INDONESIA
Modifikasi Zeolit Alam menggunakan Trietanolamin (TEA) sebagai Adsorben Ion Logam Kromium (III)
Qomaruzzaman, I. 1 ; Sriatun 1 *; Suhartana 1
1 Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudharto SH, Tembalang, Semarang 50275

## Abstract
In  this  research,  a  modification  of  natural  zeolites  with  triethanolamine  (ZM-TEA)  has been carried out to adsorb chromium (Cr) (III) metal ions. The natural zeolites sample is activated  with  acid,  then  reacted  with  triethanolamine.  The  ZM-TEA  products  were characterized  using  FTIR  and  Gas  Sorption  Analyzer  (GSA).  The  adsorption  of  Cr  (III) metal  ions  by  ZM-TEA  was  studied  at  various  pH  and  concentrations.  Determination  of concentration using a UV-Vis spectrometer. FTIR data showed that the wavenumber 1404 cm-1 is the amine group and 2839-2932 cm-1 is -CH2 asymmetry stretching vibration and symmetry  of  triethanolamine.,  The  surface  area,  volume  and  pore  diameter  of  ZM-TEA decreased.  The  adsorption  data  showed  an  optimum  at  pH  5  and  concentration  of chromium (III) metal ions of 1500 ppm. The adsorption ability of triethanolamine modified zeolites is better than natural zeolites, namely for natural zeolites, ZM-TEA 5%, ZM-TEA 10%, ZM-TEA 15% respectively 41.38%, 66.13%, 57, 38%, and 46.5% respectively.
Keywords : Tulungagung Mineral Sand, Leaching, Titanium Dioxide Anatase.

## Abstrak
Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  modifikasi  zeolit  alam  dengan  trietanolamin  (ZM-TEA)  untuk mengadsorpsi  ion  logam  kromium  (Cr)  (III).  Sampel  zeolit  alam  diaktivasi  dengan  asam,  kemudian direaksikan  dengan  trietanolamin.  Produk  ZM-TEA  dikarakterisasi  menggunakan  FTIR  dan  Gas Sorption  Analyzer  (GSA).  Adsorpsi  ion  logam  Cr  (III)  oleh  ZM-TEA  dikaji  pada  berbagai  pH  dan konsentrasi.  Penentuan  konsentrasi  menggunakan  spektrometer  UV-Vis.  Data  FTIR  menunjukkan bilangan  gelombang 1404  cm-1 adalah  obligasi  amina dan 2839-2932  cm-1  vibrasi  ulur asimetri  dan simetri  -CH2  dari  trietanolamin.  Pada  ZM-TEA  mengalami  penurunan  luas  permukaan,  volume  dan diameter  pori.  Data  adsorpsi  menunjukkan  optimum  pada  pH  5  dan  konsentrasi  ion  logam  kromium 1500  ppm.  Kemampuan  adsorpsi  zeolit  termodifikasi  trietanolamin  lebih  baik  dari  pada  zeolit  alam, yaitu  untuk  zeolit  alam,  ZM-TEA  5%,  ZM-TEA  10%,  ZM-TEA  15%  berturut-turut  adalah  41,38%, 66,12%, 57,37%, dan 46,5%.
Kata kunci: zeolit, trietanolamin, adsorpsi, ion logam Cr (III)

