Adsorpsi  ion  Cr(III)  dan Cr(VI) Menggunakan Bentonit
Termodifikasi  Oksida  Besi. Skripsi. Bogor: Jurusan Kimia FMIPA ITB Plaska,  A.G.,  Majdan,  M.,  Pikus,  S.,  dan Sternik, D. 2012. Simultaneous
Adsorpsi  of  Chromium  (VI)  and Phenol on Natural Red Clay Modified by  HDTMA. Poland:  Faculty  of Chemistry,  Maria  Curie  Sklodowska University,  pl.  M.  C,  Sidodowskiej  2, 20-031
Sahara,  E.  2011.  Regenerasi  Lempung Bentonit  dengan  NH 4 + Jenuh  yang Diaktivasi Panas dan Daya Adsorpsinya  Terhadap  Cr(III. Jurnal kimia  5(1)  :  81-87 .  Bukit  Jimbaran:
Lab  Kim.  Analitik  Jur.  Kimia  FMIPA Universitas Udayana
Suarya,  P,.  2008.  Adsorpsi    Pengotor Minyak    Daun    Cengkeh    oleh Lempung  Teraktivasi    Asam. Jurnal Kimia  2(1),  19-24 .  Bukit  Jimbaran: Jurusan  Kimia  FMIPA  Universitas Udayana
Widjaya, R.R. 2012. Bentonit Pilarisasi Cr dan  Zeolit  HZSM-5  Sebagai  Katalis pada Proses Konversi Ethanol menjadi Biogasolin. Skripsi . Depok:
Universitas Indonesia
Wijaya, K., Pratiwi, S.A., Sudiono, S., dan
Nurahmi,  E.  2002.  Studi  Kestabilan Termal  dan  Asam  Lempung  Bentonit. Journal  of  Chemistry 2(1),  22-29. Yogyakarta:  Jurusan  Kimia  FMIPA
UGM Wogo,  H.  E.,  Nitbani,  F.O.,  dan  Tjitda P.J.P. 2013. Sintesis Lempung Terinterkalasi Anilin dan Pemanfaatannya  sebagai  Adsorben Fenol. Sains  dan  Terapan  Kimia , vol.7.  No.  1.  Kupang:  Jurusan  Kimia FST Universitas Nusa Cendana