PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP KECEPATAN REAKSI …repository.its.ac.id/49025/1/1492100047-Undergraduate-Thesis.pdf · pengaruh temperatur terhadap kecepatan reaksi reduksi fotokatalitik

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP KECEPATAN REAKSI REDUKSI FOTOKATALITIK

PADA MASING -MASING ION LOGAM Col+ DAN Ag• DENGAN KATALIS TITANIUM DIOKSIDA

R)~\

r 11 . ?~3

Mt~.~,

p- ~ -17?7

Ole II :

ANNA MUAWANAH Nrp. 1492 100 047

JURUSAN KIMIA ~S MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

1997

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP KECEPATAN REAKSI REDUKSI FOTOKATALITIK

PADA MASING -MASING ION LOGAM CuH DAN Ag+ DENGAN KATALIS TITANIUM DIOKSIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi syarat ujian sidang tugas akhir

pada tahap sarjana strata satu di j urusan Kimia FMIPA

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

_..-",~,ketahui oleh r-.c::~~ta Jurusan Kimia

0 I e b :

ANNA MUAWANAH

Nrp. 1492 100 047

M.Si

Disetujui oleh Pembimbing

Ir. Endah Mutiara M.P. NIP. 131 453 663

Tanggal, lO Maret 1997

Untuk Ibu dan Bapakku yang tersayang serta saudaraku

mbak Nik, dik' Fi - Ta

i i i

ABSTRACT

Met-al ion was st::~oyed at TiO.t suspeJ)sion will reducted if ·the suspension cont.i nue- ::;hi ned with sunshine. A research was done for studied dependence o~ temperature with rate or photocotalytic reduction Ag (!) n~tal ion and Cu Cll) metal ion. Experiment. "'as done at.. temperature range 45°C, 55°C , e5°C . 75°C. S5°C. lnisial concentration of metal ion solulion were 2!5 ppm, 50 ppm. 75 ppm and 100 ppm. Investigation "'as done for metal ion coJ)Centration that 'lias 1·est at once or 30 minutes. These ~t.al ion concentration anali zed 'Iii th At.omi c Absorbt.i on Speclrofoton~i.er. Was found

r t.hat. phot.ocat.alyt.ic reduction rat.e for t.wo metal ion Ag and Cu

2' were not. dependence of temperature. From i t.s

temperature react.i on given constant rat-e value. . - .. - 4 - .. respect..ivelv wer-:.• 7,441~. 10 ; 8 , 2:82:3. 10 ; 7.B4060.l0 ; _ ..., -1 ,.. 2,.

88. 2078. 10 minutes fo1· Ag met-al ion and for Cu metal ion wer~ 3,9St:;0.10-.. ; 4 . 2:2:76.10- 4 4,0340. 10- 4

;

3, 52:10. 1 (I- .. ; 4 , 3313. 10- 4 mi 1'1Ules-1 .

lV

ABSTRAK

Adanya ion logam yang terdapat dalam s uatu suspensi TiO akan mengalami reduksi bila suspensi tersebut disinarl dengan sinar matahari secara kontinu. Suatu penelitian telah dilakukan untuk mempelaJari adanya pengaruh suhu pada kecepatan r eaksi reduksi fotokatalitik ion logam f;s (!) gan Cu CII >. Penelitian dilakukan pada Jarak suhu 45 C, 55 C,

0 0 0 65 C, 75 C dan 85 C. Konsentrasi awal larutan ion logam yang digunakan adalah 25 ppm, 50 ppm, 75 ppm dan 100 ppm. Pengamatan dilakukan berdasarkan konsentrasi ion logam yang tersisa pada setiap waktu 30 menit . Konsentraei ion logam ini dianaliea dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom. Ditemukan bahwa kecepatan reaksi 2 reduksi fotokatalitik pada dua ion logam Ag• dan Cu • tidak dipengaruhi oleh temperatur. Dari masing-masing kondiei euhu rea~~i diperoleh -~arga tetapan - ~ecepatan rea~~i 7,4416.10_. ; 8,~823 . 10 ; 7,6460.~0 ; 8,2078.10 ; 8,9867.10 ~~nit ,untuk ion lo~~ Ag , seda~ikan untuk ion logam Cu adalah 3,9866 .10 ; 4,2276.10 ; 4,0340.

- 4 - . - · - :1. 10 ; 3,5210 . 10 4 ,3313. 10 menit .

v

KATA PENGANTAR

B1sm1llah1rrahman1rrah1m

Alhamdul1llah1rob1l 'Alamin

Segala puj1 bag1 Allah SWT eeru sekalian alam, berkat

taufiq dan hidayah-NYa penul1e dapat menyeleea1kan Tugae

Akhir, yang ditulie dengan judul "Pengaruh t.emperat.ur

t.erhadap kecepat.an reaksi reduksi . tot.okat.alit.ik

pada masing-masing ion logam cu2 + dan Ag+ dengan kat.alis

t.it.anium dioksida.

Tugas Akhir 1n1 d1ajukan untuk n1enyeleeaikan tugas

dan memenuhi eyarat untuk menempuh tahap earjana Strata

satu di Juruean Kimia, Fakultae FMIPA, Inetitut Tehnologi

Sepuluh Nopember, Surabaya.

Pacta keeempatan ba1k 1n1 dieampaikan ucapan

terimakae1h yang eebeear-beearnya dari penulie kepada:

1. Ir. Endah Hutiara M.P. eebaga1 doeen pemb1mb1ng yang

telah banyak memberikan arahan, saran dan bimbingan

dalam penyeleeaian Tugae Akhir ini.

2. Ir.Ninuk Sukanti, eelaku doeen Wali

mengarahkan penulis selama etud1.

yang telah

3. Bapak Dre.Djoko Hartanto, H.Si. eelaku ketua jurusan

Kimia FMIPA ITS Surabaya, yang telah banyak memberikan

faeilitas kepada penulis eelama etud1 eampa1

terseleea1kannya Tugas Akhir.

Vi

4. Dra.Irmina K.M. MS1., yang memberikan saran dan telah

banyak membantu penulie eelama melakukan penel1t1an

dilaborator 1um.

5. Semua dosen di Juruean Kimia FHIPA ITS eebagai pendidik

eelama etudi.

6. Bapak dan Ibu tercinta yang eelalu memberikan dorongan

baik moril maupun mater111 kepada penulia aehingga

dapat menyeleaaikan tugas Akhir pada studi 1n1 .

7. Ketiga saudaraku yang telah member i kan aemangat dan

bantuan eehingga tereeleeaikan suatu tugae akhir.

8. Dodi Harmoko yang eelalu memberikan semansat dan aaa

pacta penulia aehingga memacu penyeleaaian tug as akhir.

9 . Ev1 dan eehtruh kel uars anya yang telah

bantuan eelama penuliean tugae akhir .

memberikan

10 . Teman-temanku: Heet1, Yuena, Lienny , Num.ms , Uli n,Anik,

Endah, Dina, Elvin, Fredy, Rizki , dan semua arek

angkatan 92 serta Pihak lain yang banyak membantu

penulia namun tidak biea penulis cantumkan .

Penulie menyadar1 bahwa penuliaan tusaa akhir 1n1

masih banyak kekurangannya, maka diharapkan saran dan

kr1t1k yang memb~~gun dar1 eemua pihak, demi penyempurnaan

tugae akhir 1n1. Dengan demikian tusas akhir menJadi lebih

bermanfaat.

Februari 1997

Penulis

Vii

JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR PERSEHBAHAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAHBAR

DAFTAR TABEL

DAFTAR LAHPIRAN

SAB I PENDAHULUAN

DAFTAR lSI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Fotok1m1a

2.2. Kinetika K1m1a

2.3. Katal1e Semikonduktor Titanium Diokeida

2 .4. Eners1 Hatahar1

2.5. Losam Tembaga dan Perak

2.6. Spektroskopi Serapan Atom

BAB III HETODOLOGI PENELITIAN

halaman

1

11

1V

v

vi

v111

X

x11

x111

1

4

9

13

16

18

19

3.1. Ala~ dan Bahan yang Digunakan 23

3.2. Penentuan Intens1tae Sinar Hatahari 24

3. 3. Penentuan Kecepatan Reduksi Fotokatalit1k

Reakei 25

v111

BAB IV ~~SIL DAN PEHBA&~SAN

4.1. Penentuen Intene1tas Si ner Hatahari 27

4 . 2. Pengaruh Temperatur pade Reaksi 29 Reduksi Fotokatalitik ion logam

4.3. Kinet1ke Reaksi Fotokata litik Ion 36 Logam Ag <I >

4.4. K1net1ka Reakei Fotokata lit1k Ion 42 Logam Cu <II >

BAB V KESIHPULAN

DAFI'AR PUSTAKA

LAMPI RAN

ix

49

51

53

DAFTAR GAMBAR

ha.1ame.n

2 . 1. Diagram tingka.t eners1 pa.da semikonduktor 8 tipe n bila terdapat konta.k le.ngsung denga.n l:arut.an yang terd1r1 dar! pase.nge.n redoks A / A.

2. 2. Skerna pera1atan SSA

1. Susuna.n reaktor fotok1rn1a

4. 1. Gra.fik penentua.n kecepa.tan

4. 2 .

4 0 3 .

d1ssos1as1 a.sa.rn oksa1a.t .

Gra.fik h$s11 penurunan konsentras1 losam As dengan konsentrasi awal 25 pada kindlei suhu 45°C, 55°C , 65°C, dan 85 C.

Grafik h$e11 penurunan koneentras1 1ogam As densa.n konsentras1 ewaJ 50 pa.da kond1e1 suhu 45°C, 55°C, 65 C, 85°C.

Gra.fik h$s11 penurunan konsentrasi 1ogam As densan konsentras1 awa1 75 pa~a. kondisi suhu 45°C, 55°C, 65°C, 85 c.

rea.ks1

ion porn

75°C

ion porn

75°C

ion porn

75°C

22

26

27

30

30

31

Grafik h$811 penurunan konsentrasi ion 31 1oga.m As dengan konsentrasi a.wa1 100 P~

4 0 6.

4. 7.

peda. kondisi suhu 45°C, 55°C, 65°C, 75 C 85°C.

Grafik hr~11 penurunan konsent.ras1 1osam Cu densen konsentras1 awa1 25

0 0 0 pe~a kond1s1 suhu 45 C, 55 C, 65 C, 85 c. Grafik hr~11 penurunan konsentrasi 1ogam Cu densan konsentrasi ewa1 50 Pa~a kond1s1 suhu 45°C, 55°C, 65°C, 85 c.

ion porn

75°C

ion P8rn

75 c

34

34

Gambar 4. 8. Grafik h~~il penur unan konsentrasi ion 35 l osam Cu dens an konsentrasi awal 75 pgm

0 0 0 75 c pa~a kondisi suhu 45 C, 55 C, 65 C, 85 c.

Gambar 4 . 9 . Grafik h~~il penurunan konsentrasi ion 35 losam CU dengan koneentrasi awal 100 p~ paga kondiei euhu 45°C, 55°C , 65°C, 75 C 85 c. Grafik penentuan kecepatan reaksi ( r ) 37 pada re~kei reduksi

0 fotokatalitik ion

logam As pada euhu 45 C.

Grafik penentuan kecepatan reaksi <r> 37 pada re~kei reduks1

0 fotokatalitik ion

losam As pada euhu 55 C.

Gambar 4.12. Grafik penentuan kecepatan reaksi (r) 38 pada re~kei reduksi

0 fo t okatal itik ion

losam As pada euhu 65 C.