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75

## 1. Pendahuluan
Zeolit  merupakan  kristal  mikropori tetrahedral  [SiO 4 ] 4- dan  [AlO 4 ] 5- yang terhubungkan  oleh  atom  oksigen  sedemikian rupa,  sehingga membentuk  kerangka  anionik tiga  dimensi  terbuka  yang  mengandung kanal-kanal  dan  rongga-rongga.  Zeolit  alam bermuatan  negatif  yang  diseimbangkan  oleh kation-kation,  biasanya  adalah  logam-logam alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat  bergerak  bebas  [1].  Zeolit  alam  masih banyak  tercampur  dengan  materi  pengotor (impurities)  yang  dapat  menutupi  pori  atau situs aktif zeolit. Oleh karena itu, zeolit alam perlu  diaktivasi  dan  dimodifikasi  guna meningkatkan  karakternya  terutama  aktivitas adsorpsi. Proses modifikasi biasanya dilakukan melalui  pertukaran  kation,  dealuminasi,  dan substitusi isomorfosis.
Zeolit  dapat  dimodifikasi  dengan surfaktan, salah satunya dengan trietnaolamin. Trietanolamin  memiliki  gugus  aktif  yang mudah  membentuk  senyawa  koordinasi dengan  hampir  semua  ion  logam  dan berperilaku sebagai ligan donor N dan O [2]. Menurut  Koteja  dan  Jakub  [3]  trietanolamin mampu  berikatan  dengan  kaolinit  yang memiliki struktur hampir sama dengan zeolit yaitu  aluminio  silikat  sehingga  diharapkan zeolit  dapat  berikatan  dengan  trietanolamin. Selain  itu,  molekul  amin  dan  alkohol  pada
trietanolamin  mudah  membentuk  kompleks dengan  ion  logam  yang  berperilaku  sebagai agen pengompleks.
Logam  kromium  merupakan  logam berat  yang  pada  kondisi  anaerob,  pH,  dan potensial  redoks  akan  berada  pada  kondisi trivalen dan hexavalen yang beracun, korosif, dan    biasanya  ditemukan  pada  limbah elektroplating,  limbah  penyamakan  kulit. Kromium (III) merupakan oksidan kuat pada pH  rendah  atau  netral  [4].  Selain  itu, kromium  (III)  memberikan  kompleks  yang kuat  dengan  oksigen  yang  diklasifikasikan sebagai  asam  keras  [5].  Kromium  (III) merupakan asam keras karena kation Cr (III) mempunyai  densitas  muatan  yang  tinggi, tidak  terpolarisasi,  ukuran  kationnya  kecil dan  biasanya membentuk  ikatan ionik.    Sifat asam  keras  lebih  menyukai  berinteraksi dengan  basa  keras  seperti  oksigen,  sehingga senyawanya mudah ditemukan sebagai kromium  oksida  maupun  hidroksidanya. Meskipun  kromium  (III)  relatif  stabil  dan kurang  toksik  dibanding  kromium  (VI), namun  karena  kelarutannya  dalam  air  serta dapat  terendapkan  sebagai  lumpur  [6]  maka semakin  lama  akan  terakumulasi  dengan konsentrasi  tinggi.  Keadaan  ini  dapat menimbulkan masalah kesehatan.
Sampai  saat  ini,  berbagai  metode fisika-kimia  telah  dikembangkan  untuk menghilangkan logam berat seperti
Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
presipitasi, membran, pertukaran ion, elektrolisis  dan  pendekatan  oksidasi-reduksi [7]  termasuk  proses  abiotic  dan  anabiotik menggunakan  mikroba  [8].  Namun  metode- metode  tersebut  memerlukan  biaya  mahal dan hasil pengolahannya dapat menghasilkan limbah padat dalam jumlah besar [7]. Metode adsorpsi  menggunakan  bahan  alam  seperti zeolit  alam  untuk  menangani  limbah  logam berat  merupakan  metode  alternatif  yang efektif, sederhana dan murah.
Kajian penelitian tentang penggunakan zeolit  alam  sebagai  adsorben  logam  berat telah  dilakukan.  Faghihian  dan  Esfahani  [9]
memodifikasi
β-zeolit menggunakan Etilendiamin  dan  Monoetanolamin  (MEA) sebagai adsorben ion  Pb  (II).  Koteja  dan Jakub  [3]  melakukan  penelitian  dengan menambahkan Dietanolamin dan Trietanolamin  pada  kaolinit  yang  kemudian digunakan  sebagai  adsorben  beberapa  logam berat diantaranya Cd (II), Zn (II), Pb (II), dan Cu  (II).  Idris  dkk.  [10]  melakukan modifikasi  mesopori  silika  menggunakan amina 3- aminopropyltrimethoxy-silane dan Dietilentriamin  yang  digunakan  sebagai adsorben  selektif  spesies  kromium  dalam  air limbah.  Penelitian  tersebut  membandingkan variasi  pH  dan  konsentrasi  larutan.  Hasil penelitian tersebut lebih banyak menjelaskan bahwa adsorben lebih baik dalam mengadsorpsi  kromium  (VI)  dibanding
dengan kromium (III) dalam  larutan. Sementara  itu  Zhang  dkk.  [11]  mengatakan bahwa  chitosan/trietanolamin/Cu  (II)  sangat potensial  untuk  mengadsorpsi  Cr  (VI). Adsorpsi  logam  berat  lainnya  juga  telah dilakukan  menggunakan  adsorben  dari  β- zeolit [12].
Sinergi adsorpsi, reduksi dan transformasi  pada  penghilangan  kromium (VI)  dan  kromium  (III)  juga  dilakukan dengan  biochar  [13].  Adsorpsi    Cr  (III)  dan Co  (II)  telah  dilakukan  oleh  Deravanesiyan dkk  [14]  menggunakan  zeolit  NaX  yand dimodifikasi  dengan  nanopartikel  alumina. Modifikasi  pada  MCM-41,  zeolit  Na-Y, dan  zeolit  13X  dengan  menambahkan monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA), dan  trietanolamin  (TEA)  dengan  metode grafted  telah  digunakan  sebagai  adsorben CO 2 [15].
Berdasarkan uraian tentang kemampuan  zeolit  sebagai  adsorben  yang baik,  maka  dalam  penelitian  ini  dilakukan modifikasi  zeolit  alam  Bayat,  Klaten  Jawa Tengah  menggunakan  trietanolamin  sebagai adsorben  ion  logam  kromium  (Cr)  (III). Telah diketahui bahwa asupan kromium (III) yang  berlebihan  dapat  menekan  sistem kekebalan  dan  dapat  menyebabkan  nekrosis melalui  interaksi  dengan  mikrofilamen, mitokondria,  lisosom  dan  nukleolus  [7]. Kontak  dengan  kromium  (III)  dalam  waktu

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
lama  akan  menimbulkan  alergi  kulit  bahkan kanker  yang  lebih  parah.  Oleh  karena  itu perlu upaya untuk menurunkan atau mengurangi konsentrasi kromium (III) tersebut.  Untuk  pemilihan  trietanolamin (TEA) sebagai bahan yang ditambahkan pada zeolit,  karena  mempunyai  atom  donor  lebih banyak yaitu tiga atom oksigen dan satu atom nitrogen sehingga diharapkan dapat menyerap ion kromium (III) secara maksimal.
2. Metode Penelitian
2.1 Material
Zeolit alam Kecamatan Bayat,
Kabupaten  Klaten,  Akuades,  Trietanolamin
(N(C2H4OH)3) (99,8%) Merck, Asam Florida  (HF)  48%  Merck,  Asam  klorida (HCl) 37% Merck, CrCl3.6H2O 98% Merck.

