www.jtkl.polinema.ac.id DOI: http://dx.doi.org/10.33795/jtkl.v5i1.212
Program Studi Teknik Kimia, Universitas Nahdlatul Ulama Sidoarjo
Disetujui: 23 Maret 2021
Jl. Monginsidi Dalam Kav. DPR Sidoklumpuk Sidoarjo E-mail: yuliarahkadima@gmail.com

## Penggunaan Tanah Vertisol Sebagai Bahan Baku Pembuatan Silika
Medya Ayunda Fitri, Farikha Alfi Syahriyah, Yulia Tri Rahkadima*
Program Studi Teknik Kimia, Universitas Nahdlatul Ulama Sidoarjo, Jl. Monginsidi Dalam Kav. DPR Sidoklumpuk, Sidoarjo, Indonesia
*e-mail: yuliarahkadima@gmail.com

## ABSTRAK
Penggunaan silika sering digunakan dalam berbagai industri. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar silika pada tanah vertisol di desa Bringinbendo. Penelitian ini dimulai dengan perendaman tanah pada aquadest, kemudian  dicuci  sebanyak  3  kali  dan  dikeringkan  pada  110°C  selama  24  jam.  Selanjutnya  dihaluskan  hingga ukuran 250 mesh. Tahapan kedua yaitu sintesis silika dengan metode ekstraksi alkali dan diikuti presipitasi asam. 20 gram serbuk tanah diekstraksi dalam 100 ml NaOH (3, 5, dan 7M) sambil diaduk dan dipanaskan pada 80°C. Selanjutnya ditambahkan aquadest sebanyak 250 ml dan disaring menggunakan kertas Whatman. Filtrat dititrasi dengan HCl 5M sambil diaduk hingga pH mencapai 7. Suspensi dipertahankan pada temperatur kamar selama 24 jam, disaring, dan dicuci sebanyak 5 kali dengan aquadest kemudian dikeringkan. Hasil dari penelitian yaitu massa silika paling besar terdapat pada konsentrasi NaOH 7M pada waktu 1 jam yaitu 2,59 gram dan tanah vertisol di Desa Bringinbendo memiliki kadar silika dalam kategori sedang dengan persentase sebesar 77,7%.
Kata kunci : ekstraksi alkali, silika, tanah vertisol, XRF.

## ABSTRACT
Silica  is  widely  used  in  industry.  The  aim  of  this  study  was  to  determine  the  silica  content  in  vertisol  soil  in Bringinbendo village. This research was started by soaking the soil in aquadest, then washed 3 times and dried it at 110 ° C for 24 hours. Furthermore, smoothed to 250 mesh size. The second stage is the synthesis of silica using the  alkaline  extraction  method  and  the  treatment  of  acids.  20  grams  of  soil  powder  were  extracted  in  100  ml NaOH (3, 5, dan 7M ) while stirring and heated at 80 ° C. Next, 250 ml of aquadest was added and filtered using Whatman paper. The filtrate was titrated with 5M HCl while stirring until the pH reached 7. The suspension was maintained at room temperature for 24 hours, filtered, and 5 times with aquadest then dried. The results of the mass study were that the greatest silica was found in 7M NaOH concentration at 1 hour, namely 2.59 grams and vertisol soil in Bringinbendo Village had silica content in the medium category with a proportion of 77.7%.
Keywords : extraction of alkali, silica, vertisol soil, XRF.

