## KAJIAN SPEKTRA IR DAN AAS LEMPUNG TERPILAR–Fe

## Pangoloan Soleman Ritonga
Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Tarbiyah dan Keguruan UIN SUSKA Riau Emai solemanriau@yahoo.co.id

## ABSTRACT
It has been successfully synthesized a new pillared clay adsorbent by using natural bentonite from the Kecamatan  Tulakan  Pacitas  East  Java.  The  synthesis  was  carried  out  by  intercalation  methode  by mixing  benzalkonium chloride surfactant solution and precursor solution of iron chloride into natural bentonite solution, then the resulted solid phase was calcined at 400 o C. The natural bentonite and the adsorbent  of  pillared  clay  were  characterized  by  using  infra  red  spectrosphotometer.  The  iron  oxide content  was  determined  by  using  atomic  absorption  spectroscopy.  It  has  been  concluded  that pillarization proses increased the iron oxide content up to five time depending on the mole ratio of iron and  cation  exchange  capacity  (CEC)  value  of  natural  bentonite.  From  infra  red  spectra,  it  has  been concluded that surfactant intercalation into inter layer space can be observed by using peak at 2925.8 and 2852.5 cm -1 , while the iron oxide pillared is not observed.
Key words : Lempung, Pillarisasi, Interkalasi, Spectrophotometry IR, AAS

## 1. PENDAHULUAN
Lempung  bentonit  merupakan  mineral lempung dengan kandungan
utama monmorillonit  kurang  lebih  85%.  Lempung tersusun  dari  mineral  alumina  silikat  yang mempunyai struktur kristal berlapis dan berpori. Lempung  bentonit  mempunyai  kemampuan mengembang  ( swellability )  karena  ruang  antar lapis (interlayer) dapat mengakomodasi ion-ion atau molekul dengan ukuran tertentu.
Menurut Grim (1968) terdapat dua unit penyusun yang  terlibat  dalam  kisi-kisi  atom  pada  sebagian besar  mineral  lempung.  Satu  unit  tersusun  dari oksigen atau hidroksida dengan alumunium, besi atau magnesium yang terkoordinasi dalam sistem oktahedral. Penggabungan dari unit-unit oktahedral  ini  dapat  membentuk  struktur  lapis oktahedral seperti terlihat pada gambar 1.

## Gambar 1. Unit Oktahedral
Sedangkan unit pembangun yang lain adalah sistem  tetrahedral  dari  silikon  dengan  oksigen
atau  hidroksi.  Rangkaian  unit-unit tetrahedral  ini juga  dapat  membentuk  struktur  lapis  tetrahedral seperti terlihat pada gambar 2.
Diantara  lapisan  terdapat  kation-kation  yang berfungsi  menyeimbangkan  muatan  negatif yang ada pada bidang lapisnya.

## Gambar 2. Unit tetrahedral
Pengelompokan  lempung  dapat  didasarkan atas  struktur  dan  komposisinya  (Pinnavaia, 1983). Berdasarkan strukturnya lempung dibagi menjadi  3  golongan  yaitu:  kristalin  ( crystalline minerals ),  amorf  ( amorphous )  dan  campuran ( mixed layered ). Sementara itu mineral kristalin dibedakan  menjadi  mineral  berlapis  ( layered mineral )  dan  mineral  berserabut  ( fibrous minerals ).  Menurut  Theng  (1977),  berdasarkan perbandingan struktur tetrahedral dan
oktahedralnya,  mineral  berlapis  dibedakan menjadi  3  yaitu:  (1).  mineral  tipe  1:1,  mineral yang  terdiri  dari  satu  lapisan  oktahedral  dan satu  lapisan  tetrahedral,  misalnya  kaolin  dan sepentin,  (2).  mineral  tipe  2:1,  mineral  yang
terdiri  dari  dua  lapisan  oktahedral  dan  satu lapisan  tetrahedral,  misalnya  monmorillonit, mika  dan  vermikulit,  (3).  mineral  tipe  2:1:1, mineral  yang  merupakan  jenis  2:1  dengan  satu lapisan  oktahedral  tambahan  yang  tersusun berselang  seling,  misalnya  klovit.  Dalam kelompok  mineral  tersebut,  monmorillonit adalah  kelompok  mineral  yang  paling  menarik karena  kemampuannya  untuk  mengembang ( swelling )  dan  mempunyai  kapasitas  penukar ion yang tinggi sehingga mampu mengakomodasi  kation  antar  lapisnya  dalam jumlah  besar  (Ogawa,  1992;  Wijaya  2000). Struktur  montmorillonit  dapat  dilihat  pada gambar 3.