## 2.2 Peralatan dan Instrument
Gelas  kimia,  pipet  tetes,  neraca analitis  Ohaus,  ayakan  100 mesh ,  oven Binder, pH  indicator Merck, shaker  MaxQ 2000,  spektrofotometer    FTIR  Shimadzu, Gas Sorption Analyzer (GSA) Quantachrome NovaWin version  11.0,  dan  Spektrometer UV-Vis Perkin Elmer.

## 2.3 Prosedur
Aktivasi Zeolit Alam
Batuan  Zeolit  Alam  dengan  akuades kemudian  ditumbuk  hingga  halus.  Zeolit yang  sudah  halus  diayak  ukuran  100  mesh. Zeolit lolos ayak kemudian direndam dengan HF  1%  selama  10  menit  dan  dicuci  akuades sampai  pH  netral.  Zeolit  yang  sudah  netral kemudian  direndam  lagi  dengan  HCl  1M selama  30  menit  dan  dicuci  menggunakan akuades sampai pH netral.

## Modifikasi Zeolit dengan Trietanolamin
Metode modifikasi zeolit alam dengan trietanolamin mengacu pada Esfahani dan  Faghihian  [9].  Zeolit  aktivasi  asam dicampur  dengan  larutan  trietanolamin, perbandingan  zeolit:etanolamin  adalah  1:12 (b/v)  kemudian  direfluks  selama  36  jam. Konsentrasi  larutan  trietanolamin  bervariasi yaitu  5%,  10%,  dan  15%  (v/v)  dalam metanol.  Trietanolamin  dapat  larut  dengan baik  dalam  pelarut  tersebut.  Zeolit  hasil modifikasi dengan trietanolamin disebut ZM- TEA. Zeolit alam termodifikasi trietanolamin dikarakterisasi  menggunakan  FTIR  dan  Gas sorption  analyzer (GSA),  masing-masing untuk mengetahui gugus fungsi dan mengetahui  luas  permukaan,  volume  serta diameter pori.
Adsorpsi Ion Logam Kromium (III) Variasi pH

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Metode adsorpsi menggunakan sistim batch  mengacu  pada  Nurianingsih  [16]. Sebayak  5  buah  Erlenmeyer  kecil  disiapkan, masing-masing  diisi  larutan  kromium  (III) 1000  ppm  sebanyak  10  mL.  Kemudian masing-masing  larutan  tersebut  dikondisikan pH  agar  sama  dengan  2,  3,  4,  5,  dan  6.
Sebanyak  0,1  g  zeolit  alam  ditambahkan  ke dalam larutan tersebut. Selanjutnya campuran diaduk    menggunakan  shaker  selama  60 menit  karena  diasumsikan  dalam  waktu  60 menit  adsorpsi  telah  maksimal.    Filtrat dianalisis  menggunakan  spektrometer  UV- Vis.  Prosedur  yang  sama  dilakukan  dengan adsorben zeolit hasil modifikasi trietanolamin (ZM-TEA 5%, 10%, dan 15%).

## Adsorpsi Ion Logam Kromium (III)
Prosedur adsorpsi pada variasi
konsentrasi  juga  menggunakan  sistim  batch yang  mengacu  pada  Nurianingsih  [16]. Sebanyak 5 buah Erlenmeyer kecil disiapkan, masing-masing diisi 10 mL larutan kromium (III)  750  ppm,  1000  ppm,  1500  ppm,  2000 ppm  dan  2000  ppm.    Kemudian  masing- masing  larutan  dikondisikan  pHnya  agar sama  dengan  pH  optimum  yang  diperoleh dari tahap sebelumnya. Sebanyak 0,1 g zeolit alam ditambahkan ke dalam larutan tersebut. Selanjutnya campuran diaduk  menggunakan shaker  selama  60 menit  agar  terjadi  adsorpsi maksimal.    Filtrat  dianalisis  menggunakan
spektrometer  UV-Vis.  Prosedur  yang  sama dilakukan  dengan  adsorben  zeolit  hasil modifikasi  trietanolamin  (ZM-TEA  5%, 10%, dan 15%).

## 3. Hasil dan pembahasan

## Aktivasi Zeolit
Aktivasi zeolit bertujuan untuk membersihkan zeolit dari pengotor- pengotornya.  Zeolit  alam  direndam  dengan HF  1%  selama  10  menit  kemudian  disaring dan  dicuci  dengan  akuades,  tujuannya  untuk membersihkan  zeolit  dari  oksida-oksida pengotor  dan  agar  permukaan  dari  zeolit terbuka.  Zeolit  kemudian  direndam  lagi dengan HCl 1M untuk membersihkan kation- kation  penyeimbang  dari  zeolit  sehingga terbentuk zeolit-H.

## Modifikasi Zeolit dengan Trietanolamin
Zeolit  alam  yang  sudah  diaktivasi dengan asam, kemudian ditambahkan larutan trietanolamin  dalam  pelarut  metanol  dengan konsentrasi  5%,  10%,  15%  (v/v)  dan perbandingan  zeolit  dengan  trietanolamin 1:12  (b/v).  Warna  zeolit  alam  yang  tadinya putih kehijauan berubah menjadi kekuningan setelah  dimodifikasi  dengan  trietanolamin menunjukkan  telah  terjadi  interaksi    zeolit dengan  trietanolamin  menghasilkan  ZM- TEA.