## 1.  PENDAHULUAN
Silika (silikon dioksida atau SiO 2 ) merupakan  nama  senyawa  kimia  yang banyak  ditemui  pada  beberapa  bahan  alam. Silika  banyak  ditemukan  pada  pasir  pantai seperti  penelitian  Alimin dkk [1]  yang meneliti  tentang  pasir  pantai  losari  dengan persentase  silika  sebesar  63,76%  dan  Silvia dkk .  [2]  yang  melakukan  penelitian  tentang pasir  pantai  Bancar  dengan  unsur  silika sebesar  81,7%.  Selain  itu,  silika  juga  bisa didapatkan dari esktraksi abu sekam padi [3], daun  bambu  [4],  dan  lumpur  lapindo  [5].
Penggunaan  silika  banyak  dimanfaatkan sebagai penyerap kelembapan, selain itu juga dimanfaatkan  pada  industri  semen  [6], penambah  kekuatan  lentur  pada  adonan keramik  dan  kekuatan  produk  keramik    [7], dan  sebagai  pelapis  untuk  bahan  elektronik dan optik [8]. Metode pemisahan yang sering digunakan  untuk  memisahkan  silika  pada suatu  bahan  yaitu  ekstraksi.  Penelitian  yang telah  dilakukan  terkait  metode  pemisahan ekstraksi yaitu ekstraksi pada abu sekam padi pada pembuatan nanosilika gel [9], ekstraksi alkali pada limbah sekam padi [10], ekstraksi
silika  menggunakan  HCl  pada  lumpur lapindo [11], dan ekstraksi pada pasir pantai untuk mengetahui kandungan silikanya [12]. Berdasarkan  beberapa  penelitian  yang  telah dilakukan,  belum  ada  penelitian  tentang ekstraksi silika dari tanah vertisol. Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan penelitian tentang pembuatan silika dari tanah vertisol. Tanah  vertisol  merupakan  jenis  tanah  yang ada  di  areal  pertanian  yang  memiliki kandungan  silika.  Kadar  silika  dalam  tanah dibagi dalam tiga kelas, yaitu rendah (<75%), sedang (75-95%), dan tinggi (>95%) [13].

## 2.  METODE PENELITIAN
Penelitian  yang  dilakukan  menggunakan bahan  baku  tanah  vertisol  di  Bringinbendo Sidoarjo, larutan NaOH, larutan HCl 5M, dan aquadest. Variabel penelitian meliputi konsentrasi NaOH (3, 5, dan 7M) dan waktu ekstraksi (1 dan 3 jam). Penelitian dilakukan di laboratorium Universitas Nahdlatul Ulama Sidoarjo  melalui  3  tahapan  yaitu  preparasi sampel, ekstraksi silika, dan uji XRF.

## 2.1.  PREPARASI SAMPEL
Pada  tahapan  preparasi  sampel,  tanah dibersihkan  dari  pengotornya  (rumput)  dan direndam  dalam  aquadest.  Selanjutnya dilakukan  pencucian  sebanyak  3  kali menggunakan  aquadest  dan  dikeringkan menggunakan  oven  pada  110°C  selama  24 jam.  Tanah  yang  telah  kering  dihaluskan hingga ukuran 250 mesh (serbuk tanah).

## 2.2.  EKSTRAKSI SILIKA
Tahapan  kedua,  dilakukan  sintesis  silika menggunakan  metode  ekstraksi  alkali  dan diikuti presipitasi asam. Selanjutnya, 20 gram serbuk tanah diekstraksi dalam 100 ml NaOH dengan variasi variabel penelitian yang telah ditentukan  sambil  diaduk  dan  dipanaskan pada  temperatur  80°C.  Proses  selanjutnya yaitu  menambahkan  aquadest  sebanyak 250ml  dan  disaring  menggunakan  kertas Whatman.  Filtrat  yang  diperoleh  kemudian dititrasi  dengan  HCl  5M  secara  perlahan sambil  diaduk  hingga  pH  mencapai  7. Suspensi  dipertahankan  pada  temperatur
kamar selama 24 jam kemudian disaring dan dilakukan pencucian sebanyak 5 kali dengan aquadest untuk mengurangi kandungan asam, alkali, dan garam. Setelah itu, dikeringkan.