## Gambar 3. Struktur Montmorillonit
Lempung sangat berguna untuk dipakai pada bidang  katalis,  adsorpsi  dan  pertukaran  kation, tetapi  mempunyai  kelemahan  yaitu  rusaknya struktur  lapis  dan  hilangnya  porositas  karena pemanasan  pada  suhu  tinggi  (Cool  dan  Vansant, 1998).  Hal  tersebut  dicoba  diatasi  dengan  proses penyisipan  ion  atau  molekul  ke  dalam  interlayer yang  dikenal  dengan  interkalasi.  Pemanasan interkalat  akan  menghasilkan  pillar  sehingga proses ini lebih dikenal dengan proses pillarisasi.
Pilarisasi dapat dilakukan
dengan menginterkalasikan
polikation hidroksi terhadap  lempung,  selanjutnya  dikalsinasi sehingga  membentuk  pilar-pilar  oksida  logam (Yang  dkk.,  1992).  Berbagai  macam  kation dapat  digunakan  sebagai  agen  pemilar  antara lain  ion-ion  alkyl  ammonium,  kation  amina bisiklis  dan  beberapa  kation  kompleks  seperti kelat serta kation hidroksi logam polinuklir dari Al,  Zr,  Ti,  Fe  dan  lain-lain  (Clearfield,1992; Yang dkk., 1992).
Hasil  penelitian  tersebut  menunjukkan bahwa  lempung  bentonit  yang  telah  terpilar memiliki  beberapa  kelebihan,  antara  lain stabilitas termal  yang  lebih  tinggi,  volume  pori dan  luas  permukaan  yang  lebih  besar.  Adanya sifat  unggul  dari  lempung  terpilar  menjadikan material  tersebut  potensial  untuk  digunakan sebagai adsorben.
Para  peneliti  telah  mengembangkan  suatu metode  baru  dalam  sintesis  lempung  terpilar yaitu  interkalasi  surfaktan  ionik  ke  dalam rongga antarlapis lempung. Penambahan surfaktan  ini  bertujuan  untuk  membuka  rongga pada antar lapis lempung sehingga mudah untuk diinterkalasi lebih lanjut dengan kation logam.
Pada penelitian ini surfaktan yang digunakan  adalah  benzal  konium  klorida  dan sebagai  agen  pemilarnya  yaitu  besi  klorida, karena  benzyl  konium  klorida  dan  besi merupakan  surfaktan  dan  logam  yang  murah dan mudah didapatkan.
Rightor,  Tzou  dan  Pinnavaia  (1991) melaporkan, pemilaran dengan oksida besi akan menghasilkan  lempung  terpilar  dengan  basal spacing  sampai  29  Ǻ  dengan  luas  permukaan 350  m 2 /g.  Hal  ini  akan  meningkatkan  daya adsorpsi  lempung  jika  dibandingkan  dengan lempung  alam  yang  hanya  memiliki  luas permukaan  70  –  100  m 2 /g.  Dengan  adanya surfaktan diharapkan akan mampu meningkatkan porositas serta luas permukaannya  dibandingkan  dengan  lempung terpilar tanpa surfaktan.

## Gambar 4. Proses Pillarisasi
Seperti  yang  dilaporkan  oleh  Pinnavaia  dkk (1998),  lempung  terpilar  silika  yang  disintesis dengan  menggunakan  cetyltrimethylammonium
bromide  (CTMA)  sebagai  agen  templat  dan tetraethyl  orthosilicate  (TEOS)  sebagai  agen pemilar  mempunyai  basal  spacing  antara  2,5-7,5 Ǻ  dan  luas  permukaan  spesifiknya  antara  400- 900  m 2 /g.  Pada  tahun  2001,  Kwon  dkk. melaporkan lempung terpilar silika yang disintesis  dengan  menggunakan  dodesilamin sebagai  agen  templat  dan  TEOS  sebagai  agen pemilar  mempunyai  luas  permukaan  spesifik antara  403-577  m 2 /g.  Polverejan  dkk.  (2000) mensintesis  lempung  terpilar  silaka  dengan  luas permukaan  spesifik  antara  800-920  m 2 /g,  jarak basal  spacing  antara  33-35  Å  dan  volume  pori 0,38-0,44  cm 3 /g.  Keberhasilan  interkalasi  ke dalam  struktur  lempung  bentonit  diharapkan menjadikan lempung bentonit sebagai pengadsorp (penyerap) pengotor yang efektif