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Gambar  1.  Spektra  FTIR  zeolit  alam  dan  zeolit hasil modifikasi (ZM-TEA)

## Hasil Karakterisasi FTIR
Metode  yang  cukup  penting  untuk mengkarakterisasi  struktur  kerangka  zeolit dan  mengetahui  pengaruh  penambahan trietanaolamin adalah dengan analisis Fourier Transformation-InfraRed (FTIR).
Pada  Gambar  1  terdapat  puncak  baru pada  zeolit  hasil  modifikasi  (ZM-TEA) akibat  adanya  penambahan  trietanolamin yaitu  pada  bilangan  gelombang  1404  cm-1 dan  2839-2932  cm-1.  Menurut  Calabrese dkk. [17] penyerapan pada bilangan gelombang sekitar 1400 cm-1 dapat dikaitkan dengan obligasi amina dari molekul trietanolamin  (TEA)  yang  ditambahkan dalam sintesis zeolit sebagai agen pengompleks.  Selain  itu,  pada  daerah bilangan gelombang 1350-1580 cm-1 merupakan daerah etanolamin pada beberapa adsorben [15]. Lin dkk. [18] juga
menyebutkan bahwa pada rentang 2800-3000 cm-1  merupakan  vibrasi  ulur  asimetris  CH2 (2931,80 dan 2924,09 cm-1) dan vibrasi ulur simetris CH2 (2839,22 dan 2854,65 cm-1).
Data  pada  Gambar  1  menunjukkan spektra  FTIR  zeolit  alam  dan  ZM-TEA memiliki  kesamaan  pola  spektra.  Hal  ini memberikan  makna  bahwa  penambahan trietanolamin  tidak  mengubah  struktur  asli zeolit,  sehingga  dapat  disimpulkan  interaksi yang terjadi antara zeolit alam  dan trietanolamin adalah interaksi fisik saja.
Uraian  tentang  spektra  FTIR  di atas  merupakan  analisis    kualitatif  yaitu menjelaskan adanya serapan gugus fungsi Si- O-Si, Si-OH dan C-N dari trietanolamin.  Di samping analisis kualitatif, diperlukan adanya  analisis  secara  kuantitatif  untuk mengetahui  besarnya  intensitas  perubahan absorbansi  gugus  yang  dicari.  Analisis kuantitatif  dilakukan  dengan  software  fityk. Software  fityx  merupakan  suatu  program data  proses  dan  fitting  kurva  nonlinier, sehingga  diperoleh  informasi  perbedaan komposisi.  Biasanya  terjadi  pada  vibrasi  di daerah  yang  tumpeng  tindih.  Perbedaan komposisi  ditentukan  dengan  mengukur intensitas  absorbansi  yang  berhubungan dengan  jenis  gugus  kimia  yang  diukur. Penambahan  trietanolamin  ke  dalam  zeolit ditentukan dengan membandingkan luas area
600 1600 2600 3600 A bs o rba ns i Bilangan Gelombang (cm -1 ) ZA ZM-TEA 5% ZM-TEA 10% ZM-TEA 15% TEA

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
puncak zeolit dan puncak ZM-TEA. Bilangan gelombang  yang  dibandingkan  yaitu  pada 1079,52  cm- 1 yang  merupakan  puncak  dari trietanolamin  dan  1033,97  cm- 1 yang merupakan puncak zeolit. Hasil perbandingan  luas  area  dua  puncak  akibat penambahan  trietanolamin  pada  zeolit  dapat diamati pada Gambar 2.
Gambar  2.    Rasio  antara  C-N  dengan  Si(Al)-O- Si(Al)
Gambar 2 menunjukkan bahwa semakin  tinggi  konsentrasi  trietanolamin yang  ditambahkan  pada  zeolit  maka  jumlah trietanolamin  yang  masuk  ke  dalam  zeolit akan semakin tinggi. Pertambahan trietanolamin  pada  ZM-TEA  5%  dan  ZM- TEA 10% tidak signifikan yaitu dari 0,0195- 0,0202.  Hal  ini  dimungkinkan  trietanolamin hanya  masuk  dalam  beberapa  pori  kemudian permukaannya  tertutupi  oleh  trietanolamin. Pertambahan  trietanolamin  pada  ZM-TEA 15%    cukup  signifikan  yaitu  0,0436, kemungkinan  jumlah  trietanolamin  yang
sudah jenuh sehingga menutupi pori-pori dan permukaan zeolit.
Berdasarkan karakterisasi GSA diketahui  luas  permukaan,  volume  dan diameter  pori  zeolit  alam  dan  zeolit  hasil modifikasi trietanolamin (ZM-TEA). Karakterisasi  menggunakan  GSA  hanya dilakukan pada sampel zeolit alam, ZM-TEA 5%, dan ZM-TEA 10%.  ZM-TEA 15% tidak dikarakterisasi  karena  menurut  Lima  dkk. [19]  pada  konsentrasi  lebih  dari  12%  (b/b) akan  menghalangi  adsorpsi  molekul  CO2. Hasil  karakterisasi  GSA  berdasarkan  metode BJH  disajikan  pada  Tabel  1.  Adanya penambahan  trietanolamin  sebanyak  5% dapat meningkatkan luas permukaan, volume dan  diameter  pori  secara  berturut  turut  dari 36,66  m 2 /g;  0,118  cc/g;  dan  3,44  nm  untuk zeolit alam menjadi 48,599 m 2 /g; 1,041 cc/g; dan 84,045 nm. Sedangkan pada penambahan trietanolamin  10%  luas  permukaan  turun menjadi 26,902 m 2 /g, volume pori 0,585 cc/g dan diameter pori 88,993 nm. Penurunan luas permukaan setelah penambahan trietanolamin dalam  jumlah  besar  dikarenakan  sebagian pori  telah  terisi  oleh  trietanolamin.  Ukuran pori  meningkat  signifikan  setelah  adanya trietanolamin,  hal  ini  menunjukkan  bahwa trietanolamin membantu membersihkan pori- pori zeolit sehingga lebih terbuka.
0 0.02 0.04 0.06 ZM-TEA 5% ZM-TEA 10% ZM-TEA 15% R as io C -N /S i( A l) -O -S i( A l) Variasi Konsentrasi TEA