Grafik penentuan kecepatan reakei (r) 38 pada re$ksi redukei

0 fotokatalitik ion

logam As pada suhu 75 c. Gambar 4.14. Grafik penentuan kecepatan r eakei ( l') 39

pada re$ks1 redukei0

fotoka t alitik ion losam As pada euhu 85 C.

Gambar 4.15. Grafik penentuan kecepatan reakei (r ) 43 untuk re~~ei redukei botokatal1t1k ion losam Cu pada suhu 45 C.

Gambar 4.16. Grafik penentuan kecepatan reaksi (l') 43 untuk re~ksi redukei fotokatal1t1k

+ 0 losam Cu pada euhu 55 C. ion

r 4 . 17 . Grafik penentuan kecepatan reaksi <r> 44 untuk re~kei reduksi fotokatalitik ion

+ 0 logam Cu pada euhu 65 C.

4.18. Grafik penentuan kecepatan reakei ( r ) 44 untuk re~~si redukei totokatalitik ion logam Cu pada suhu 75 C.

Grafik penentuan kecepatan reaksi <r> 45 untuk re~~si reduksi totokatalitik ion logam Cu pada euhu 85 C.

Xi

DAFTAR TABEL

4 . 1. Harga kecepatan reaksi pada fotokatalitik ion logam Ag (!) .

reduksi

halaman

40

4.2. Harga tetapan kecepatan reaksi dan orde 42 reaksi pada reduksi fotokatalitik ion logam Ag (I > •

4.3. Harga kecepatan reaksi pada fotokatalitik ion logam Cu ( II) .

reduksi 43

4 .4. Harga tetapan kecepatan reaksi dan orde 44 reaksi pada reduksi fotokatalitik ion loi(am Cu (!I > •

:<11

DAFTAR LAMPIRAN

halame.n

ran A. Skema kerJa 53

B. Penurunan koneentrasi aeam oksalat pada 54 proses penentuan intensitas sinar matahari.

C. Car~ pembuatan larutan ion logam Ag• dan 55 Cu .

01. Hasil pengukuran koneentrasi Ag (I) dengan 56 SSA.

02. Hasil pengukuran kon5entrasi dengan SSA.

Cu (II) 57

El. Grafik penentuan tetapan kecepa.tan reaksi 58 dan orde.reaksi redukei foto~atalitik0 ion logam Ag pacta temperatur 45 C dan 55 C.

E2. Grafik penentuan tetapan kecepatan reaksi 59 dan orde reaksi redukei fotokatalitik i on

• 0 0 logam Ag pada temperatur 65 C dan 75 C.

E3. Grafik penentuan tetapan kecepatan reaksi 60 dan orde reaksi reduksi fotokatalit1k ion logam Ag· pada tempera"Cur 85°C .

E4. Grafik penentuan tetapan kecepa.tan reakei 61 dan orde

2reaksi reduksi fotokatalitik ion • 0 0 logam Cu pada temperatur 45 C dan 55 C.

E5. Graf1k penentuan tetapan kecepatan reakei 62 dan orde

2reaksi reduksi fotokatalit1k ion • 0 0

loge.m Cu pada temperatur 65 C dan 75 C.

ES. Grafik penentuan tetapan kecepatan reaksi 63 dan orde reakei reduksi f otokatalitik ion

2. 0 logam Cu pacta temperatur 85 C.

xiii

Lampiran F 1 Kurva kalibraei untuk penentuan konaentraai 64 ion logam Ag Cl)

F 2 Kurva kalibraei untuk penentuan konaentrai 65 ion logam Cu ell)

G. Contoh analiaie var1ana1. 66

xiv

BAB I

PENDAHULUAN

BAB I

PENDAHULUAN

Pencemaran di lingkungan pera1ran

terjadi pede eaat ini. Salah satu sumber

adanya ion logam yang terlarut dalam

suspensi

telah banyak

polutan adalah

air dieamp1ns

padatan senyawa- senyawa organik dan

Logam-losam tereebut sebagian beaar berasal dari

lainya.

lim bah

1ndustri elektroplating, baja, elektrokimia, dan 1ndustri

kimia yang lain (1).

Konsentras1 ion logam yang terlarut dalam air

tersebut dapat diturunkan dengan metode fotokimia, dengan

memanfaatkan einar matahari langsung. Metode ini merupakan

metode yang sangat menguntungkan sebab negara Indonesia 1n1

merupakan negara tropia yang tentunya mendapatkan einar

matahari setiap hari, eepanjang tahun secara berlimpah dan

terus-menerus. Sinar matahari tidak bereifat polusi dan

energinya diperoleh densan gratis [2).

Reaksi pada proses pengurangan konsentrasi logam pada

metode ini dikenal dengan reaksi redukei fotokatalitik.

Katalis yang digunakan adalah katalis eemikonduktor

titanium diokeida. Hasil reakei menunjukkan bahwa

konsentraei ion logam dalam larutan berkurang karena ion

losam tereduksi menjadi logamnya dan terdeposit pada

permukaan partikel katalie semikonduktor Ti02 [3).

Pada penelitian eebelumnya telah dipelajari kinetika

reaks1 reduksi fotokatalitik ion logam tunggal dan campuran

1

dua logam. Kedua penelitian memberikan haail bahwa ion

logam dapat teredukei menJadi logam dankecepatanreakainya

dapat diamati dengan baik. (4).

Pada penelitian tereebut belum dipelaJari adanya

pengaruh auhu terhadap kecepatan reakai. Dalam kinet1ka

kimia euhu adalah merupakan variabel yang mempengaruhi

kecepatan reakei, aehingga perlu dipelaJari bagaimana

pengaruh euhu terhadap peningkatan kecepatan reakai redukei

fotokatalitik ion logam.

Penelitian ini bertuJuan untuk mengetahui pensaruh

euhu terhadap beearnya peningkatan kecepatan reakai reduka1

fotokatalitik ion logam densan katal1e titani um diokeida,

dengan konaentraai awal reaktan yang berbeda- beda.

Pensamatan dilakukan pada jarak auhu 45° C aampa1 85° C,

dengan aelang 10° C. Dari aetiap reakei yang kondiai

euhunya berbeda diharapkan akan memberikan kecepatan reakai

yang berbeda-beda eehingga beaarnya pengaruh euhu terhadap

reakai reduka1 fotokatalitik ion logam ini dapat d1ketahui .

Pada penelitian ini digunakan dua Jenie ion logam Ag • Z•

dan Cu , yang keduanya merupakan ion logam berat yang

terdapat dalam air limbah. Larutan ion logam yang digunakan

pada percobaan in1 dibuat dari garam aenyawa logam

tereebut. Kecepatan reake1 diamat1 berdaearkan pengurangan

koneentraai ion logam pada eet1ap waktu tertentu. D1mana

koneentraa1 ion logam tera1aa dianal1aa dengan menggunakan

epektrofotometer eerapan atom. Intenaitae a1nar matahar1

2

yang digunakan sebagai sumber energi foton pada reaksi

fotokimia ini ditentukan dengan metode aktinometri.

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diterapkan

langsung pada penaolahan limbah sesuai dengan kondisi auhu

dalam penelitian ini. Dengan demikian masalah pencemaran

oleh ion loaam berat di lingkungan perairan diharapkan

dapat diatasi dengan metode ini.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 • Fot.olci 11\l. a

BAB II

TINJAUAN PUST AKA

Fotok1m1a adalah cabang ilmu k1m1a yang mempelajar1

reaks1-reaks1 fotokimia. Dimana reaksi fotok1m1a merupakan

reaks1 yang terjad1 apab1la ke dalam sistem tersebut

terdaPat energi foton yang masuk, energi foton d1abeorbs1

oleh molekul reaktan dan akh1rnya akan menghasilkan suatu

molekul teraktivaei atau radikal bebas, yang akan bereaksi

lebih lanjut sehing~a membentuk produk. Keadaan molekul

teraktivasi mempunyai energi dan distribusi elektron yang

berbeda dar1 keadaan dasarnya eeh1ngga mem111k1 eifat k1m1a

yang berbeda.

Perbedaan reakei fotok1m1a dengan reake1 termal biaea

adalah pada energ1 yang menyebabkan reake1. Dalam reakei

fotok1m1a energ1 pensaktifannya beraeal dar1 penyerapan

foton cahaya oleh molekul-molekulnya. Dalam reake1

fotok1m1a suatu reaksi akan mempunya1 s1fat selekt1f1tas

yang tinggi terhadap energ1 foton, berarti bahwa energi

kuantum cahaYa eesuai dengan reake1 tertentu eaja [5]

Foton adalah merupakan rad1ae1 elektromagnetik yang

berbentuk paket-paket energ1 yang menyerupa1 part1kel. Dari

teori 1n1 dapat d1jelaekan baga1mana cahaya dapat

member1kan energi pada elektron dan menyebabkan terjadinya

trane1e1 elektronik. Enersi untuk eatu foton pada gelombang

4

cahaya monokromatle yang mem111k1 frekuenei radiael v

adalah

E = h v = c h T (2.1)

Dimana h adalah 10-2?

tetapan Planck = 6,62 . erg/dt,

c adalah kecepatan radiaei dalam ruang hampa = 3.10'0

cm/dt

dan >.. adalah panjang selombang dalam eatuan em.

Henurut Einstein jika euatu foton dari gelombang

cahaya bertumbukan dengan elektron pada euatu zat padat

make. energi fot:on dapat eesera ditransfer ke elektron. Jika

eners1 yang diberikan oleh foton melebihi energi celahnya

maka elektron tereebut dapat terlepae dari ikatannya.

Proeee 1n1lah yang dapat menyebabkan berlanseungnya reakei

fot.ok1m1a (6] .

Hukum yang mendasar1 proses fotokimia adalah hukum

Grotthus dan Draper (1943) yang menyatakan bahwa hanya

radiaei yang diabsorbei eaja yang dapat menyebabkan

perubahan fotokimia. Hukum 1n1 dikenal dengan hukum I

fotok1m1a. Pada hukum I fotok1mia ini belum menjelaekal•

bahwa eebenarnya ada pengaruh lain yaitu radiaei yang tidak

dieerap tetap1 dapat mendorong molekul teraktivae1 untuk

memancarkan energi.

Untuk dapat menggambarkan proeee fotokimia eecara

kuantitatif t1daklah cukup densan menssunakan hukum

fotokim1a I eaja. Hal 1n1 dapat dijelaekan dengan

menggunakan hukum II fotok1m1a yang diueulkan oleh Star dan

Einstein ( 1908-1912 ). Hukum I I fotok imia menyatakan bahwa

5

satu molekul reaktan dalam reaksi fotokimia menyerap satu

kuanta dar1 radiaei foton yang menyerap reaks1 [7).

Energ1 foton yang telah diserap oleh suatu molekul

akan menyebabkan perubahan kimia dan f1s1ka eehingga

menjadi teraktifkan. Dengan demikian hasil kuantum suatu

proses f1s1ka dan k1m1a yang

sinar atau energi foton dapat

dieebabkan

dihitung.

oleh penyerapan

Persamaan reaks1

fotokimia eecara umum dapat dituliskan seba.ga1 berilrut:

A + h v A* (2.2)

Sebaga1 eumber energi foton pede penel1t1an 1n1

adalah energi sinar matahar1. Siner matahari mem111k1

panjang gelombang dan 1ntens1tas yang dapa t memenuh1 eyarat

reaksi fotokimia. Penyerapan sinar matahar1 oleh larutan

penyerap terjad1 dengan kepekaan t1ngg1. Pem111han 1n1

didaaarkan pada penel1t1an eebelumnya, yang menggunakan

metode akt1nometr1 untuk menentukan

matahar1.