## 2. METODE PENELITIAN
1. Pembuatan Larutan Pemilar
Larutan pemilar polikation Fe dibuat dengan melarutkan  FeCl 3. 6  H 2 O  (BM  =  270,30  g/mol) dalam  akuades  sehingga  konsentrasi  larutan menjadi  0,2  M,  kemudian  dihidrolisis  dengan larutan  NaOH  0,1  M  secara  perlahan-lahan sampai  rasio  OH/Fe 3+ =  2.  Larutan  ini  diaduk sampai  homogen  selanjutnya  didiamkan  ( aging ) selama  24  jam  pada  temperatur  kamar.  Jumlah larutan pemilar yang dibuat sesuai dengan kajian variasi rasio mmol Fe: KTK lempung yakni: 1; 7; 13 dan 19.
2. Pembuatan Suspensi Lempung

## Bentonit
Sampel  lempung  bentonit  pada  poin-1
ditimbang  sebanyak  20  gram  dan  dilarutkan dalam 1000 ml akuades atau dengan perbandingan  2%  (b/v).  Larutan  ini  kemudian diaduk selama 24 jam pada suhu kamar. Dibuat lima  suspensi  sesuai  dengan  kajian  variasi mmol Fe: KTK lempung.
3. Proses interkalasi dan Pilarisasi
Suspensi  yang  telah  disiapkan  pada  III.2.3 ditambahkan  larutan  agen  templat  benzalkonium klorida  sebesar;  1%  (1ml  bkc/100  ml  aguades); 5% (5 ml bkc/100 ml aguades) dan
10% (10 ml bkc / 100 ml aguades) untuk masing- masing  perlakuan  lalu  diaduk  selama  6  jam. Kemudian  ditambahkan  larutam  pemilar  dari poin 2 sedikit demi sedikit dan diaduk selama 24 jam.  Hasil  padatan  disaring  dan  dicuci  dengan akuades  hingga  bebas  ion  Cl - (uji  negatif terhadap AgNO 3 ). Padatan ini dikeringkan dalam oven  pada  suhu  100  -110 o C  selama  5  jam, selanjutnya  digerus,  diayak.dan  dikalsinasi  pada 400 o C selama 5 jam.

## 4. Penentuan Gugus Fungsional
Sampel  yang  dianalisis  sebanyak  lebih kurang  1  mgr  digerus  dan  dihomogenkan dengan  100  mgr  KBr  dengan  cara  ditekan menggunakan  alat vibtrating  mill dengan tekanan  sebesar  8-9  ton  sehingga  membentuk pelet  tipis  yang  transparan.  Pelet  ini  kemudian diletakkan didalam sel instrumen spektrofotometer  FTIR-8201  PC  Shimatzu  dan dianalisis.  Analisis  dilakukan  terhadap  sampel lempung alam dan lempung.
5. Penentuan kadar Fe Siapkan larutan standar Fe dengan konsentrasi  0;  2,5;  5;  10;  15  dan  20  ppm. Diukur  absorbansi  dari  masing-masing  larutan standar  dan  larutan  sampel.  Dibuat  kurva absorbansi  versus  konsentrasi  dan  tentukan konsentrasi  Fe  dalam  sampel  dengan  regresi linear.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Analisis menggunakan spektro fotometer inframerah
Analisis selanjutnya dilakukan dengan spektroskopi  inframerah  untuk  mengetahui  jenis vibrasi antara atom-atom dalam mineral lempung alam.  Analisis  dilakukan  pada  daerah  bilangan gelombang  400-4000  cm -1 karena  biasanya spektra  yang  karakteristik  akan  muncul  pada daerah tersebut. Hasil analisis dengan spektrofotometer  inframerah  terhadap  lempung alam disajikan dalam gambar 5.