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Luas Permukaan (m 2 /g)
Total Volume pori (cc/g) Diameter Pori Rata-rata (nm) ZA 36,66 0,118 3,444 ZM - TE A
5%
48,599 1,041 84,045 ZM - TE A 10 % 26,902 0,585 88,994
Tabel  1.  Data  luas  permukaan,  volume  dan diameter pori berdasarkan metode BJH
Interaksi  trietanolamin  dengan  zeolit dapat  dianalogikan  dengan  ulasan  interaksi trietanolamin  dengan  kitosan  oleh  Zhang dkk.  [11],  dimana  atom-atom  hidrogen  yang terikat  pada  gugus  hidroksil  dan  amin berinteraksi  melalui  ikatan  hidrogen.  Zeolit alam  umumnya  mempunyai  rasio  Si/Al rendah  sehingga  bersifat  hidrofilik,  setelah teraktivasi oleh asam menghasilkan zeolit-H. Dengan  demikian  pada  permukaan  zeolit terdapat gugus hidroksil yang terikat pada Si terminal atau sebagai gugus silanol (-Si-OH), sedangkan pada bagian kerangka mempunyai atom oksigen sebagai jembatan yang menghubungkan  Si  dan  Al  (Si-O-Al).  Selain
itu  pada  kerangka  zeolit  juga  mengandung H+  sebagai  kation  penyeimbang.  Karakter- karakter  tersebut  menjadikan  zeolit  dapat berinteraksi  dengan  trietanolamin  melalui bagian etanol nya (-C2H5OH) untuk membentuk ikatan hidrogen.
Penambahan trietanolamin akan menurunkan luas permukaan secara substansional, karena ukuran molekul trietanolamin  kecil  sehingga  lebih  mudah untuk  masuk  ke  dalam  saluran  pori-pori dari zeolit  dan  luas  permukaan  yang  lebih  tinggi tidak  selalu  berarti  kapasitas  adsorpsi  yang lebih tinggi [15]. Hal tersebut juga diperkuat dengan  hasil  dari  aplikasi  fityk  yang membandingkan luas area dua puncak antara trietanolamin  dengan  zeolit,  menunjukan semakin tinggi konsentrasi dari trietanolamin maka  trietanolamin  yang  masuk  ke  dalam zeolit semakin banyak.

## Pengaruh pH pada Kemampuan  Adsorpsi terhadap Ion Logam Kromium (III)
Tujuan  perlakuan  ini  yaitu  untuk mendapatkan  pH  optimum  adsorbat  yang mampu  diserap  oleh  zeolit  hasil  modifikasi trietanolamin  (ZM-TEA).  Hasil  uji  adsorpsi zeolit  alam  dan  zeolit  hasil  modifikasi  pada variasi pH ion logam kromium (III) disajikan pada Gambar 3.