2.1.1. Folokalalisis

1ntens1tas s1nar

Pr1ne1p dasar fotok1m1a adalah konvers1 dar1 energ1

f ot on menjadi energ1 k1m1a atau energ1 l1str1k

( f otoelektrok1m1a ) . Konvers1 energ1 dapat d1percepat dengan

menambahkan auatu katalis. Katal1s 1n1 d1namakan

fotokatalis, karena dalam pengaktifan katal1s tersebut

diperlukan energ1 foton yang diperoleh dar1 luar. Katal1s

yang bisa digunakan pada reaks1 fotokimia adalah katalis

6

yang bereifat eemikonduktor. Katalie eemikonduktor yang

pernah digunakan dalam reakai fotokimia untuk reakai

okeidaai redukai adalah euatu aenyawa legem okaida

titanium d1oke1da ( T102

), wolfram oke1da (W09 ), ferr1

okaida <F•20

8) dan eeng oke1da <ZnO) .

Katalie aemikonduktor akan dapat membantu jalannya

reaksi apabila dikenai sinar yang energ1nya aama atau lebih

beaar dengan harsa eners1 celah. Apab1la terjadi ·penyerapan

sinar oleh molekul semikonduktor akan terjadi desakan

elektron dari pita valensi menuju ke pita kondukei eehinssa

menghasilkan epeaiee yang berpaeangan yaitu elektron dan

hole. Bilamana proses ini terjadi dalam larutan yang beriei

katalie dan larutan 1on1k maka ion teraebut sebasian akan

teredukei dan terokeidaei (8].

Pede semikonduktor tipe n bila dicelupkan ke dalam + larutan yang terdiri dar1 paaangan redoke A I A, elektron

yan!'l t1mb\tl pada permukaan eemlkonduktor akan bereakei

+ densan zat okeidator A . Dengan dem1k1an kekosonsan pacta

permukaan eemikonduktor menyebabkan pita energ1 melengkuns.

hal in1 diperlihatkan pede gambar 2.1 . Dengan melengkungnya

pita enersi elektron dan hole memieah eecara epontan,

elektron menuju fasa ruah sem1konduktor. Bile terdapat

epee1 yang poteneial reduke1nya rendah make terjad1 tranfer

elektron pada antar muka (9):

7

PLlo Jcondulcci..

Li.t\9Jcc:u. fermi. -~~==-:::

rQ..Qa. muka

Gambar 2.1. Diagram tinskat eners1 pacta aemikonduktor tipe n bile. terdapat kontak langaung den~an larutan yang terdiri dari paaansan redoka A /A.

2.1.2. Reduksi Polokatalitik

Reaksi reduksi fotokatalitik dapat berlangsung

apabila sistem tereebut merupakan suspena1 larutan yang

terd1r1 dar1 ion logam dan partikel katalis semikonduktor,

dan kemudian dieinari dengan energi foton yang lebih beaar

dari energ1 gap katalienya. Untuk katalis titanium diokeida

biaeanya digunakan einar UV dengan panjang gelombang lebih

kecil dari 400 nm. Hasil reaksi berupa logam teredukai yang

terdepoait pacta partikel katalia. 2+ Suatu aistem yang terdapat ion logam Cu dan T10

2

dan energi foton hv make. akan terjadi reaksi berikut:

+ h v e (2.3>

8

+ 2 e

+ 2 p t/z 0 + 4 H+ 2

Sedangkan reaksi secara keseluruhan adalah:

(2.4)

(2.5)

+ ~/2 0 + 4H+ ( 2. 6) 2

Karena pada reaksi reduksi ini terJadi penguraian

molekul air menJadi oksigen, untuk menghindari oksidasi

kedalam sistem tersebut dialiri dengan gas nitrogen eelama

be~lanssungnya reaksi. Pada penelitian ini kecepatan alir

gas nitrogen eebeear 3 liter per Jam [10) .

2. 2 . Kinetilca Kim! a

Kinetika ltimia merupakan cabang ilmu kimia yang

mempe laJari masalah laJu dan mekanisme reaksi kimia.

Kinetika kimia mempunya1 dua tuJuan utama yaitu

mengestimasikan data-data mengenai hubungan laju reaks1

densan variabel yang dapat d1kendalikan dan sekaligus

memperkirakan mekanisme reaksi terse but dari hasil

pengamatan laJu reaksi·

2.2. 1. Laju realcsi dan penentuannya

Laju reaksi didefinisikan sebagai berkurangnya

konsentrasi reaktan per eatuan waktu a tau bertambahnya

koneentrasi produk per aatuan waktu. Satuan dar1 laju

reaksi tergantung pada satuan konsentrasi dan waktu. Bila

konsentrasi reaktan diungkapkan dalam ppm dan waktu menit

n1aka laJunya adalah ppm per menit [ 11].

9

Ungkapan laJu reaksi untuk reaksi reduksi • 2+ fotokatalitik ion logam As dan Cu dinyatakan sebagai:

Besarnya laJu reaksi reduksi logam 1n1 diperoleh densan

cara memplotkan koneentrasi ion logam tersisa sebagai

funssi waktu. Harga 1n1 ditunJukkan oleh besarnya

kemiringan dari srafik yang didapatkan.

2.2.2. Tetapan laju reaksi d a n Ord e Reaksi

Proses reduksi fotokatalitik pada logam tembaga yang

melibatkan persamaan reaks1 pada persamaan (2 . 6) akan

menghaailkan persamaan laJu reaksi :

k ( 2. 7)

Karena Jumlah H20 dalam larutan sangat berlebih (larutan

sangat encer dibandingkan ion losam tembaga) maka dalam hal

1n1 dapat dikatakan bahwa konsentrasi airnya adalah konetan

sehingga persamaan laju reaksinya dapat dituliskan:

= k (2 . 8)

Dari persaman laju reaksi diatas konstanta kesebandinsan k

disebut densan tetapan la:lu reaksi, yang epesifik dan

karakteristik untuk laJu reaks1 tertentu. Harga 1n1 berubah

terhadap perubahan temperatur reaksi. Sedangkan pangkat m

pacta konsentrasi ion tembaga pacta persamaan laju diatas

menunjukkan orde reaksinya. Orde reak s i 1n1 tidak dapat

10

ctitentukan ctari euatu pereamaan reakei kimia tetapi harue

dipastikan dari data ekeperimen.

Cera menentukan harga tetapan laJu reaksi dan orde

reakei pede penelitian ini adalah dengan menggunakan metode

konsentrasi awal. Pacta konsentrasi awal yang berbeda

diperoleh beearnya laJu reakei yang berbeda maka harsa k

dan m ctapat ditentukan ctari penurunan persamaan (2.8). Bile

laJu reaksi yang diperoleh tiap konsentraei awal adalah r

dan koneentraei awal eebesar C maka persamaan tereebut

analog densan:

r = k C m

log r = log k + m los C

(2.9)

(2.10)

Ternyata ha81l penurunannya merupakan euatu persamaan saris

lurus. Dengan demikian harga k dan m ditentukan dari

intersep dan kemirinsan dari srafik yang memplotkan harsa r

sebagai fungei koneentrasi awal larutan ion logam.

Pacta penelitian sebelumnya didapatkan pereamaan laJu

reaksi reduksi fotokatalitik pacta ion logam Cu2• dan ion

As• adalah r [Cu2

• ] = 1,112.10- s [Cu2 •J 0'563

= 2,793.10-• [Ag•] 0'678 [12].

2.2.3. Pengaruh temperatur terhadap kecepatan reaksi

Secara umum kenaikan suhu menyebabkan kecepatan

reaksi bertambah, sebaliknya penurunan suhu akan

memperlambat reaksi. Adanya perubahan kecepatan reakei

11

akibat perubahan suhu dinyatakan dalam harga tetapan laju

reaksi k. Ket1ka suhu d1na1kan harsa k menJad1 bertambah .

Bila daerah suhu tidak terlalu lebar, ketergantungan

tetapan kecepatan reaks1 terhadap temperatur eerta energi

akt1vae1 dapat d1tul1skan dengan persamaan emp1r1k yang

diueulkan oleh Arhenius C1889 ) sebagai berikut [13]:

Dimana: k =

A =

R =

=

= E a. =

k = A

Tetapan

Tetapan

Tetapan

-Ea./RT e

kecepatan

Arhenius

gas umum

8,314 Joule mol -· 1,987 Kalori mol -· Energi aktivasi

(2.11)

reaksi

K-'

K-•

Energ1 aktivaei edalah merupakan energi minimum yang harua

dilampaui agar dapat terjedi reaks1, energi aktivaei

mempunyai aatuan Joule per mol atau kalori per mol. Pada

suatu reaksi apabila makin tinggi energi aktivasi, maka

makin lambat reakei berlangsung pacta euhu tertentu. Energi

aktivae1 ser1ngkal1 berguna dalam meninJau mekan1eme

reake1. Dari pereamaan diatae dapat diturunkan sehingga

bisa digunakan untuk menentukan energ1 aktivaei eecara

grafik. Haeil penurunan meberikan pereamaan:

ln k = ln A E I RT a.

(2 . 12)

Harge energi aktivasi dinyatakan dari kemiringan grafik

yang dibuat dengan ln k eebagai sumbu Y dan 1/T (auhu)

sebagai eumbu X ( 14].

12

Penel1t1an mengena1 pengaruh euhu terhadap reake1

fotok1m1a telah banyak d1pelaJar1, d!antaranya adalah pada

reake1 H + N02 OH + NO yang diamat! pada euhu

antara 296 - 760 K dan diperoleh energi aktivaei 1,5 kJoule -· mol (15].

2.3. Ka~alis Semikonduk~or Ti~anium Dioksida

Diantara katal!e eemikonduktor berupa losam okeida,

eelama in! YanR paling banyak digunakan dalam penelitian

adalah T102 • Reakei-reakei yang menggunakan katalie

titanium diokeida adalah reakei fotoredukei, fotookeidaei

dan fotodekompoeiei. Ditinjau dar! eifatnya T102

mempunya1

eners1 oelah yang relatif eempit (3,2 eV), eehinssa

memungltinkan proeee fotokimia terbentuk dengan penyerapan

eejumlah frakei enersi yang eeeuai dar! einar tampak.

Setelah dilakultan penyinaran maka akan terjadi perpindahan

elektron dar! pita valenei menuju pita kondukei, perietiwa

1n1 akan menshaeilkan paeansan elektr on dan l .vbang, eehingga

mensak1batkan terJadinya proeee katal1ea. Selain 1tu T102

dan W09 mem111k1 keetab1lan pada Jarak pH yang luae [15].

Proses fotokim!a yang menssunakan eebaga1

katalie, pertama kali dilakukan oleh Bard (1978). Titanium

diokeida disunakan untuk proeee okeidaei pada polutan

organik fenol dan eianida, aehinssa didapatkan proses

reaka1 yang lebih cepat. Pacta reakai fotooka1das1 1n1

kecepatan reake1nya dipensaruhi Juga oleh kehadiran logam

terlarut. Kehad1ran logam-logam teraebut ada yang

13

mempercepat reaksi dan memperlambat r eaksi . Dari pe nelitian

sebelumnya yang dilakukan Aikigawa dan Sukigara (1983) yang

menyatakan bahwa kontak pad a permukaan katalis

semikonduktar merupakan faktor utama terJadinya transfer

elektron pacta reaksi yang menggunakan sinar atau foton

Penelitian tentang proses fotookaidasi dengan katalia Ti02

yang telah dilakukan adalah untuk oksidasi senyawa-senyawa

orsanik berbahaya dalam bentuk larutan ca ir. Salah aatu

reakai fotooksidasi tersebut adalah penguraian aeam okealat

yang terdegradaei menjadi karbondioksida . Pacta reakei

oksictasifotokatalitik ini eangat diperlukan oksigen aebagai

oksictator selama proses reaksi [16) .