## Gambar 5. Spektra inframerah lempung alam
Dari gambar 5 terlihat bahwa lempung alam mempunyai  puncak  serapan  pada  daerah bilangan gelombang 468,7; 538,1; 694,3; 754,1; 912,3;  1008,7;  1629,7;  3431,1;  3622,1  dan 3697,3 cm -1 .  Daerah  400-1200  cm -1 dinamakan juga  daerah  sidik  jari  ( finge  print  region ).
Puncak-puncak  yang  muncul  pada  daerah  ini anatara lain 1008,7; 912,3; 754,1; 694,3; 538,1; 468,7;  dan  426,2  cm -1 .  Puncak  serapan  yang paling  tajam  pada  daerah  1008,7  cm -1 adalah karakteristik  vibrasi  ulur  dari  Si-O.  Hal  ini diperkuat oleh Farmer dan Russell (1964) yang melaporkan  bahwa  puncak  serapan  untuk montmorillonit  Wyoming  (Amerika  Serikat) muncul  pada  bilangan  gelombang  1048  cm -1 . Sedangkan  Flanigen  et.al  (1971)  menyatakan serapan  kuat  pada  daerah  950  –  1250  cm -1 merupakan vibrasi ulur dari T-O (dimana T = Si atau  Al)  yang  melibatkan  gerakan  utama  dari atom  oksigen.  Hal  yang  sama  juga  ditegaskan oleh  Madejova  (2002)  yang  mencatat  puncak serapan khas Si-O dari montmorillonit, nontronit,  hektorit  dan  saponit  berturut- turutmuncul  pada  bilangan  gelombang  1030, 1019, 1012 dan 1009 cm -1 .
Munculnya punak pada bilangan
gelombang 912,3 cm -1 merupakan vibrasi tekuk OH  yang  berikatan  dengan  kation.  Serapan 754,1  cm -1 adalah  serapan  untuk  vibrasi  tekuk Si-O yang tegak lurus sumbu optik. Sedangkan puncak  pada  bilangan  gelombang  694,3  cm -1 merupakan  vibrasi  tekuk  Si-O  yang  sejajar dengan  sumbu  optik.  Katti  (2002)  juga
melaporkan  bahwa  vibrasi  tekuk  OH  dengan kation terjadi pada daerah 918, 888 dan 847 cm -
1 ,  sedangkan  puncak  di  bilangan  gelombang 778  cm -1 adalah  vibrasi  tekuk  Si-O  yang  tegak lurus  dengan  sumbu  optik  dan  671  cm -1 merupakan  vibrasi  tekuk  Si-O  yang  sejajar dengan sumbu optik.
Vibrasi  tekuk  Si-O-Al  (Al  oktahedral) muncul  pada  bilangan  gelombang  538,1  cm -1 , sedangkan  468,7  cm -1 merupakan  vibrasi  tekuk Si-O-Si. Menurut Komadel (2003) vibrasi tekuk Si-O-Al  terjadi  pada  daerah  serapan  520  cm -1 yang mana merupakan pita yang sangat sensitif dengan  kehadiran  Al  di  lapis  oktahedral sedangkan Madejova (2002) mengamati vibrasi tekuk  Si-O-Al  terjadi  pada  serapan  520  cm -1 dan  vibrasi  tekuk  Si-O-Si  pada  bilangan gelombang 470 cm -1 .
Adanya  serapan  pada  daerah  bilangan gelombang  1629,7  cm -1 merupakan  vibrasi tekuk  -OH  dari  molekul  air  terserap.  Hal  ini sampir  sama  dengan  yang  diamati  oleh  Grim (1968) dalam Darwanta (2002) yang menyatakan bahwa H 2 O yang terserap memberikan  serapan  pada  daerah  3400  dan 1640 cm -1 yang sesuai dengan vibrasi dari H 2 O. Menurut Katti (2002) bahwa serapan pada 1635 cm -1 adalah  vibrasi  tekuk  H-O-H.  Munculnya serapan  pada  daerah  bilangan  gelombang 3697,3 dan 3622,1 menunjukkan adanya vibrasi ulur  dari  –OH,  sedangkan  vibrasi  pada  3431,1 cm -1 merupakan vibrasi H-O-H yang membentuk ikatan hidrogen dengan air. Hal ini juga  ditegaskan  oleh  Madejova  (2002)  bahwa munculnya  puncak  pada  bilangan  gelombang 3669;  3653  dan  3620  cm -1 merupakan  vibrasi ulur  –OH  dari  silanol  atau  yang  terdapat diantara lembaran tetrahedral dengan oktahedral,  begitu  juga  dengan  Katti  (2002) melaporkan  serapan  pada  3634  cm -1 adalah vibrasi  tekuk  O-H  sedangkan  pada  bilangan gelombang  3433  cm -1 merupakan  vibrasi  H-O- H yang membentuk ikatan hidrogen dengan air. Dapat  disimpulkan  bahwa  kandungan  utama lempung alam Tulakan Pacitan adalah montmorilonit dengan melihat adanya kesesuaian puncak-puncak pada spektra inframerah  lempung  alam  Tulakan  Pacitan
dengan  lempung  montmorilonit  hasil  peneliti lain.
Untuk  mempelajari  proses  yang  terjadi dalam  pembuatan  lempung  terpilar-Fe  maka akan dikaji dengan spektra inframerah.
Lempung  hasil  rekayasa  dibuat  dengan  cara interkalasi  surfaktan  benzalkonium  klorida dilanjutkan  dengan  sol-Fe  pada  konsentrasi yang bervariasi. Untuk melihat gugus fungsional pada lempung terinterkalasi surfaktan  benzalkonium  klorida  dan  sol  besi dilakukan  analisa  spektrofotometer  inframerah. Dari  analisa  ini  diharapkan  dapat  diamati perubahan  struktur  dengan  adanya  perubahan gugus-gugus  fungsional  pada  lempung  sebagai akibat dari proses interkalasi. Dengan membandingkan  hasil  spektra  lempung  alam dan  lempung  terinterkalasi  surfaktan  dan  sol besi akan diamati perubahan gugus fungsionalnya. Hasil spektrofotometernya ditampilkan  pada  gambar  6.  Dari  gambar tersebut  terlihat  jelas  ada  perbedaan  yang mendasar antara spektra lempung alam Tulakan Pacitan  dengan  spektra  lempung  alam  yang terinterkalasi  surfaktan  benzalkonium  klorida dan  sol  besi.  Perbedaan  mendasar  terlihat  pada munculnya  puncak-puncak  baru  pada  bilangan gelombang  2925,8;  2852,5;  2381,9  dan  1458,1 cm -1 .  Munculnya  puncak-puncak  baru  ini merupakan  indikasi  adanya  sesuatu  yang menyebabkan terjadinya perubahan pada struktur lempung.
Munculnya serapan pada panjang gelombang  tersebut  diduga  berasal  dari  gugus- gugus  fungsional  surfaktan  benzalkonium klorida yang ditambahkan pada proses interkalasi.  Serapan  pada  bilangan  gelombang 2925,8  dan  2852,5  cm -1 merupakan  daerah vibrasi  ulur  C-H  rantai  alkil  dari  molekul surfaktan benzalkonium klorida. Puncak 2925,8 cm -1 merupakan daerah vibrasi C-H simetri dari gugus  CH 2 ,  sedangkan  puncak  2852,5  cm -1 adalah  vibrasi  ulur  C-H  asimetrik  gugus  CH 2 . Keberadaan  gugus-gugus  CH 2 surfaktan  ini diperkuat  dengan  munculnya  puncak  didaerah 1458.1 cm -1 yang  merupakan  daerah  vibrasi  C- H dari deformasi CH 2 .
Gambar 6. Spektra lempung alam Tulakan
Pacitan dan Lempung terinterkalasi surfaktan dan sol besi Munculnya serapan pada panjang gelombang  tersebut  diduga  berasal  dari  gugus- gugus  fungsional  surfaktan  benzalkonium klorida yang ditambahkan pada proses interkalasi.  Serapan  pada  bilangan  gelombang 2925,8  dan  2852,5  cm -1 merupakan  daerah vibrasi  ulur  C-H  rantai  alkil  dari  molekul surfaktan benzalkonium klorida. Puncak 2925,8 cm -1 merupakan daerah vibrasi C-H simetri dari gugus  CH 2 ,  sedangkan  puncak  2852,5  cm -1 adalah  vibrasi  ulur  C-H  asimetrik  gugus  CH 2 . Keberadaan  gugus-gugus  CH 2 surfaktan  ini diperkuat  dengan  munculnya  puncak  didaerah 1458.1 cm -1 yang  merupakan  daerah  vibrasi  C- H  dari  deformasi  CH 2 .  Interkalasi  surfaktan  ke dalam  lempung  bertujuan  untuk  membuka rongga  pada  antar  lapis  lempung,  sehingga diduga posisi surfaktan tersebut berada di antar lapis  lempung.  Masuknya  kation  Fe  pada lempung  dapat  diamati  pada  daerah  bilangan gelombang  914,2  cm -1 .  Pada  spektra  lempung hasil rekayasa sebelum kalsinasi terlihat adanya perubahan  intensitas  yang  lebih  tajam  pada daerah  ini.  Diduga  ini  terjadi  karena  masuknya kation  Fe  pada  lempung  tersebut.  Hal  ini dipertegas  oleh  Katti  (2002),  bahwa  vibrasi tekuk  –OH  dengan  kation  terjadi  pada  daerah bilangan gelombang 918, 888 dan 847 cm -1 .
Lempung  yang  telah  diinterkalasi  dengan surfaktan  benzalkonim  klorida  dan  sol  besi selanjutnya dikalsinasi sehingga terbentuk pilar oksida  logam  yang  kaku  ( rigid )  untuk
menyangga  struktur  lapisannya.  Surfaktan benzalkonium klorida merupakan spesies organik  yang  memiliki  stabilitas  termal  kecil dari 400 o C. Ini dapat dilihat dengan membandingkan spektra lempung hasil rekayasa  sebelum  dan  sesudah  kalsinasi  yang disajukan pada gambar 7.