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Gambar  3  menunjukkan  adsorpsi  ion logam  kromium  (III)  oleh  zeolit  alam  dan zeolit  hasil  modifikasi  (ZM-TEA)  mencapai optimum  pada  pH  5.  Kemampuan  adsorpsi pada  pH  5  untuk  zeolit  alam,  ZM-TEA  5%; ZM-TEA  10%,  dan  ZM-TEA  15%  berturut turut  adalah  27,59%;  55,95%;  66,21%,  dan 50,82%.    Data  ini  selaras  dengan  data  luas permukaan yang telah diuraikan sebelumnya. Sebenarnya  adsorpsi  optimum  pada  pH  6 tetapi pada pH tersebut senyawa CrCl3.6H2O sudah mulai mengendap. Nilai Ksp Cr(OH)3 adalah  1  x  10 -30 sehingga  berdasarkan perhitungan  tersebut  ion  kromium(III)  akan mengendap pada pH > 5,38 [20]. Hal tersebut menunjukan bahwa variasi pH mempengaruhi jumlah ion logam yang dapat teradsorpsi oleh adsorben.
Gambar  3.  Hubungan  antara  pH  kromium  (III) dengan kapasitas adsorpsi
Menurut  Esfahani  dan  Faghihian  [9], pada  pH  2-4  adsorpsi  terhadap  ion  kromium (III)  rendah.  Larutan  CrCl3  cenderung  asam dan  terdapat  kompetisi  dengan  ion  H+ sehingga  adsorpsinya  rendah.  Hal  ini didukung  oleh  penelitian  Jumina  dkk.  [21] bahwa pada pH rendah spesies kromium (III) eksis sebagai Cr3+. Dimana pada kondisi ini tidak cukup terprotonasi sehingga sulit terjadi adsorpsi terhadap ion kromium tersebut. Pada pH 4-5 terjadi peningkatan kapasitas adsorpsi karena  ketika  pH  meningkat  keseimbangan antara  H3O+  dan  OH-  kurang  lebih  sama. Oleh  karena  itu  ion  logam  bermuatan  positif lebih  banyak  dalam  larutan  yang  teradsorpsi pada permukaan negatif dan dengan demikian adsorpsi ion logam meningkat [9].
Proses  adsorpsi  kromium  (III)  dari senyawa  CrCl3.6H2O  terjadi  perubahan warna.  Hal  ini  dikarenakan  kromium  (III) merupakan  senyawa  yang  sangat  sensitif terhadap  pH,  misalnya  jika  larutan  logam kromium (III) pada kondisi asam dengan pH <  2  maka  akan  terlihat  transformasi  warna dari  hijau  ke  hijau  muda,  ketika  pH  4 menjadi  hijau  tua,  dan  ketika  pH  5-6 warnanya  semakin  biru  keruh.  Warna  biru pucat ini  adalah  warna  khas  dari  [Cr(OH 2 )6] (Cl 3 ),  Warna  [CrCl 2 (OH 2 ) 4 ]  (Cl).2H 2 O  akan menjadi hijau tua, dan  [CrCl 2 (OH 2 ) 5 ](Cl).H 2 O berwarna hijau muda sampai biru.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 K apa sit as A ds o rps i (mg/ g) pH ZM-TEA 10% ZM-TEA 15% Zeolit alam
ZM-TEA 5%

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Gambar  4.  Hubungan  antara  konsentrasi  ion kromium (III) dengan kemampuan adsorpsi
Pengaruh  konsentrasi  pada  Kemampuan Adsorpsi  terhadap  Ion  Logam  Kromium

## (III)
Tujuan  perlakuan  ini  yaitu  untuk mendapatkan  konsentrasi  optimum  dari larutan  logam  kromium  (III)  yang  dapat diadsorpsi  oleh  zeolit  alam  dan  zeolit  hasil modifikasi  trietanolamin  (ZM-TEA).  Hasil uji  adsorpsi  zeolit  alam  dan  zeolit  hasil modifikasi  pada  variasi  konsentrasi  ion logam kromium (III) terlihat pada Gambar 4.
Gambar  4  menunjukkan  adsorpsi  ion logam  kromium  (III)  oleh  zeolit  alam  dan zeolit  hasil  modifikasi  trietanolamin  (ZM- TEA) pada berbagai konsentrasi ion kromium (III). Pada konsentrasi ion kromium (III)  750  ppm,  1000  ppm,  1500  ppm,  2000 ppm  dan  2500  ppm,  konsentrasi  optimum yang  teradsoprsi  adalah  pada  1500  ppm. Adsorpsi ion kromium (III) pada konsentrasi
di  atas  1500  ppm  oleh  zeolit  alam  maupun ZM-TEA  cenderung  turun.  Situs  aktif  pada zeolit  alam  dan  zeolit  hasil  modifikasi trietanolamin  (ZM-TEA)  pada  konsentrasi tinggi  telah  jenuh  oleh  ion  logam  kromium (III) tersebut, sehingga kapasitas adsorpsinya cenderung  menurun.  Kemungkinan  lain adalah  telah  terjadi  desorpsi  atau  pelepasan kembali  ion  yang  telah  berikatan  dengan gugus aktif dari adsorben.
Menurut  Taffarel  dan  Rubio  [22], penambahan surfaktan kationik dapat meningkatkan  kapasitas  adsorpsi.  Surfaktan dapat  berinteraksi  pada  permukaan  zeolit. Data pada Gambar 4 menunjukkan kemampuan  adsorpsi  zeolit  termodifikasi trietanolamin (ZM-TEA) lebih tinggi dibandingkan zeolit alam. Besarnya kemampuan  adsorpsi  pada  konsentrasi  ion kromium  (III)  1500  ppm  untuk  zeolit  alam, ZM-TEA  5%,  ZM-TEA  10%  dan  ZM-TEA 15% berturut-turut 41,38%; 66,13%; 57,38%; dan 46,5%. Peningkatan kemampuan
adsorpsi menunjukkan adanya peran trietanolamin dalam proses adsorpsi.
Trietanolamin mampu berinteraksi
elektrostatik  pada  permukaan  zeolit  yang bermuatan negatif sehingga kapasitas adsorpsi  meningkat.  Interaksi  yang  terjadi antara  trietanolamin  dan  zeolit  merupakan interaksi  fisik  yaitu  trietanolamin  akan
0 20 40 60 80 100 0 500 1000 1500 2000 2500 K emampua n A ds orps i ( mg /g ) Konsentrasi ion Cr (III) (ppm) Zeolit Alam ZM-TEA 5%
ZM-TEA 10%