Katalis Ti02

banyak ctimanfaatkan j uga pada r eaksi

reduksi fotokatalitik ion-ion logam, sehingga logam hasil

rectuksi terdepoeit pacta semikonduktor Ti02

dan warna

suspensi mengalami perubahan. Pertama kali T102

ctigunakan

pacta reaksi reduksi fotokatal1t1k terhadap i on merkuri (II>

yang terdapat pacta suatu larutan, dan disinari ctengan lampu

UV. Dalam perkembangannya telah banyak penelitian yang

dilakukan pacta rectuksi fotokatalitik yang menggunakan

katalis Ti02

, yakni reduksi terhadap logam Cu <II>, Ag (!),

Au <I II ), Hg (!!), Pt <IV), Ni CII) dan Cd <II> [17). Pacta

saat berlangeungnya proses rectuksi f otokatalitik ini

ctiharuskan tidak terctapat oksigen terlarut. T102

seperti

halnya oksida logam lainnya dapat bertindak pula sebagai

adsorbat terhactap ion-ion logam, dengan membentuk i katan

koordinasi. Dengan ctemikian katalis Ti 02

dapat membantu

14

penurunan konsentrasi ion logam yang terdapat dalam

larutan. Pens~naan katalis Ti02

selain untuk reaksi

redoks adalah pada proses fotodekomposisi . Pacta proses ini

suatu senyawa yang menerima dan menyerap sinar, secara

langsung menghasilkan suatu molekul teraktivasi. Molekul

1n1 dapat bereaksi lebih lanjut atau mengalami suatu

peluruhan. Molekul ini menyalurkan energinya melalui

tumbukan dengan molekul lain dan akhirnya menghasilkan

suatu produk.

Reaksi-reaksi lain yang melibatkan katalis titanium

dioksida Juga telah banyak diPelaJari, diantaranya oks1das1

hidrogen eulfida menjadi sulfur dioksida, dehidrasi

alkohol, amoksidasi, metilasi, isomerieasi dan alkilasi.

Keberadaannya di alam T102

berbentuk ··anatase··,

"rutile" , dan "brookite". Dar1 ketiga bentuk tereebut yang

paling stabi l adalah anatase dan Jen is inilah yang d ipakai

pada penelitian ini. Dipilihnya bentuk anatase sebagai

katalis sebab mem1lik1 sifat-sifat antara lain bisa

lebih aktif bila d1kena1 sinar, secara k1m1a lebih stabil,

tidak berbahaya bag! 11ngkungan dan mudah didapatkan d1

alam serta mempunyai luas permukaan yang besar dan mem111k1

peri- pori yang kecil. Dengan adanya sifat-sifat tersebut

titanium d1oks1da anatase mempunyai aktifitas yang besar

sebagai katalis [18).

Pada penelitian in1 disunakan titanium d1oks1da

anatase Desussa P-25 dengan cir1-cir1 eebaga1 berikut [19):

15

area spesifik

diameter partikel

den sitae

energi celah

2.4. Energi Kalahar i

= = = =

2 50 m /gr

0.78 ~m

3,9 gr/ml

3.2 eV.

2.4.1. Tinjauan umum sinar malahari

Energi matahari merupakan hasil reaksi termonuklir

yang terJadi dalam perut matahari. Intensitas penyinaran 2

yang diterima di bumi mencapai 1300 W/m . Sebelum menembue

atmoefer bumi rad1ae1 sinar matahari mempunyai panjans

gelombang antara 0,1 - 50 ~m. Berdasarkan pada panjang

gelombangnya, energi matahari dibagai menjadi tisa daerah

spektrum : Spektrum ultra violet A kurang dari.0,38 ~m.

spektrum sinar tampak dengan A 0,3 ~m- 0,78 ~m. spektrum

infra merah dengan A lebih besar dari 0,78 ~m.

Sewaktu menembus atmosfer bumi, s inar ultra violet

yang A nya kurang dari 0,29 ~m akan diserap oleh ozone,

sedangkan untuk infra merah diserap oleh uap air dan C02 .

Dengan demikian sinar matahari yang sampai pada permukaan

bumi A nya sekitar 0,3 - 3,0 ~m dan intensitasnya kira-kira

100 W/ m2

[20).

Adanya partikel debu dan molekul-molekul gas

diangkaea maka einar matahari sebagian akan dipantulkan

kembali ke anskaea atau dipantulkan ke berbagai arah. Jadi

einar matahari yang diterima di bumi dibedakan menjadi

radiasi langeuns dan radiasi difusi . Pada cuaca cerah

16

radiasi langsung dan radiasi difusi. Pada cuaca cerah

radiasi langsung dapat mencapai 85 % dan sisanya radiasi

difusi.

Tinaai rendahnya intensitas sinar matahari pacta suatu

tempat antara lain dipengaruhi oleh letak geografis,

Perubahan iklim dan cuaca. N~~~u dalam setahun, waktu dalam

har1 dan sudut datang sinar matahari pada permukaan bumi

(21).

Pada penelitian 1n1 sinar matahari yang digunakan

adalah pada saat cuaca cerah khususnya pada pukul 10.00

sampai pukul 14.00. Pada selang waktu 1n1 intensitas sinar

bisa dianggap te~ap, eebab perubahan intensitasnya relatif

sangat kecil. Dari pen~lit1an yang telah dilakukan

diperoleh harga intensitas sinar rata-rata untuk tiap jam

sebesar 7,73.HJ8; 8,58.1018

7,89.ld8; 7,3l.ld8 pada

jarak waktu tersebut (22].

2.4.2. Penentuan intensitas sinar matahari

Besarnya intensitas sinar matahari yang digunakan

pacta penelitian ini diukur dengan metode aktincmetri. Pacta

metode aktinometri intensitas diukur berdasarkan pads

jumlah foton yang bisa menyebabkan reaksi fotokimia yang

terjadi pads suatu larutan yang telah diketahui rendemen

kuantiknya. Larutan tersebut adalah uranil oksalat dengan

rendemen kuantik 0,53. Yang dimaksud rendemen kuantik 0,53

adalah setiap foton akan mangakibatkan dekomposisi 0,53

molekul asam oksalat menjadi cq,, CO, dan liz 0.

Persamaan reaksinya adalah:

17

uo 2+ :t

+ h v (2 . 13)

co- + co + H o + uo 2 +<2.14> 2 2 2

Pada reaksi tersebue dapat dilihat bahwa asam oksalat yang

terdisosiasi ekivalen densan intensitas sinar yang masuk

kedalam larutan. Densan mengamati kecepatan dissosiasi asam

oksalat t1ap satuan waktu tetentu, maka intensitas sinar

dapat dihitung densan rumus berikut:

r v I abe = (2.15)

1' = kecepatan reaksi dekomposis1 a sam oksalat

(mol/11ter-men1tl, Volume larutan total = V dan n adalah

rendemen kuantik dari larutan uranil oksalat [23 ] .

2 . 5. Logam Tembaga CII) dan Perak CI)

Kedua logam tembaga Cu (II) dan perak As (I)

merupakan logam yang merupakan sumber polutan yang banyak 2 ~ ~ dieemukan pada perairan. Ion logam Cu dan Ag mem111k1

urutan toksisitas yang termasuk t1ngg1 terhadap makhluk

hidup. Ion tereebut bersifat eebagai pencari susus nitrogen

dan sulfur pada metabolisme makhluk hidup [24] .

Banyak 1ndustr1 yang 11mbahnya menyumbangkan polutan

1 Ag• ogam dan Cu2•, misalnya 1ndustri elektroplatt1ng,

alat-alat 11str1k, pabrik gelas, zat warne dan pabrik

alloy. Pest1sida juga banyak menganduns garam tembaga.

• d Cu2• Selain alasan diatas pemilihan ion As an

sebagai logam yang akan d1reduks1 didasarkan pad a

18

penelitian sebelumnya yang sudah terbukti bahwa ion

tersebut dapat tereduks1 dan kinetikanya dapat diamat!

dengan baik.

Antara kedua

?Otens1al reduksi

log am

yang

As• dan

besar.

cU2• dibedakan oleh

Parameter 1n1 akan

berpengaruh pada berle.nssungnya reaks1 reduksi

• fotokatalitik pada masing-masins ion. Ion Ag potensial

reduks1nya 0,779 V dan ion Cu2• 0,345 V (25).

2.6. Spektroskopi S&rapan Atom

Spektroskopi serapan atom (SSAI merupakan metoda

teknik analise k1mia pede penentuan kadar unsur logam dan

semilogam yang terdapat didalam cuplikan. Metoda 1n1

didaearkan pede pengukuran besaran sifat fisika yang timbul

atau berubah akibat adanya interaksi antara materi dengan

berbagai bentuk energi (panes, eners1 radiasi, energi kimia

dan energ1 lietrikl.

Bile suatu atom yang berada dalam keadaan daear

dikenakan euatu energ1 dengan pan.1ang selombang yang eeeuai

akan dieerap oleh atom netral tereebut dan akan tereksitasi

ke tingkat tenaga yang lebih tinggi (tingkat terekeitasi).

Atom yang berada pacta keadaan terekeitaei keadaannya tidak

stabil dan akan kembali ke tinskat tenaga dasar dengan

men1ancarkan enet'Ri yang berbentuk sinar.

Antara abeorbe1 radiasi densan medium penyerap

terdapat hub\tnRan kuantitatif. Teori in1 diungkapkan oleh

Lambert dan Beer (1768) . Dimana bile suatu medium penyerap

19

dibagi menjadi lapisan- lapisan imajiner yang sama tebalnya

dan suatu berkas radiasi monokromatis dilewatkan pada

medium teraebut maka setiap lapisan akan menyerap bagian

yang sama dar1 rad1as1. Secara matematik dapat dituliskan:

di - db (2.16)

Persamaan di atas menyatakan bahwa berkurangnya intensitas

- di untuk aetiap ketebalan db adalah berbanding lurus

dengan 1ntensitaa I, dengan k adalah suatu tetapan.

Hasil integrasi dari persamaan 2 . 16 adalah:

log Io -I-

Bila konsentrasi zat penyerap C. maka:

log Io = k2 c -I-

sehingga, ~ !C = \ /b

bila \ /C = a

maka k i = a C dan k2 = a b

sehingga log Io = a b c -~-

atau dapat dituliskan A = a b c

(2.17)

(2.18)

(2.20>

(2.21)

Dimana A adalah absorbansi. C adalah konsentrasi zat

penyerap dan a absorbtifitas spesifik. Dengan mengukur

absorbsi yang terjad1 pada suatu unsur logam maka akan

d1ketahu1 kadar logam tersebut.

Rangkaian kerja dan instrumentas1 pad a

spektrofotometer serapan atom dijelaskan pad a uraian

berikut. Pada alat spektrofotometer serapan atom terdapat

bagian -bagian yaitu:

20

1. Sumber sine.r

2. Sistem penge.t ome.n

3. Monokrome.tor

4. Detektor

5. Sistem pembacaan

Sumber sine.r diperlukan untuk menghasilkan sinar yang

nantinye. energinye. dape.t dieerap oleh atom- atom unsur yang

dianalisa. Sumber sinar yang d1sunakan adalah lampu katoda

berongga (Hollow Cathode Lamp). Jenie lampu katoda berongga

yang digunakan dalam analise. tergantung pada jenis losam

yang akan dianalisa.