## Gambar 7. Spektra lempung hasil rekayasa sebelum dan sesudah kalsinasi
Dari gambar 7. terlihat bahwa serapan khas untuk  surfaktan  benzalkonium  klorida  pada bilangan  gelombang  2925,8;  2852,5;  2381,9 dan  1458,1  cm -1 setelah  dikansinasi  pada  suhu 400 o C  tidak  muncul  lagi,  tetapi  memunculkan puncak  di  daerah  bilangan  gelombang  777,3 cm -1 .  Ini  berarti  bahwa  proses  kalsinasi  telah menghilangkan senyawa organik dan mengubah hidrolisa  besi  menjadi  oksida  logamnya. Munculnya puncak di daerah bilangan gelombang  777,3  cm -1 , menurut  Madejova (2003)  dan  Katti  dan  Katti  (2002),  puncak  ini merupakan  puncak  khas  –OH  yang  terikat kation. Dalam hal ini kation yang diinterkalasikan  adalah  Fe 3+, maka  puncak- puncak ini diduga merupakan vibrasi Fe-O dan Fe-OH.  Sebagai  akibat  pilarisasi  oksida  logam yang  terbentuk  belum  mampu  diamati  dengan spektrofotometer  inframerah  secara  jelas.  Oleh karena  itu  peningkatan  konsentrasi  Fe  akibat terbentuknya  oksida  besi  di  dalam  lempung terpilar  selanjutnya  akan  diamati  dengan metoda spektroskopi serapan atom (AAS).