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
menempel  pada  permukaan  zeolit  yang bermuatan  negatif  karena  adanya  pertukaran kation  yang  terjadi  antara  kation  H + yang terdapat  pada  zeolit  aktivasi  dengan  kation yang  terdapat  pada  surfaktan  trietanolamin (N + ) seperti ikatan hidrogen.
Konsentrasi  optimum  dapat  tercapai karena  situs  aktif  yang  terdapat  pada adsorben  telah  jenuh  sehingga  pada  saat penambahan  adsorbat  berikutnya  menjadi menurun  maupun  konstan.  Hal  ini  terjadi karena  proses  adsorpsi  yang  terjadi  melalui suatu  interaksi  eletrostatik  antara  muatan positif  yang  terdapat  pada  kromium  (III) dengan  muatan  negatif  dari  trietanolamin (gugus O), sehingga yang paling menentukan gugus  paling  luar  yaitu  gugus  O  dari trietanolamin karena zeolit dan trietanolamin telah membentuk suatu layer pada permukaan luar  zeolit.  Karena  adanya  tarikan  antara muatan  gugus  paling  luar  maka  pada konsentrasi  ion  logam  kromium  (III)  rendah menyebabkan kemampuan adsorpsinya semakin  mudah.  Adsorpsi  lebih  mudah terjadi karena hanya memerlukan energi yang kecil.
Menurut  teori  HSAB  atau  Hard  Soft Acids and Base asam digolongkan dalam tiga kategori  yaitu  asam  keras,  sedang,  dan  asam lunak,  demikian  juga  basa  digolongkan dalam  tiga  kategori  basa  keras,  sedang  dan
basa lunak. Suatu asam keras lebih menyukai berinteraksi  dengan  basa  keras,  asam  lunak dengan  basa  lunak,  dan  asam  sedang  dengan basa  sedang.  Pada  penelitian  ini  diketahui bahwa pada permukaan ZM-TEA mengandung  gugus  OH-  dan  atom  N  dari trietanolamin  yang  merupakan  suatu  basa keras.  Ion logam  kromium (III) merupakan asam  keras  sehingga  diharapkan  dapat berinteraksi  dengan  baik  terhadap  ZM-TEA. Dengan  demikian  kemampuan  adsorpsi  ZM- TEA lebih tinggi daripada zeolit alam.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan dapat  disimpulkan  bahwa  dalam  penelitian ini  telah  diperoleh  zeolit  termodifikasi trietanolamin (ZM-TEA). Hasil uji kemampuan  adsorpsi  terhadap  ion  logam kromium (III) pada variasi pH (2, 3, 4, 5, 6,) dan  konsentrasi  ion  kromium  (III)  (750, 1000, 1500, 2000 dan 2500 ppm) menunjukkan  hasil  optimum  pada  pH  5  dan konsentrasi 1500 ppm. Kemampuan adsorpsi zeolit  termodifikasi  trietanolamin  lebih  baik dari pada zeolit alam, yaitu untuk zeolit alam, ZM-TEA 5%, ZM-TEA 10%, ZM-TEA 15% berturut-turut adalah 41,38%, 66,13%,
57,38%, dan 46,5%.