## 2.3.  UJI XRF
Analisis yang akan dilakukan pada penelitian ini  menggunakan  metode  analisis X-Ray Fluoresence (XRF).  XRF  merupakan  salah satu  teknik  analisis  yang  digunakan  dalam penentuan  komposisi  kimia  pada  berbagai jenis  bahan/material  seperti  logam  [14], keramik,  kaca,  bahan  bangunan,  bidang geokimia,  forensik,  arkeologi  [15],  dan bidang  pertambangan  [16].  Analisis  XRF dilakukan  berdasarkan  identifikasi  serta pencacahan karakteristik sinar-X yang terjadi pada  peristiwa  efekfotolistrik  [17].  Bahan yang  dianalisis  dapat  berupa  padat  masif, pelet,  maupun  serbuk.  Hasil  analisis  XRF dilakukan  secara  kualitatif  dan  kuantitatif. Pada  analisis  kualitatif,  menghasilkan  jenis unsur  yang  terkandung  dalam  bahan  yang diuji,  sedangkan  pada  analisis  kuantitatif didapatkan  konsentrasi  unsur  dalam  bahan tersebut.  Kelebihan  metode  XRF  (merk PANanalytical  tipe  Prodigi)  yaitu  dapat menentukan unsur dalam material tanpa perlu adanya  standar,  secara  langsung  dapat menentukan kandungan mineral dalam bahan biologik,  dan  memiliki  tingkat  akurasi  yang relatif tinggi [18].

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Perolehan  massa  silika  terhadap  konsentrasi NaOH dalam waktu 1 dan 3 jam dapat dilihat pada Gambar 1. Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa  semakin  besar  konsentrasi  NaOH maka  semakin  banyak  produksi  silika  yang diperoleh.  Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian Munasir  dkk.  [19]  yang  menyatakan  bahwa kecenderungan  produksi  silika  mengalami peningkatan seiring dengan semakin besarnya molaritas NaOH. Hal ini dikarenakan  molaritas  NaOH  berfungsi sebagai driving  force pada  pembentukan kristal.  Pada  Gambar  1  juga  dapat  dilihat bahwa semakin lama waktu ekstraksi, massa silika yang diperoleh cenderung turun, hal ini
dikarenakan  apabila  telah  tercapai  waktu optimum,  massa  silika  yang  terekstrak cenderung menurun.
Daya larut silika pada NaOH semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu, namun pelarut  akan  mengalami  kejenuhan  yang ditandai  dengan  menurunnya  massa  silika yang  terambil  oleh  pelarut  [20].  Perolehan silika paling besar terdapat pada konsentrasi NaOH  7M  pada  waktu  1  jam  dengan perolehan massa silika sebesar 2,59 gram. Uji XRF dilakukan pada sampel 3, 5, dan 7M dengan  variabel  waktu  1  dan  3  jam.  Uji  ini dilakukan untuk mengetahui persentase silika yang  dimiliki  oleh  tanah  vertisol.  Hasil  uji XRF dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar  1. Pengaruh  Konsentrasi  NaOH terhadap Perolehan Silika
Tabel 1. Persentase Kandungan Oksida Tanah Vertisol Hasil Uji XRF.
Senyawa Waktu Ekstraksi (jam) 3M 5M 7M 1 3 1 3 1 3 Al 2 O 3 19% 19% 20% 20% 16% 16% SiO 2 76,90%  77,20%  74,9% 75% 77,4% 77,7% K 2 O 0,13% 0,13% 0,3% 0,32% 0,35% 0,35% CaO 1,81% 1,82% 2,8% 2,8% 4,47% 4,57% TiO 2 0,05% 0,05% 0,07% 0,076% 0,13% 0,13% MnO 0,17% 0,17% 0,18% 0,19% - - Fe 2 O 3 1,31% 1,31% 1,8% 1,8% 1,4% 1,42% CuO 0,11% 0,11% 0,14% 0,14% 0,1% 0,11% ZnO 0,15% 0,16%  0,088%  0,091%  0,068%  0,07% PbO 0,05% 0,05% - - - - SrO - - - - 0,02%  0,019%
Berdasarkan  hasil  uji  pada  Tabel  1,  kadar tertinggi  pada  tanah  vertisol  pada  sampel konsentrasi  NaOH  7M  dengan  variabel waktu  3  jam  yaitu  sebesar  77,7%  pada senyawa  SiO 2 .  Hal  ini  sesuai  dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Winata  dkk. [21]  yang menyatakan bahwa semakin lama waktu  ekstraksi  maka  jumlah  bahan  yang terekstrak  akan  semakin  besar,  sehingga kontak antara ekstraktan dan zat terlarut akan semakin  lama  sehingga  silika  yang  terlarut dalam ekstraktan juga semakin besar.
Pada Gambar 2 dapat dilihat perolehan kadar SiO 2 pada konsentrasi NaOH 3, 5, dan 7 M. Pada  grafik  tersebut  terlihat  bahwa  pada konsentrasi NaOH 5M memiliki kadar SiO2 yang  paling  rendah  dibandingkan  pada konsentrasi  NaOH  3  dan  7M  pada  waktu ekstraksi  1  dan  3  jam.  Hal  ini  disebabkan karena  pencucian  yang  dilakukan  pada serbuk silika tidak maksimal sehingga masih terdapat banyak kandungan asam, alkali, dan garam  yang  terikut  pada  serbuk  silika  yang dihasilkan.
Gambar 2. Kadar SiO 2 Hasil Uji XRF pada Tanah Vertisol
Persentase  silika  yang  didapatkan  dari  hasil penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  kadar silika  pada  tanah  vertisol  termasuk  kategori sedang  [13].  Hal  ini  menunjukkan  bahwa tanah  vertisol  dapat  dimanfaatkan  sebagai bahan  baku  silika  untuk  industri,  karena persentase yang dimiliki cukup besar.