Cuplikan yang diamati dengan metoda 1n1 adalah berupa

larutan, perlu dilakukan euatu proses untuk mengubah

cuplikan dalam larutan yang berbentuk ion menjad1 atom

bebae . Proses ini dikenal densan atom1sas1 yang menggunakan

n1etode atomisasi nyala api. Untuk mendapat atom bebas

dlperlukan tenaga untuk memieahkan keterikatannya de.lam

eenyawa atau molekul. Tenasa 1n1 diperoleh dari panas nyala

api dengan temperatur tertentu. Nyala beraeal de.ri be.han

bake.r dan okside.tor. Cuplike.n d1h1eap maeuk kamar pencampur

dan dlsemprotke.n ke dalam nyala ap1 eebaga1 kabut he.lue.

Kemudian terjadi proses desolvas1 (penguapan pelarut) dan

cuplikan men.jadi but iran hal us. Densan demikian d1has1lkan

suatu nyala api vans mense.ndung atom-atom netral unsur yang

akan d1anal1ea, dimana elektron pacta uneur tersebut berada

pacta keadaan azasnya.

21

Sinar yang berasal dari sumber sinar diterima

atom-atom netral unsur pada nyala. Pada saat 1n1 radiasi

resonansi akan diserap oleh atom tersebut. Fraksi tertentu

dari uep atom logam akan mengalami proses eksitasi. Atom

yang tereksitasi ini akan mengemisikan radias1 resonansi ke

semua arah pada panjang gelombang yang sesuai. Radiasi

emisi diteruskan dan dibiarkan melalui monokhromator dan

ditangkap oleh detektor dan diubah menJadi energi listrik.

Energi 11str1k yang dihasilkan dipergunakan

mendapatkan suatu data yang dapat dibaca. Data

dihasilkan berupa prosen transmitan atau absorban.

untuk

yang

Pacta gambar 2.2 d1Je laskan secara skematik semua peristiwa

mulai dari atomisasi sampai perekaman data [26, 27] .

[D--6---Sumber Chopper -< s.- Bahan/' '-rn-rl

Sa lear

Monoluomator

Gamber 2.2. Skema peralatan SSA

22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

BAB II

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan yang D1gunakan

3. 1.1 . Peral atan yang digunakan

Alat-alat yang diperlukan dalam

adala.h: beker glass dengan volume 3 Liter

berlangsungnya reakei, hot plate lengkap

magnetik untuk mengatur su.hu dan sekalisus

penelitian ini

aebagai tempat

dengan pengaduk

untuk mengaduk

euspenei eelama berlangeungnya percobaan , termometer untuk

mengukur suhu suepenei, DO-meter untuk mengukur kadar

okai gen terlarut, tabung gas nitrogen, difuser yang

digunakan untuk mendapatkan gelembung dari gas nitrogen ,

dan spektrofotometer eerapan atom eekalisua lampu katoda

berongga untuk logam As dan Cu, alat ini digunakan untuk

menganaliea haeil reakai setelah cuplikan diearins dengan

corong Buchner dan kertae earins Wathman, serta peralatan

gelae lainnya eeperti buret, pipet velum , pipet tetee, labu

ukur. gelae ukur, erlenmeyer, dan l a in aebagainya .

3.1.2. Bahan-bahan yang digunakan

Selama

kimia berupa

penel1tian ini

perak nitrat

dibutu.hkan

(AgN09

),

ba.han-ba.han zat

tembas a nitrat

CuCN09 l 2 , eerbuk titanium d1oke1da Degueea P- 25, gas

nitrosen,uranil nitrat, aeam okealat (H2

C20.. . 2 H

20),

larutan KMn04

0,02 H. aeam eulfat pekat, aquadeat dan air

dem1neralieae1.

23

3. 2. Pen e n t.Wln Int.e ns i t. a s: S i nar M.at.ahari

Penentuan inteneitae siiner matahari dengan

menggunakan metode aktinometri, yang menggunakan uranil

oksalat yang telah diketahui rendemen kuentiknya sebesar

0,53. Asam oksalat direaksikan dens an uranil nitrat.

Langkah pertama adalah membuat larutan as am okealat 0,1 H,

dengan cera 25,2132 gram H2

C20

4. 2H

20 dilarutkan dalam

aguadeat. Larutan yang diperoleh kemudian diencer kan eampai

volume due liter dengan aquades t , seh ingga didapatkan

larutan asam oksalat 0,1 H.

Langkah kedua adalah me lakukan penyinaran larutan .

Lar utan aeam oksalat 0, 1 t1 sebanyak 2 liter d imasukkan

dalam beker glass ukuran 3 liter , kemudi an pede larutan 1ni

dikenakan sinar matahari secare. l angsung a gar sinar

matahari maeuk kedalam larutan tereebut. Uranil nitrat

sebanyak 0,4 mol ditambahkan kedalam larutan tereebut dan

eambil dilakukan pengadukan dengan pengaduk magnetik. Saat

1n1 ditetapkan eebagai waktu nol. Reaks1 dibiarkan

berlangeung dan tiap eelang waktu 30 menit yaitu pada menit

ke 0, 30, 60, 90, 120, cuplikan diambil aebenyak 5 ml.

Kemudian dianalisa dengan car a dit1tras1 densan

menggunakan larutan Kt1n04

0,02 H. Sebe lum dit1tras1 pede

cuplikan ditambahkan setetes asam oksale.t pekat dan

0 cUpanaskan pede suhu 70 C , untuk menyempur nakan reake1nya.

24

3.3. Penen~uan kecepa~an reaksi reduksi fo~oka~ali~ik

Dua lite~ masins-masing lerutan ion logam dengan

konsentrasi awal tertentu (varies! konsentrasi) dimasukkan

dalam reaktor fotokimia (gambar 3.1). Larutan diaduk dengan

pensaduk magne~ik, kemudian gas nitrogen dialirkan melalui

diffuser dengan kecepatan alir 3 liter/Jam. Kemudian

konsentrasi oksigen terlarut diukur dengan DO- meter sampai

diperoleh koneentrasi oksisen terlarut mendekati nol ppm.

Pada saat koneentrasi okeigen terlerut mendekati nol ppm,

serbuk T102

sebanyak 400 mg dimasukkan ke dalam larutan dan

tetap dilakukan pengadukan. Suhu larutan diatur eesuai

dengan euhu yang diinginkan dan dijaga agar tidak tejadi

perubahan euhu pada eaat reakei berlanseung. Pada waktu

yang bereamaan larutan d1s1nar1 dengan einar matahari.

aehingga terjadi reeks! redukei terhadap ion logam dalam

larutan oleh pertikel T102

. Reaksi terjadi bila ada

perubahan warne larutan.

Reakei dibiarkan berlangeung terus. dan pada selang

waktu 30 , 60, 90, 120 menit, larutan diambil aebanyak 10

ml, kemudian disaring dan filtrat yang diperoleh dianalisa

konsentrasi ion logamnya dengan menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom. Analise ion perak diamat!

pada panJang gelombans 328,1 nm sedangkan untuk analise ion

tembaga pada panJang gelombang 324,8 nm. Sebelum dilakukan

pengukuran absorbansi cuplikan. disiapkan suatu larutan

deret standar untult memperoleh kurva standar. Kurve 1n1

25

dibuat antara absorban terhadap konsentrasi , dari kurva

inilah konsentrasi cuplikan dapat diketahui.

Variasi yang dilakukan pacta percobaan ini adalah: ion

logam perak dan tembaga, koneentrasi awal masing-masing

larutan ion logam yaitu 25 ppm, 50 ppm, 75 ppm dan 100 ppm,

waktu reaksi katalisa yang diamat! pacta menit ke 0, 30, 60,

90 dan 120, eerta suhu kondisi reaksi, dimana reaks1

dilakukan pacta suhu 45°C, 55°C, 65°C, 75°C, dan 85°C.

::0-/ '-/I\\

7

1

II

H(j ••. -3 -. . .00 --- --· .. . ·· o ···.;

2

0 E)

Gamber 3.1. Susunan reaktor fo tokim1a

Keterangan gambar: 1. Gelae piala 2 . Pengaduk magnet1k 3 . Difuser 4. Hot plate 5. Tabung gas nitrogen 6. Siner mataha~i 7. Termometer.

?h

BABIV

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4. 1. Penenluan Inlensilas Sinar Kalahari

Berlangsungnya reaksi fotok1m1a sangat tergantung

pada intensitas sinar yang diabsorbsi media pereaksi. Pacta

penel1t1an 1n1 telah dilakukan pengukuran 1ntens1tae s1nar

matahari. Hetoda yang disunakan adalah aktinometr i yang

menggunakan aeam oksalat dan uranil nitrat. Dar1 percobaan

diperoleh data hasil d ieaosiaei aeam okaalat pada eetiap

waktu penyinaran 30 men1 t yang dilakukan aelan1a 120 men1 t

pacta volume larutan 1 liter. Data 1n1 tercantum pada

lamp1ran B.

0 12

0.

- 0.08

~ ·;;; :! o.ce c .. ~

" 0

"' O.o;.<

0.02 ~

0

c 6~

Wa~tu (menit)

y c 4 0007~..: • 0.09-!2~

R = 0 985-j.S

eo 100

Gambar 4.1. Grafik penentuan kecepatan d1aaos1aa1 asam okaalat

27

Dari data tersebut d i tentukan besarnya kecepatan atau

laJu d1seos1ae1 aeam okealat secara graf1k. Dimana

konsentras1 aeam okealat yang tersisa diplotkan ter hadap

waktu penyinaran. Kecepatan diss osiasi a sam okealat

dinyatakan dalam satuan mol/11ter- menit.

Persamaan saris lurus eecara lengkap yang diperoleh

adalah C = -7.5467 x 10-.. t + 0,09424 dengan koefisien _ ..

korelaei 0,9853 . Kemirinsannya adalah -7,5467 x 10 , harga

nesatif ini menyatakan pengurangan koneentraei a sam

oksalat, eedangkan kecepatan dissosiasinya adalah _ ..

7 .5467 x 10 mol/liter-menit.

Intensitae einar matahari dapat di hituns dengan rumus

pacta persamaan 2 .15 . Apabila diketahui rendemen kuantik

uranil nitrat 0,53 mol/Einstein dan volume larutannya 1

liter maka intensitas yang diperoleh adalah 1,4239 X 10-9

Einstein/menit. Bila dinyatakan pacta setiaP detik adalah

-:s 2,3731 X 10 Einstein. Jadi dalam waktu 1 detik akan

dipancarkan einar sebeear 2,3731 X 10 _,

mol foton

atau 1,4286 x 1010 foton, karena 1 mol adalah 6,02 x 1029

•

lnteneitas sinar matahari sebesar 1, 4286 x 1010

Foton/detik diperoleh dari percobean dengan volume larutan

satu liter. Jadi setiap m111ter mem111k1 intensitas sebesar

16 1.4286 x 10 . Besarnya intensitas sinar matahari dari

penelitian ini memenuhi syarat berlangsungnya r eakei

fotokimia. Biaeanya dalam eietem fotokimia inteneitas sinar i!ll t:S 9 yang digunakan adalah 10 - 10 kuantum terabeorb/cm - dt.

28

Dengan demikian sinar matahari dapat digunakan pada

penelitian eelanjutnya yang mempelajar i adanya pengaruh

temperatur pacta reakei redukei fotokatalitik ion logam

perak dan tembaga.