## Daftar Pustaka
1. R. Xu, W. Pang, J. Yu,  Q. Huo, and J.
Chen.  2007.  Chemistry  of  Zeolites and

## Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
Related  Porous  Materials:  Synthesis and Structure. Singapore.
2. K.  Majid,  R.  Mushtaq,  and  S.  Ahmad. 2008.  Synthesis,  Characterization  and
Coordinating Behaviour of Aminoalcohol Complexes with
Transition  Metals. E-Journal  Chem.,  vol.
5, p. 680324. doi: 10.1155/2008/680324.
3. A.  Koteja  and  J.  Matusik.  2015.  Di- and  triethanolamine  grafted  kaolinites of different structural order as adsorbents  of  heavy  metals.  doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2015.05.0 27.
4. N. H. Mthombeni, M. S. Onyango, and
O. Aoyi. 2015. Adsorption of hexavalent  chromium  onto  magnetic natural  zeolite-polymer  composite. J. Taiwan  Inst.  Chem.  Eng.,  vol.  50,  pp. 242–251. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2014.12.0 37.
5. M.  Gürü,  D.  Venedik,  and  A. Murathan.  2008.  Removal  of  trivalent chromium  from  water  using  low-cost natural  diatomite. J.  Hazard.  Mater., vol.  160,  no.  2–3,  p.  318—323 .  doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.03.002.
6. J. Ding, L. Pu, Y. Wang, B. Wu, A. Yu, X.  Zhang,  B.  Pan,  Q.  Zhang,  G.  Gao.
2018.  Adsorption  and  Reduction  of Cr(VI) Together with Cr(III)
Sequestration  by  Polyaniline  Confined in  Pores  of  Polystyrene  Beads,” Environ. Sci. Technol., vol. 52, no. 21, pp.
12602–12611 .
doi:
10.1021/acs.est.8b02566.
7. M. Xia, C. Ye, K. Pi, D. Liu, and A. R.
Gerson.  2018.  Cr(III)  removal  from simulated solution using hydrous magnesium  oxide  coated  fly  ash: Optimization  by  response  surface methodology (RSM). Chinese J. Chem. Eng.,  vol.  26,  no.  5,  pp.  1192–1199. doi:
https://doi.org/10.1016/j.cjche.2017.11.
008.
8. B.  Reyes-Romero,  A.N.  Gutiérrez- López, R. Hernández-Altamirano, V.Y. Mena-Cervantes,  E.  Ruiz-Baca,  E.E. Neri-Torres,  I.  Chairez,  S.M.  García- Solares,  J.  Vazquez-Arenas.  2020. Removal  of  concentrated  Cr(III)  from real  tannery  wastewater  using  abiotic and  anaerobic  processes  with  isolated microbial  consortia. J.  Environ.  Chem.
Eng., p. 104626. doi: https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104 626.
9. S.  Motlagh  Bahadory  Esfahani  and  H. Faghihian.  2014. Modification  of synthesized  β-zeolite  by  ethylenediamine and  monoethanolamine  for  adsorption  of Pb2+. J.  Water  Process  Eng.,  vol.  3,  pp.
Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
62–66.
doi: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2014.
05.007.
10. S. A. Idris, K. Alotaibi, T. A. Peshkur, P.  Anderson,  and  L.  T.  Gibson.  2012. Preconcentration and selective extraction  of  chromium  species  in water  samples  using  amino  modified mesoporous  silica. J.  Colloid  Interface Sci.,  vol.  386,  no.  1,  pp.  344–349. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.07.0 40.
11. L. Zhang, C. Mu, L. Zhong, J. Xue, Y. Zhou,  and  X.  Han.  2019.  Recycling  of Cr  (VI)  from  weak  alkaline  aqueous
media using a chitosan/ triethanolamine/Cu (II) composite adsorbent. Carbohydr.  Polym.,  vol.
205, pp. 151–158. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.1 0.004.
12. L.  Pratti,  G.  Reis,  F.  Santos,  G. Gonçalves,  J.  Freitas,  and  M.  Pietre. 2019.  Effects  of  textural  and  chemical properties  of  β-zeolites  on  their performance  as  adsorbents  for  heavy metals  removal. Environ.  Earth  Sci., vol. 78. doi: 10.1007/s12665-019-8568-
6.
13. Y. Qiu, Q. Zhang, B. Ga, M. Li, Z. Fan,
W.  Sang,  H.  Hao,  X.  Wei.  2020.
Removal  mechanisms  of  Cr(VI)  and
Cr(III) by biochar supported nanosized  zero-valent  iron:  Synergy of adsorption, reduction and
transformation. Environ.  Pollut.,  vol. 265, p. 115018. doi: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020
.115018.
14. M.  Deravanesiyan,  M.  Beheshti,  and  A. Malekpour. 2015. Alumina nanoparticles immobilization  onto  the  NaX  zeolite and the removal of Cr (III) and Co (II) ions  from  aqueous  solutions. J.  Ind.
Eng. Chem., vol. 21, pp. 580–586. doi: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.0 23.
15. K. Sozana and H. Mat. 2020. Synthesis
And  Modification  Of  Micro  And Mesoporous Materials As CO2 Adsorbent.
16. R.  Nurianingsih,  S.  Sriatun,  and  A. Darmawan. 2019. Polyaniline Modified Natural  Zeolite  as  Adsorbent  for Chromium(III) Metal Ion. J. Kim. Sains dan  Apl.,  vol.  22,  no.  6,  pp.  292–29 8. doi: 10.14710/jksa.22.6.292-298.
17. L.  Calabrese,  L.  Bonaccorsi,  D.  Di Pietro,  and  E.  Proverbio.  2014.  Effect of  process  parameters  on  behaviour  of zeolite coatings obtained by
hydrothermal direct synthesis on aluminium  support. Ceram.  Int.,  vol.
Qomaruzzaman, dkk. Akta Kimia Indonesia 5(2), 2020, 62-75
40, pp. 12837–12845. doi: 10.1016/j.ceramint.2014.04.138.
18. J.  Lin,  Y.  Zhan,  Z.  Zhu,  and  Y.  Xing. 2011.  Adsorption  of  tannic  acid  from aqueous  solution  onto  surfactant- modified  zeolite. J.  Hazard.  Mater., vol. 193, pp. 102–111, doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.07.035.
19. A.  Lima  and  S.  Lucena.  2015 “Theoretical study of CO2:N2
adsorption  in  faujasite  impregnated with  monoethanolamine. Brazilian  J.
Chem. Eng., vol. 32, pp. 663–669. doi:
10.1590/0104-
6632.20150323s00003450.
20. T. Chen, Z. Zhou, S. Xu, H. Wang, and W.  Lu.  2015.  Adsorption  behavior comparison  of  trivalent  and  hexavalent chromium  on  biochar  derived  from municipal  sludge. Bioresour.  Technol.,
vol. 190, pp. 388–394 doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.
04.115.
21. Jumina,  Y.  Priastomo,  H.  R.  Setiawan,
Mutmainah,  Y.  S.  Kurniawan,  and  K. Ohto.  2020.  Simultaneous  removal  of
lead(II),  chromium(III),  and  copper(II)
heavy metal ions through an adsorption
process using C-
phenylcalix[4]pyrogallolarene  material,
J. Environ. Chem. Eng., vol. 8, no. 4, p.
103971 , doi:
https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103 971.
22. S.  R.  Taffarel  and  J.  Rubio.  2010. Adsorption of sodium dodecyl benzene sulfonate from aqueous solution using a modified  natural  zeolite  with  CTAB. Miner. Eng., vol. 23, 10, 771–779, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.0 5.018.