## 4.  KESIMPULAN
Hasil  perolehan  silika  paling  besar  terdapat pada  konsentrasi  NaOH  7M  pada  waktu  1 jam  dengan  perolehan  massa  silika  sebesar 2,59  gram.  Berdasarkan  hasil  uji  XRF  yang telah dilakukan, kadar silika tanah vertisol di Desa Bringinbendo termasuk kategori sedang dengan persentase sebesar 77, 7%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Alimin, Maryono, S. E. Putri, Analisis Kandungan Mineral Pasir Pantai Losari Kota Makassar menggunakan XRF dan XRD, Jurnal  Chemica ,  vol.  17,  no.  2, hal. 19-23, 2016
[2] L.  Silvia,  M.  Zainuri,  Analisis  Silika (SiO 2 )  Hasil  Kopresipitasi  Berbasis Bahan  Alam  menggunakan  Uji  XRF dan XRD, Jurnal Fisika dan Aplikasinya , vol. 16, no. 1, hal. 12-17, 2020.
[3] W.  A.  Adi,  R.  Fauzy,  Y.  Taryana, Yusmaniar, Pengaruh
Komposisi Silika  dari  Abu  Sekam  Padi  terhadap Daya Serap Gelombang
Elektromagnetik pada Komposit Unsaturated  Polyester Resins /Silika,
Jurnal Ilmu Dasar, vol.19, no. 1, hal. 7-
16, 2018.
[4] Aminullah,  E.  Rohaeti,  Irzaman, Reduction of High Purity Silicon from
Bamboo  Leaf  as  Basic  Material  in Deevelopment of Sensors Manufacture in  Satellite  Technology,  in  Abbrev. Procedia Environmental Sciences,
2015, hal. 308-316.
[5] A.  F.  ’Adziimaa,  D.  D.  Risanti,  L.  J. Mawarni, Sintesis Natrium Silikat dari Lumpur  Lapindo  sebagai  Inhibitor Korosi, Jurnal  Teknik  Pomits ,  vol.  2, no. 2, hal. 384-388, 2013.
[6] L.  P.  Singh,  S.  K.  Agarwal,  S.K. Bhattacharyya, U. Sharma, S. Ahalawat, Preparation of Silica Nanoparticles  and  Its  Beneficial  Role in Cementitious Materials,
Nanomaterials  and  Nanotechnology , vol. 1, no. 1, hal. 44-51, 2011.
[7] Anon,  Soluble  Silicates  and  Their Applications.  Crossfield  Publication, Crossfield, Warrington, UK, 1997.
[8] C.  J.  Brinker,  G.  W.  Scherer, Applications. In: Sol-Gel Science, The Physics  and  Chemistry  of  Sol-Gel Processing.  Academic  Press,  San Diego, 1990.
[9] A. Rahman, Pembuatan Nanosilika Gel Dari  Silika  Abu  Sekam  Padi, Jurnal Fisika  dan  Terapannya ,  vol.  5,  no.  1, hal. 12-28, 2018.
[10] P. A. Handayani, E. Nurjanah, W. D. P. Rengga,  Pemanfaatan  Limbah  Sekam Padi Menjadi Silika Gel. Jurnal Bahan Alam Terbarukan , vol. 4, no. 2, hal. 55- 59, 2015.
[11] N.  Listiyani,  A.  P.  Dharmawan,  F.
Afifah, S. E. Cahyaningrum,