Namun perlu diperhatikan bahwa kondiei cuaca dan

waktu pelakeanaan pada kedua percobaan harue eama eehingga

apabila ada perubahan intenaitaa, perubahan tereebut tidak

terlalu beear.

4 . 2. Pe ngaruh Tampara~ur pada Reaksi Reduksi ~o~oka~ali~ik Ion Logam

4. 2.1 . Pengaruh Tempera~ur pada Penurunan Konsen~ra~i Ion Logam Ag CD

Haeil penurunan ion logam Ag+ eelama reakei redukei

fotokatalitilt pada eemua variaai temperatur tercantum pacta

lampiran C2 dan telah digambarkan pada gambar 4.2, 4.3, 4.4

dan 4.5 . Haeing- maeing gambar tereebut menyatakan haeil

penurunan konsentrasi ion logam pada koneentraei awal

25 ppm, 50 ppm, 75 ppm, dan 100 ppm.

Selama percobaan kond1e1 suhu dibuat konetan tetapi

pada pelakeanaannya maeih mengalami deviasi eebesar + 1°C.

Selain kondisi suhu ada kondisi lain yang perlu dicatat.

Yalmi kondisi pH larutan untuk eetiap sistem reakei

berk1ear antara 5,0 - 6,5. Sedangkan untuk kadar okisl.gen

terlarut adalah 0,5 - 0,7 ppm, eetelah pensueiran dengan

nitrogen selama 1 ,jam. Kadar okeigen 1n1 tidak bisa

mencapa1 0 ppm eebab reakai dilakukan pada tempat terbuka.

29

3C I 25

e c. .Sc

20

;; .. IS I ~ .. ..

c 0

"' 10

s

0 0 20

Gambar 4 . 2 .

MK :: l ' •o

E 0.

= I

·;; 35-

.s = .. ~

30

3 "' 25

20

15

10 0 20

Gambar 4.3.

- ... n,Js<t --"'"" s5<t --,.,.., es't -A- sunu i!fC

-- •UI"'I es"C

40 50 so 100 120 140

waktu (menit)

Hasil penurunan konsentrasi i on ( !) den§an ko~sentra&i awal 25 euhu 45 C, 55 c , 65 C, 75 C dan

losam As ppm pada 85°C.

40 60 80 100

waktu (menit)

' --s"~u4'f2 --- $1,.!'11.. 59: ~sunueft -4t- su.,u 75°C

--sura es0c

120 \4 0

Hasil penurunan konsentr asi ion (I) denQan konsentrasi awal 50

'(:/ 0 0 0

logam Ag ppm pada 85°C. suhu 45 C, 55 C , 65 C, 75 C dan

30

c "' .e .. .. ~

: u .. c 0 ...

ao

70

e 150

~ .. ~ so i .. " 0 ... •o

30

20

110

1~

90

80

70

150

50

•o

30 0

0 20 40 80

waktu (menit)

100

• -+- suill.l o* i--.- sur" 1fc -+--..ru es't

120 140

Gambar 4.4. Haail penurunan konaentrasi ion logam Ag (!) den§an konaentrasi awal 75 ppm pada auhu 45 C, 55°C , 65°C, 75°C dan 85°C.

20 60 80

wak1u {menit)

100

j -- suhu •S'c I 1 -- sut'u 5S°C '

i -+-- so.hu ss"c : . ' I -- Slll\U 75 c I ! -+-- ' """ es"c

120

Gambar 4.5. Ha s il penurunan konsentrasi ion logam Ag ( !) denQan konsentrasi awal 100 ppm pada

~ 0 0 0 0 euhu 45 C, 55 C , 65 C, 75 C dan 85 C.

31

Pacta gambar 4.2 terlihat penurunan konsentrae1 pacta

waktu reaksi 30 menit leb1h besar dari pacta penurunan yang

terJad1 pacta waktu reakei 60, 90 dan 120 menit. Haeil

pengamatan penurunan konsentras1 pacta perubahan suhu reaksi 0 0 45 C - 85 C untuk saat reaksi 30 menit pertama adalah

4,5 ppm, sedangkan pacta 30 menit kedua, ketiga, dan keempat

masing-masing adalah 1,7 ppm, 1,9 ppm dan 0,53 ppm . Atau

dapat dikatakan bahwa konsentrasi i on logam As• mengalami

penurunan terbesar pacta saat reakei 30 meni t pertama.

Sedangkan pacta gambar 4.3 memberikan hasil pengamatan +

untuk penurunan konsentraei ion logam Ag pacta koneentrae1

awal 50 ppm. Fenomena yang terjadi adalah eama dimana

penurunan koneentraei ion logam ter l ihat jelas ketika waktu

reakei 30 menit pertama. Demikian juga untuk koneentraei

awal 75 ppm dan 100 ppm.

Dar1 pengamatan yang dilakukan pacta haeil penelitian

1n1 dapat d1s1mpulkan bahwa peningkatan temperatur dapat

meningkatkan hasil reakei reduksi fotokatalitik ion logam

Ag· hanya pacta waktu reakai 30 menit pertama. Haeil 1n1

menunJukkan bahwa ada faktor dar! katalis titanium dioksida

yang dipergunakan. Pacta saat awal titanium dioksida mae1h

mem111k1 permukaan yang bereih, sehingga log am yang

terdeposit bisa maksimal. Kenaikan suhu memberikan sed1k1t

pengaruh pacta kecepatan reaksinya. Sedangkan waktu reaksi

diatae 30 menit, reaksi menJadi lebih lambat sebab partikel

titanium dioksida eudah terpenuhi oleh deposit logam .

32

Bagaimana pengaruh temperatur pacta kecepatan reakei

reduke1 fotokatal1t1k ion logam As• akan lebih Jelae bile

melihat hasil k1net1ka eecara keeeluruhan. Pengaruh 1n1

dapat diamat! dar! harga kecepatan reaksi (r) pad a

mae1ng-mae1ng kond1e1 temperatur percobaan. Hasil 1n1 akan

dibahas pacta bagian sub bab 4.3 dalam makalah 1n1 ..

4 .2.2. Pengaruh Tempera~ur p ada Penurunan Konsen~rasi Ion Logam Cu CII)

Densan ){oncl1e1 reaksi yang same dengan konctisi reakei ... redukei pacta logam Ag diclapatkan haeil penelitian terhadap

2..-logam Cu clengan data eeperti pacta lampiran C2. Hasil

penurunan konsentrasi ion logam pad a eet1ap

temperatur. untuk koneentraei awal 25 ppm ct1gambarkan pacta

gambar 4.5. Sedangkan untuk konaentrasi awal 50 ppm pacta

gambar 4.6, konsentrasi awal 75 ppm pacta gambar 4.7 dan

konsentras1 awal 100 ppm pacta gambar 4.8.

Dar1 semua gambar 4.7 sampai 4 . 10 diperl1hatkan

adanya eedikit peningkatan hasil reaksi reduksi ion logam 2• 0 0 Cu akibat adanya kenaikan euhu dar! 45 Ceampa1 85 C.

hae11 1n1 hanya teramati pacta waktu reakai 30 menit

pertama. Sedangkan pacta saat reaksi eetelah 30 menit tidak

1 C Z• terjadi kena1kan pada penurunan koneentrasi ion ogam u .

Haeil 1ni membukt1kan bahwa kenaikan suhu t1dakmen1ngkatkan 2+

hae11 reakei reduks1 fotokatalitik ion logam Cu .

33

~ g -;; • " " .. c 0 ...

e "' .!!: ;;

" ~ c ., .. c .. "'

30

25 I

- - '""" ·~'t _._ ,.....,;s't

-- '""" 6s't '

101 -at.- sunu 7~ _._ sutu ss't

15

lO

5

0

55

50

45

40

~5

30

25

20

15

0 20 40 60 80 100 120

Gamber 4. 6 . Hasil penurunan konsentrasi ion logam Cu CII) dengan konsentrasi awal

025 ppm

pada suhu 45, 55, 65, 75 dan 85 C

1--suhu •ft 1

- - sunu ss't -+- sUI'lu 61'C ~s"hu 7'!'C

I , ~ stJttu es<t

0 20 •O 60 80 100 120

wak1u (memt)

Gambar 4.7. Hasil penurunan konsentrasi ion logam Cu (Ill dengan konsentrasi awal

050 ppm

pada suhu 45, 55, 65, 75 dan 85 C

34

140

140

e a. ~ ;;; ~

!; ;; d c c> ""

E' c. ~ ;; e " u .. e 0

""

80

: -- "'tw 4~ I •

70 1 -- ,.r,v s;<t -- «lltu6~

• -- sultv 7S't ! -- s..-., s~ !

eo

50

40

30~----------------------~------~------~------------~

110

100

90

80

70

eo

50

JO

0 20 40 60 80 100 120

walrtu (monn)

Gambar 4.8. Has11 penurunan konsentrasi ion logam Cu CII> dengan konsentrasi awal 75 ppm pada suhu 45, 55, 65, 75 dan 85 C

0 20 40 ao ao waktu (menit)

1CO

j su~u •s"t I I .c>o. l - - suhu5n. l

I -- ••hu ss<t __._ S<:l!u 75'c _._ sUI.! asoc

120

Gam bar 4. 9 . Hasil penurunan konsentrasi ion logam Cu (II> dengan konsentrasi awal

0100 ppm

pada euhu 45, 55, 65, 75 dan 85 C

35

140

4. 3.Kinetika Reaksi Reduksi Fotokatalitik Ion logam Ag CI)

4. 3.1. Penentuan kecepatan reaksi reduksi fotokatalitik ion logam Ag (!)

Pada penelitian ini kecepalan reaksi tidak ditent..ukan

~erdasarkar. perubahan kcnsent..rasi pada waktu tertent..u.

tetapi ditentukan berdasarkan perbedaan laju reaksi untuk

konsent..rasi awal yang berbeda- beda. Serangkaian percoban

dibuat.. dengan lcondisi yang sama dan hanya dibedalcan oleh

l:onsent..rasi awalnya. Untuk redul:si ion lcgam Ag ini

percobaannya dilakukan pada empat.. macam konsent..rasi awal e 5c:fpm . 7~pm . dan 100 ppm.

Data hasil pengamat..an dengan menggunal:an AAS

tercantum pada lampiran Cl. Dari data ini dapat dibuat..

grafik ant..ara konsentrasi + ion logam Ag tersi sa t..erhadap

waktu reaksi. Grafik yang diperoleh adalah berupa garis

lurus yang memiliki kemiringan dan intersep tert..entu. Harga

kecepat..an reaksi Cr) dapat. dlt..entuk an dari harga posit..if

kemiringan kurva. ~ecepatan reaksi (r) ini dinyatakan dalam

satuan ppm/menit .

Pada bagi an 4.2 data- data tidak disajikan dalam

bentuk gratik garis lurus melainkan berbent..uk kurva yang

memialui semua t..it.ik. Dengan menggunakan program regresi

linier maka diperoleh persamaan garis lurus yangmasih

memiliki koetisien korelasi yang mendekati sat..u, Jadi

data-data yang diperoleh dalan penel i ti an i ni masih

memenuhi syarat. unt.uk suatu garis linier.

36

e 0. .a ;; ~

" u M c 0

.><

i • Y•0.2016t• 23.579 '

l • Y=-0.29i t+4 7.5S.. !

I! 4 Y&.0.42131+74,4C8

1 • Y•0.534~+98.92

Gambar. 4. 10. Grari k Penenluan kecepalan reaksi reduksi 0 ion logam Ag CI) pada suhu 45 C.