## 2. Analisis  kandungan  besi  dengan metoda AAS
Untuk  menghasilkan  lempung  terpilar dengan  porositas  dan  stabilitas  termal  yang tinggi,  para  peneliti  telah  mengembangkan suatu  metode  baru  dalam  sintesis  lempung terpilar.  Metode  baru  tersebut  adalah  dengan menginterkalasikan  surfaktan  kemudian  diikuti dengan  agen  pemilar  dalam  sintesis  lempung terpilar.  Interkalasi  surfaktan  ionik  ke  dalam rongga  antar  lapis  lempung  diharapkan  terjadi pembentukan  pilar  yang  besar  pada  struktur lapis  lempung  monmorillonit,  karena  surfaktan berfungsi  untuk  membuka  rongga  pada  antar lapis  lempung  sehingga  kation  logam  mudah untuk  diinterkalasi  pada  proses  selanjutnya. Semakin besar rongga yang terbuka maka akan semakin banyak kation logam yang terinterkalasi.
Sol  besi  yang  diinterkalasikan  pada lempung  berperan  sebagai pilar di  daerah  antar lapis  lempung  hasil  rekayasa.  Pilar  besi  oksida ini  terbentuk  saat  kalsinasi.  Jumlah  sol  besi yang  masuk  di  daerah  antar  lapis  akan menentukan jumlah besi oksida yang terbentuk. Untuk  mengetahui  peranan  surfaktan  dalam pengaturan  jumlah  sol  besi  yang  masuk  di dalam  lempung  maka  akan  dikaji  kandungan besi  pada  lempung  dengan  spektrofotometer serapan  atom.  Adapum  besarnya  jumlah surfaktan  yang  diinterkalasikan  untuk  masing- masing  sampel  yaitu  0.1%,  1%,  5%  dan  10%. Hasil  analisis  kandungan  besi  pada  lempung alam dan lempung hasil rekayasa disajikan pada tabel 1 dan gambar 8.
Dari  tabel  1  terlihat  bahwa  proses interkalasi  sol  besi  dapat  dikatakan  telah berlangsung  dengan  sukses.  Hal  ini  dapat dilihat dengan membandingkan kandungan besi pada  lempung  alam  dengan  kandungan  besi yang  diinterkalasi  dengan  sol  besi  telah  terjadi peningkatan  yaitu  dari  22,849  mgr/gr  menjadi 47,713  mgr/gr  atau  terjadi  kenaikan  sekitar 77.43%. Penambahan surfaktan pada konsentrasi  1%  merupakan  kondisi  optimum untuk  masuknya  sol  besi  ke  dalam  lempung lempung  hasil  rekayasa.  Ketika  penambahan surfaktan di atas 1% yaitu sekitar 5% dan 10%
Kandungan Fe di dalam lempung alam dan hasil rek ayasa
0 10 20 30 40 50 0. 08 0. 61 1. 13 1. 66 0. 08 0. 61 1. 13 1. 66 0. 08 0. 61 1. 13 1. 66 0. 08 0. 61 1. 13 1. 66
Varias i Jumlah Fe /gr le mpumg