Pemanfaatan Lumpur Lapindo sebagai Bahan Baku Pembatan Amplas, Indonesian Chemistry and Application
Journal  (ICAJ) ,  vol.  3,  no.  1,  hal.  24- 27, 2019.
[12] L. Silvia, M. Zainuri, Suasmoro, B. A. Subagyo,  H.  Sukamto,  Mashuri,  S.  Y.
Purwaningsih,  Analisis  Kandungan Mineral  Pasir  Pantai  di  Kabupaten Pacitan  dengan  Metode  Ekstraksi,  in Abbrev. Prosiding, Seminar Nasional
Edusaintek , Semarang: FMIPA UNIMUS, 2018, hal. 16-20.
[13] R.  B.  Cate,  L.  A.  Nelson,  A  Rapid Method  for  Correlation  of  Soil  Test Analyses  with  Plant  Response  Data, North  Carolina:  Technology  Bulletin, 1965.
[14] Jamaluddin,  E.  P.  Umar,  Identifikasi Kandungan  Unsur  Logam  Batuan Menggunakan  Metode  XRF  (X-Ray Flourescence) (Studi Kasus: Kabupaten Buton), Jurnal Geocelebes , vol. 2, no. 2, hal. 47-52, 2016.
[15] W.  P.  Sari,  D.  Sumantri,  D.  N.  A. Imam,  S.  Sunarintyas,  Pemeriksaan Komposisi Glass  Fiber Komersial dengan  Teknik X-Ray  Fluorescence Spectrometer (XRF), Jurnal  B-Dent ,
vol. 1, no. 2, hal. 156-162, 2014.
[16] N.  Jafar,  Analisis  Unsur  Endapan Bauksit menggunakan
X-Ray Fluorescence (XRF)  PT.  Antam  Tbk.
Unit Geomin Daerah Kenco Kabupaten
Landak  Provinsi  Kalimantan  Barat,
Journal of Chemical Process
Engineering ,  vol.  2,  no.  1,  hal.  45-48, 2017.
[17] Munasir,  Triwikantoro,  M.  Zainuri, Darminto,  Uji  XRD  dan  XRF  pada Bahan  Meneral  (Batuan  dan  Pasir)
sebagai  Sumber  Material  Cerdas (CaCO 3 dan  SiO 2 ), Jurnal  Penelitian Fisika dan Aplikasinya (JPFA) , vol. 2, no. 1, hal. 20-29, 2012.
[18] A. Setiabudi, R.  Hardian, A. Mudzakir, Karakterisasi  Material;  Prinsip  dan Aplikasinya  dalam  Penelitian  Kimia, Bandung: UPI Press, 2012.
[19] Munasir,  Triwikantoro,  M.  Zainuri, Darminto,  Ekstraksi  dan  Sintesis Nanosilika  Berbasis  Pasir  Bancar dengan Metode Basah, Jurnal
Penelitian  Fisika  dan  Aplikasinya (JPFA) , vol. 3, no. 2, hal. 12-17, 2013.
[20] Aman, P. S.Utama, Pengaruh Suhu dan Waktu  pada  Ekstraksi  Silika  dari  Abu Terbang  ( Fly  Ash )  Batubara,  in Abbrev. Prosiding  SNTK  TOPI  2013 , Pekanbaru, 2013.
[21] E.  W.  Winata,  Yunianta,  Ekstraksi Antosianin  Buah  Murbei  (Morus  alba L.)  Metode  Ultrasonic  Batch  (Kajian Waktu  dan  Rasio  Bahan:Pelarut), Jurnal  Pangan  dan  Agroindustri, vol.
3, no. 2, hal. 773-783, 2015.