120

11 0

100

90

eo 70

GO

50

40

30

20

10

0 I

·10 20 40 60 eo

wa,tu (menh)

100 I 0

• Y•0.2016t+23.22S6

• Y•3049t•46,478 4 Y•0.43833t•74.4

e Y• O.S371Et+98 058

Gambar.4.ll. Grarik Penenluan kecepalan reaksi reduksi 0 ion logam Ag CI) pada suhu 55 C.

37

'E

120r---------------------------------------~

110

100

90

80

.e 70

60

20c==:~;::::~ 10

0 ·I 0 .._ ____ ..;w.. ____ _.oo. _ __ ---6Jl.--_ ._...ilQ_ ___ .1.00. _ _ ...u

waktu {men~)

I+ Y- 0.196731+21.544 1 • Y"-0.301161•43.92

, . Y-ll.44433t•70.51 I e Y- 0.54451•95.97

Gambar. 4 . 14. Grafik Penentuan kecepatan reaksi reduksi ion logam Ag C!) pada suhu 85 C.

Tabel 4 . 1. merupakan l abel harga kecepatan reaksi Cr)

pada redulc:si + Ag unt.uk seU ap konsent.rasi a"'al dan set.! ap

temperatur yang berbeda-beda. Harga kecepat.an reaksi Cr)

pada t.abel tersebut. dinyatakan dalam sat.uan pp~/ menit yang

diperoleh dar! grafik.

Besarnya kenaikan kecepat.an reaksi reduksi

!'otokat.alitik ion Ag+ apabila suhu naik 10°C diungkapkan

pada kolom fakt.or kenaikan. Pada set.iap kenaikan suhu l0°C

t.idak didapatkan ada nya faktor lcenaik an Jcecepat.an reaksi.

F'akt.or kenaikan kecepat.an reaksi dari set.iap suhu pada

penelit.ian ini relat.if sama, yakni mendekat.i sat.u. Hal ini

disebabkan oleh katalis yang digunakan sebagai pereduks~,

semakin lama "'aktu reaksi semakin menurun akt.ifitasnya

sebagai pereduksi logam.

39

Tabel 4.1 Harga kecepatan reaksi pada reduksi ion logam Ag CI)

Konsentrasi Suhu Kecepatan reaksi Faktor a wal Cppm) C°C) C ppr.'/me:U L) kenaikan

25 45 0,2016 1 55 0.2016 1 05 0.1979 1 75 0,1972 l 85 0,1967 l

50 45 0 ,2973 1 55 0,3050 1,026 85 0,2973 1,0003 75 0, 2989 1 . 006 95 0,301Z 1.013

75 45 0,42!13 1 !3!5 0, 4383 1,040 65 0, 42!53 1.030 75 0 ,4327 1 . 030 95 0, 4443 1 , 050

100 45 0,5345 1 55 0,5371 1,005 05 0,5369 1.004 75 0,6424 1.015 85 0,5445 1,018

Terlihat. bahwa makin besar konsentrasi awal makin

besar pula kecepalan reaksinya. Ini membuklikan bahwa

konsent.rasi mempengaruhi kecepatan reaksi. Pada sist.em

reaksi yang konsent.rasinya besar berarti ju~~ah molekulnya

makin besar. Jadi pada volume yang sa~..a dan waklu reaksi

yang sama , tumbukan antar molekul yang terjadi makin

banyak. Sehingga kecepatan reaksinya makin besar. Rat.a-ra t.a

t.erjadi kenaikan kecepalan reaksi sebesar 0.1 ppr.'/menit.

unt.uk kenaikan konsent.rasi awal sebesar 25 ppm. Berart.i

40

bahwa kecepalan ~eaksi reduksi folokaLalilik ion loga~

di pengar uhi oleh lconsenlrasi a""al lela pi lidalc

dipengaruhi oleh lcenailcan l e mperalur.

4. 3. 2. Penenluan telapan lcecepatan real::si dan orde realcsi pada realcsi redulcsi ion logam Ag CI)

Setiap siste~ realcsi dengan lcondisi terlentu akan

member 1 lean sebuah ni lai tetapan kecepalan real::si C lc) dan

sebuah orde realcsi. Penenluan lelapan l::ecepalan realcsi Clc)

dan orde dalam penelilian ini dilakulcan secara grafik yang

mengacu pada rumus persamaan 2.10. Dari grafi k yang

memplot.lcan harga log konsenlrasi awal melawan log r Cdari

label 4 .1) malc:a menghasilkan sualu kurva berupa garis

lurus. Grafik penenluan harga 1c dan orde dapal dilihal pada

lampiran 01 sampai dengan 03, unluk seliap lcondisi suhu .

Kemiringan lc:urva menyatakan orde realc:si sedangl::an

harga k diperoleh dari invers log int.ersep. Tabel 4. 2

merupakan hasil penenluan harga t.et.apan kecepalan Clc) dan

0 0 0 orde realc:si unlulc sislem realcsi pada suhu 45 C. 55 C, 55 C.

75°C, dan 85°C. Karena orde realcsi yang didapallcan medekall

salu maka dianggap reaksi ini mengikuli real::si orde salu,

-· sehlngga saluan bagi k adalah menll .

Pada t.abel 4.2. dialas dapal dilihal bahwa orde

reaksi lidah t.erpengaruh oleh perubahan suhu reaksi,

sedanglcan harga lela pan lcecepat.an realcsi (1:) dapal

dilcalalcan hampir lidak ada peninglcalan. Hal ini membulclilcan

bahwa suhu lidak berpengar uh pada lc:ecepalan reaksi reduksi

+ fololcalalililc lerhadap ion logam Ag .

Tabel 4 .2. Harga tetapan kecepatan reaksi Ck) dan orde reaksi pada reduksi fotokatalitik 1 on loc;am Ag Cl)

suhu C°C) k (10- 4 - 1 meni l ) orde reaksi

45 7,4416 0,7223

55 8,2823 0,7347

6!5 7,6460 0,7248

75 8,2078 0,7331

85 8.9867 0,7434

4.. 4. Kinelika reaksi reduksi fotokatali til:: pada ion logam Cu (ll)

4.4.1. Penentuan kecepatan reaksi reduksi folokatalilik ion logam Cu CID

Harga kecepatan reaksi redul::si fotokalalilik ion

logam Cu2

• diberikan pada label 4.4 .. Penentuan harga r ini

diperoleh secara grafik, 2• antara konsentrasi ion logam Cu

lers1sa diplotkan t.erhadap waktu reaksi. Data ini dapat

dilihat ;>ada lampiran C2 yang merupakan hasil pengukuran

dari AAS.

Grafik penenluan kecepalan reaksi Cr) pada reaksi

reduksi fotokalalilik !on logam Cu2 • untuk suhu 45°C

digambarkan pada gambar 4 .16. Sedangkan unluk penenluan

kecepatan reaksi Cr) pada suhu 55°C, 65°C, 75°C, dan 85°C

diberikan pada gambar 4.17 sampai gambar 4.20.

42

f ! ;; ~ ~

c .. ~ 0 0 ..

e c. .:: ;; ~ c v -; ..

100

90

8ll

70

eo so 40

30

20

10

0 0 20 40 60 so

waktu (men~)

100 120

1• Y~O.IS2~1•24.3S ! 1• v~o 2330<••9.502

t .t. Y•0.3117El·73.5721

' · Y•0.3754~l•98.886

Ga~bar . 4. 15. Grafi k Penentuan kecepata n reaksi r eduksi 0

ion logam Cu CII) pada suhu 45 C.

120

110

100

90

80

70

EO

so •o 30

20

10

0 0 20 40 60 eo

waklu (menit)

100 120

• Y~O. I$3631•23,783

• Y-0.236331•48.63

4 Y•O,JI507t•72.689

• Y•0.381::•S9.512

Gar.'lbar. 4. l 0. Gr af U: Penentuan kecepatan reaksi reduksi 0

ion l ogam Cu CII) pada suhu 55 C.

43

e 0. .!: ;; .. ~

c .. ft

" 0 ...

e 0. .!: ;; ~ c .. ft c 0 ...

120

110

100 .t. Y~0.3156t•71 .495

90

80

70

80

50

~0

30

20

10

0 0 20 ~0 60 80 100 120

wak1u (menh)

Gambar.4.17. Grarik penentuan kecepatan reaksi Cr) untuk reaksi reduksi fot okatalitik ion

120

110

100

90

80

70

80

40

30

20

10

0

2• 0 logam Cu pada s uhu 65 C.

0 20 ~0 60 eo 100

waktu (menil)

120

+ Y-0.160361•23.12

8 Y~0.2<459H47.4926

.t. Y~0.320361•71 .028

+ Y~C.38366:•36.396

Gambar.4.18. Grarik Penentuan kecepatan reaksi reduksi 0 ion logam Cu CII) pada suhu 75 C.

44

12Q .--- - ------------- - ----.,

110 r, -~------, + Y-0. 1~04531•22 8&4

100 I • Y-o.230tt••5 84

- 8900 I • Y-0.320Jt•70. 12 _ . • Y=-0.3801•95 588

l :f ! so

30 1 40 c-------· --:_____::: 20 r---.-. ---------=:j 10 I 0~--~----~----------------~~

0 20 40 60 wak1u (men~)

80 100 120

Gambar.4.lQ. Grafik Penentuan kecepatan reaksi reduksi " ion logam Cu CI!) pada s uhu 85 C.

Dar 1 semua grafi k penentuan kecepatan reaksi di alas

dapat di peroleh harga r unt.uk :nasi ng-masi ng konsentrasi

awal dan masing-masing suhu. Sesarnya kecepatan reaksi

Cr) dalam satuan ppm/me nil tercantum pada Label 4.3.

Seliap kenalkan temperatur 10°C kecepat.an reaksl

reduksi fot.okat.ali LH: ion logam Cu2

• t.idak rr.engal ami

perubahan. Hal ini dapat. dilihat. pada data fakt.or ke naikan

kecepalan reaksi yang mendekat.i satu. Jadi dapat. dikalakan

bahwa walaupun suhu re3.ksi nai k kecepat.an reaksi reduksi

2• rot.okatalilik Lerhadap ion logam Cu adalah sama.

45

Tabel 4.3. Harga kecepaLan reaksi Cr) pada reaksi reduksi roLokaLalilik ion !ogam Cu C!!).

Konsent.rasi Suhu Kecepat.an reaksi Fakt.or a wal Cppm) C°C) C ppm/meni L) kenai lean

25 45 0 , 1526 1 55 0 . 1536 1.007 05 0 . 1531 1.003 75 0,1604 1,007 85 0 , 1605 1 , 051

50 45 0,2330 1 55 0 . 2363 1 , 012 65 0 . 2393 1 . 024 75 0 , 2 4.46 1 . 0 47 85 0,2301 1

7!5 45 0 , 3118 1 55 o. 31 51 l, 011 65 0 , 3156 1. 012 75 0 . 3204 1. 027 85 0,3203 1 . 027

100 45 0 , 3765 1 55 0,3800 1 .009 05 0 , 3830 1. 017 75 0 , 3837 1 , 019 85 0 , 3800 1,010

Apablla dibandinglcan anlara kecepalan realcsi (r) pada

reduks! ion logam Ag dan reduksi 2• ion logam Cu .t.erlihat.

bahwa kecepalan reaksi redulcsi ion logam Ag • 1 ebih besar

dibanding reduksi 2. Cu yang ion konsenLrasi awal unluk

sama. Adanya perbedaan kecepalan reaksi reduksi

foLokat.aliLik pada kedua ion logam berhubungan eraL dengan

pot.ensi al reduksi masi ng-masi ng ion 1 ogam. Pad a 1 on log am

perak poLensi al reduksi nya 1 ebi h besar dar i pot.ensi al

reduksi lon logam Lembaga . sehl ngga kecepaLan realc:si reduksi

46

folol<alali til< pada ion per ale lebih besar dari l<ecepat.an

realcsi redulcsi fotolcat.alitilc t.erhadap logam le~baga.