## K on se nt ras i ( m gr /gr )
maka  jumlah  sol  besi  di  dalam  lempung lempung  hasil  rekayasa  semakin  sedikit. Terlihat bahwa konsentrasi surfaktan membatasi jumlah sol besi yang bisa masuk ke daerah  antar  lapis  lempung.  Dengan  kata  lain terjadi  kompetisi  antara  sol  besi  dan  molekul surfaktan.
Surfakatan  yang  diinterkalasikan  ternyata berpengaruh  terhadap  jumlah  besi  oksida  yang terbentuk. Semakin tingginya konsentrasi surfaktan  yang  diinterkalasikan  akan  semakin sedikit  jumlah  besi  oksida  yang  masuk  pada lempung  hasil  rekayasa.  Masuknya  surfaktan dapat  mengarahkan  masuknya  sol  besi  ke daerah  antar  lapis  lempung.  Penambahan surfaktan  ini  bertujuan  untuk  membuka  rongga
pada antar lapis lempung sehingga mudah untuk diinterkalasi  lebih  lanjut  dengan  kation  logam. Tampaknya  pada  kondisi  ini  sol  besi  dan molekul surfaktan secara bersama-sama optimal mengisi  daerah  antar  lapis  lempung.  Namun penataan  keduanya  pada  daerah  antar  lapis dikontrol oleh sol surfaktan.
Pada  saat  konsentrasi  surfaktan  dinaikan menjadi  5%  dan  10%,  konsentrasi  surfaktan cukup  besar  sehingga  memungkinkan  molekul surfaktan  berkompetisi  lebih  besar  untuk  menata diri  didaerah  antar  lapis.  Masuknya  surfaktan dengan  konsentrasi  cukup  tinggi  ini  mampu menghambat sebagian sol besi sehingga konsentrasi sol besi menjadi turun.

## Tabel 1. Kandungan besi pada lempung alam dan lempung hasil rekayasa
Adsorben Konsentrasi surfaktan BKC yang ditambahkan Jumlah Fe yang ditambahkan   /gr lempung Kandungan besi (mgr/gr) % berat (mgr/gr) Lempung alam - - 22,849 2,28 Adsorben – 1 Adsorben – 2 Adsorben – 3 Adsorben – 4 BKC 0,1% 0,0875 gr 0,6130 gr 1,1385 gr 1,6640 gr 25,939 35,455 44,966 43,238 2,59 3,55 4,50 4,32 Adsorben – 5 Adsorben – 6 Adsorben – 7 Adsorben – 8 BKC 1% 0,0875 gr 0,6130 gr 1,1385 gr 1,6640 gr 30,101 40,599 47,713 46,591 3,01 4,06 4,77 4,66 Adsorben – 9 Adsorben – 10 Adsorben – 11 Adsorben – 12 BKC 5% 0,0875 gr 0,6130 gr 1,1385 gr 1,6640 gr 24,762 29,713 33,310 32,410 2,48 2,97 3,33 3,24 Adsorben – 13 Adsorben – 14 Adsorben – 15 Adsorben – 16 BKC 10% 0,0875 gr 0,6130 gr 1,1385 gr 1,6640 gr 24,804 26,227 29,089 28,137 2,48 2,62 2,91 2,81 Surfaktan 0,1% Surfaktan 1% Surfaktan 5%   Surfaktan 10%
Gambar 8. Grafik kandungan Fe di dalam lempung alam dan lempung hasil rekayasa
4. KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  proses pillarisasi dengan menginterkalasikan
FeCl 3. 6H 2 O  dapat  meningkatkan  kandungan  besi oksida  hingga  sebesar  lima  kali  lipat  bergantung pada rasio  mol  Fe  dan  nilai  kapasitas  pertukaran
kation  (KTK)  bentonit  alam.  Dari  data  spectra infra  merah  (FT-IR)  dapat  disimpulkan  bahwa interkalasi surfaktan pada ruang antar lapis silikat dapat  teramati  dengan  adanya  puncak  pada bilangan  gelombang  2825,8  dan  2852,5  cm -1 , sedangkan pilar besi oksida tidak teramati

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Badan  POM  RI,  2004, Persyaratan  Penggunaan Bahan  Tambahan  Pangan  Pemanis Buatan dalam Produk Pangan, Jakarta Clearfield,  Abraham,  1992,  “Preparation  of Pillared  Clays  and  Their  Catalytic Properties”,  Chemistry  Departement Texas  A  and  M  University  College Station, 345 – 390.
Cool,  P.,  and  Vanssant,  E.F.,  1988,  “  Pillared Clays:  Preparation,  Characterization  and Aplication “, Moleculer Sieves, Springer.
Darwanta,  2002,  “Sintesis  dan  Karakterisasi Lempung  Terpilar-Al  Serta  Aplikasinya
Sebagai  Katalis  Hidrorengkah  Fraksi Berat  Minyak  Bumi”,  Tesis  S-2, Universitas Yogyakarta.
Flanigen,  E.M.,  Khatami,  H.,  1971,  “Infrared Structural  Studies  of  ZeoliteFramework, Molecullar  Sieve  Zeolite-I”,  American Society  Adv.  In  Chemistry  Series  No. 101, Washington, 201-226.
Grim  R.E.,  1968”,  Clay  Mineralogy”,  second
Edition,  Me  Graw  Hill  Book  Company, New York.
Gunzler,  H.,  Gremlich,  H.,  2002,  “  I  R Spektroscopy “, Wiley-VCH, Germany.
Katti,K.,  and  Katti  D.,  2001,  “Effect  of  Clay- Water  Interactions  on  Swelling  in Montmorillonite  Clay”,  Departement  of Civil  Engineering  and  Construction North Dakota State University, Fargo. Komadel,  P.,  2003,  “Chemically  Modified smectites“, Slovac Academy of Sciences, Slovakia, Clay Mineral, 38, 127 -138
Kwon,  O.,  Park,  K.,  and  Jeong,  S.,  2001,
“Preparation  of  porous  Silica-Pillared Monmorillonite: Simultaneous Intercalation  of  Amine-Tetraethylortho-
silicate  into  H-Montmorillonite”,  Bull. Korean Chem. Soc., 22, 678-684.
Madejova,  J.,  2003,  “FTIR  Techniques  in  Clays Mineral  Studies“,  Slovac  Academy  of Sciences, Slovakia, 31, 1 – 10.
Ogawa,  M.  and  Kuroda,  K.,  1997,  “Preparation of  Inorganic  Nanocomposites  through Intercalation  of  Organoammonium  Ions into Layered Silicates”, Bull. Chem. Soc. Jpn., 70, 2593-2618.
Polverejan, M., Pauly, T. R., and Pinnavaia, T. J.,
2000, Acetic Porous Clay Heterostructure (PCH): Intragallery
Assembly  of  mesoporous  Silica  in Synthetic  Saponite  Clay,  Chem.  Mater., 12, 2698-2704
Pinnavaia,  T.J.,  1983,  “Intercalated  Clay Catalyst”, Science, 220 – 365.
Pinnavaia, T.J., Galarneau, A. H., and Barodawalla,  A.  F.,  1998,  “Porous  Clay Heterostructure  by  Gallery  Templated Synthesis”,  United  State  Patent,  5,  834- 391.
Rightor,  E.G.,  Tzou,  M.S.,  and  Pinnavaia,  T.J.,
1991,  “  Iron  Oxide  Pillared  Clay  with Large  Gallery  Height:  Syntesis  and properties  as  a  Fischer  –  Tropsch Catalyst,  Journal  of  Catalysis,  130,  29  – 40.
Riyanto,  A.,  1994,  “  Bahan  Galian  Industri Bentonit”,
Direktoral Jendral
Pertambangan  Umum,  Pusat  Penelitian dan  Pengembangan  Teknologi  Mineral,
Bandung.
Yang,  R.T.,  Chem,  J.P.,  Kikkinedes,  E.S.,  and Cheng,  L.S.,  1992,  Pillared  Clay  as Superior  Catalyst  for  Selective  Catalytic Reduction  of  NO  with  NH3”,  Ind.  Eng.
Chem. Res., 31, 1440 – 1445
Wijaya,  Karna,  2000,  “Sintesis  Lempung
Monmorilonit  Terpilar  Berbahan  Baku Bentonit Alam Indonesia dan Aplikasinya  Sebagai  Katalis,  Bahan Foto-Fungsional dan Adsorben”, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. .