4.4. 2. Penenluan lelapan kecepalan realcsi dan orde realcsi pada realcsi reduksi fotokat.alililc ion logam Cu CII)

GraCile penent.uan harga t.elapan lcecepalan realcsi Ck)

dan orde real<si lercantum pada lampiran 04 sampai De. unlul<

lima keadaan suhu yang berbeda. Secara ringkas hasil l< dan

d •• i d i ~ 1 Cu 2 ' or e rea~s re ulcs •ololcalalit.ik pada ion ogam

diberikan oleh t.abel 4.~.

Tabel 4.4. Harga t.et.apan l<ecepalan reaksi (k)

suhu C°C)

45

55

05

75

85

dan orde reaksi pada reduksi fotokat.alitik ion logam Cu C!!) .

k -4 -1 (10 menit Orde reaksi

3,9866 0,6536

4.2270 0.6502

4,0340 0.6522

3.5201 0.6304

4,3310 0.6249

Berdasarkan hasii pengamalan t.erhadap kinetika reaksi

2+ reduksi fot.okat.a11lik pada ion logam Cu . didapat.lcan bahwa

adanya kenaikan suhu tidak mengakibatkan kenaikan harga

lelapan kecepalan reaksi dan orde reaksinya.

demlkian kecPpalan reaksi reduksi folokalalilik ion logam

Cu?•

j uga ti dak di pengar uhi ol eh kenai k an temper a l ur.

Dar 1 sel UJ' uh ur ai an pembahasan di a las secar a umum

dapal dinyalal<an Apab.tl a sualu si stem yang di dalamnya

Lerdapal larula" ion logam, dan TiO lersuspensi maka akan 2

47

t.erjadi reaksi reduksi t.erhada p ion logam bila disinari

dengan sinar mat.ahari. Has.il r e alc:si berupa logam t.erredulc:si

ale: an t.erdeposi l pad a pa"r li kel Ti 02

.

Terjadinya reduksi 1 ni di a""al i dengan adanya

transfer elelc:t.ron pada lc:aLalis semilc:ondulc:t.or Ti02

• ElekLron

yang limbul alc:an meredul<:si ion logam dan hole akan bereaksi

dengan H 0. 2

Adanya kenaikan suhu hanya mef'lgakibat.lc:an sedikit..

perubahan hasil reaksi reduksi balk untuk ion loga~l

• Cuz • Ag rnaupun dan per ubahan i ni han ya Ler jadi pad a s3.a I..

reaksi 30 menit. pert.ama, sebab kat.al is Titanium dioksida

semaldn menurun akt.ifi l."'snya bila •.-aktu reaksi m-."'kin l3.ma .

Dan dapat... disimpulkan bahwa kecepat..an reaksi reduksi

fol.oka I. ali t...i k ion 1 ogam l.i dak di pengaruhi suhu. Ak an t."'t...api

konsent.rasi awal reakLan mempengaruhi kecepat.an reaksi

reduksi fotolc:at.3.lit..ik ion logam. semakln besar lc:onsent.rasi

awal semalc: in besar lc:ecepat.an reaksi nya .

48

BAB V KESIMPULAN

Reaksi reduksi ion logam Ag• dan secara

fotokatalitik dapat berlanssung jika terdapat katalis

titanium dioksida dan sinar mataharl. Sinar matahari yang

disunakan dalam reaksi reduksi fotokatalitik ion losam

As• dan Cu2• adalah 1.4286.10 16 foton/cm9 -det1k.

Kecepatan reaksi reduksi fotokatalltlk pacta dua jenis + 2+

ion logam Ar;. dan Cu tldak di p ensaruhi temperatur, tetapi

dipensaruh1 konsentrasi awal reaktan. Faktor kenaikan

kecepatan reakei u n tuk setlap kenaikan temperat ur l0°C

aclalah eama ctensan satu. Selaln hal itu katalis Juga

memberlkan pen~;aruh pad a kecepatan reaksi rectuksi

fotokatalitik ion logam.

T idak actanya pengaruh tempet·atu t· terhadap kenaikan

kecepatan reaksl rectukel fotokatalltik lni dapat dibuktikan

pacta harsa tetapan kecepatan reaksi yang tetap walaupun

suhu reaksinya berubah . Dari penelitian yang dilakukan

ctldapc.tltan haeil kinetika reaks1 dengan harga tetapan

kecepatan reaksi pacta suhu 45°C, 55°C, 65°C, 75°C dan 8f°C

- 4 - " untuk maein~;-maeing losam adalah 7,4416 . 10 ; 8,2823 . 10 ;

- . - " _ .., -1 7,6460.10 ; 8,2078.10 ; 8,9867 .10 menit , untuk ion

logam + Ag • eedansken untuk

- .. 4. 2276. 10 ;

i on logam adalah

10- .. ·. - .. 4, 0340 . 3,5210.10

- · - i 4. 3313 .10 menit . Densan orde reaksi masins-masins

49

0.7223: 0,7347; 0 . 7248; 0 ,7331 ; 0 , 7434 untuk logam +

Ag '

2+ sedangkan un tuk logam Cu 0, 6536; 0, 6602; 0, 6522; 0, E304;

0,6249 pada eet1ap kondisi suhu ..

50

Lampiran A

I

I Filtrat I

Skema kerja

2 liter larutan ion logam I - dimasukkan dalam re aktor - d1al1r1 gas nitroge n

- dilakukan pengaduk ar.

- diukur kadar oksige n terlarut dengan DO- meter.

- disinari dengan sin ar matahari

I larutan bebas oksigen I

I

-diatur pada suhu ko

- dimasukkan 400 gr T

campuran I

- cuplikan diambil p reaksi 30, 60, 90, menit, kemudian dis

I

nstan

102

ada waktu dan 120 aring

I Residu I - d1anal1sa dent~an SSA

I Hasil I

53

Lampiran B.

Hasil penurunan konsentrasi asam oksalat pada penentuan 1ntens1tas sinar matahari

Waktu Cmenit) Konsentrasi asam oksalat (H)

0 0,1000

30 0,0700

60 0,0422

90 0,0220

120 0,0108

Persamaan saris lurus yang diperoleh pad a penentuan

kecepatan kecepatan dissosiasi asam oksalat adalah:

-· Y = -7,5467.10 X+ 0,0928

R = 0,9853

54

Lampiran C

+ 2+ Cara pembuatan larutan ion logam Ag dan Cu

a. Pembuatan larutan ion logam Ag+ dengan konsentrasi

1000 ppm, dar! AgNO, padat. Berat AgN03

yang dilarutkan

dalam 1000 ml aquadest diperoleh dar! perhitungan

berikut :

m AgN09

+ = m Ag X

= 1 sr

= 1,5748 sr.

BM AsNO,. Ar Ag

169,870 sr/mol 107,868 gr/mol

b. Pembuatan larutan ion logam Cu2• 1000 ppm dar! eenyawa

Cu(N09

)2

padat. Berat Cu( N09

)2

yang dit1mbang adalah:

= C 2+

m u x

= 1 gr X

= 3,4238 gr

BM Cu(N03

)2

Ar Cu

217.57 63,546

Densan melarutkan CuC N03

)2

sebanyak 3,4238 gr dalam

Cu2 + 1000 ml aguadeet maka diperoleh larutan ion logam

1000 ppm.

c. Untuk membuat koneentrae1 larutan ion logam 25 ppm,

50 ppm, 75 ppm dan 100 ppm, dilakukan densan cara

pengenceran dar1 larutan etok 1000 ppm yang menggunakan

rumue:

= Vz x Mz .

55

Lampiran 01

Haeil pengukuran koneentrasi Ag (I) dengan

SSA.

waktu 0 30 60 90 120 euhu

45°C 25 17,20 9,30 5,10 0,81

50 37,37 26,06 19,81 13,03

75 60,80 48 , 24 36 , 80 23,80

100 82,12 65. 08 52,36 34 ,70

55°C 25 16, 40 9 ,10 4 , 68 0,62

50 35,67 23 , 80 18 , 70 12.75

75 60,80 47 , 54 35,10 22' 10

100 79,90 64, 38 50 . 95 33,90

65°C 25 13,88 8,80 3,55 0, 48

50 32,28 23,20 17 ,58 12,75

75 57,30 44,70 34 ,50 22,60

100 77,89 62,96 50,24 33,30

75°C 25 13,03 7,94 3,26 0,31

50 30,58 22,10 17,02 11,95

75 55,10 44,10 32,28 21,50

100 76,47 61,55 48,60 32,58

85°C 25 12,70 7,60 3,12 0,28

50 29,40 22,10 16,45 11,30

75 53,07 42,40 31,70 20,97

100 75,05 6 1 ,55 48,10 31,80

56

Lampiran D2

auhu

45°C

55°C

65°C

75°C

85°C

Hasil pengukuran konaentrasi Cu ( II ) densan SSA.

waktu 0 30 60 90 120

25 19,80 14,04 10,27 6,87

50 42,44 34,90 27,8 22,27

75 63,58 53,00 45,45 37,30

100 85,13 77.17 66,19 53,00

25 18,19 13,66 9,90 6,10

50 40,92 33,37 25,90 22,06

75 60,50 51 ,49 43,19 36,30

100 83,20 75,66 64,00 52,60

25 17,06 13,06 9,13 5,70

50 39,41 32,60 24,82 21,80

75 59,04 50,70 41,68 36,30

100 81,36 73,3 62,45 52,80

25 16,31 12,98 8,20 5,00

50 38,20 31,11 24,73 21,05

75 58,29 49,20 40,90 35,64

100 80,19 73,20 62,28 51,50

25 16,00 12,15 8,20 4,83

50 37' 15 31,10 24,72 21,20

75 56,02 48,47 40,17 34,88

100 78,50 72,60 62,00 51,16

57

Le.mpiran El

a.

b.

Grafik penentuen tetapan kecepatan reaksi

dan orde reaksi reduksi fotokatalitik ion

•• 7

• 7

• 0 Ag pada temperatur (a) 45 C dan (b)

log c

-3.6 ·3,5 -3,4

y. 0.7Z12x. 3,1291

log<

-3.a -3,5 ·3,4 -3,3

y. 0,7361t . 3 3776 •

58

-3.2

-5.55

-5.5

·5.65

-5.7

-5,?5

.J

·:~~; f ., .,! -5 s

-5 55

·5.6

-s.ss l -5.7

.; 75

Lampire.n E2

a .

b .

Grafik penentuen tetapan kec epa tan reaks1 dan orde reaks1 r eduks1 f otokatal1t1k ion logam As· pada temperatur <a> 65°C den (b)

0 75.C.

A} -3.5

log c

-3.4 -3.3

y • 0.723x • 3.1222 •

•

log c

·-.1 ·3.6 -3,5 -3,4 -3.3

y • 0,7332x • 3,C855

59

.a -3.2 -3.1

-5.35

-5,4

-5.45

-5.5

-5.55 ~

"' .2 .s.s -5.55

-5.7

-5.75

-3.2 -3 1

-5. -5 45

-5.6(>

-5.7

-5~75 f

Lampira.n E3

• 7

Gra:ik penentuan tetapan kecepate~ reaks1

d~~ orde reaksi reduks1 fotokatalitik ion logam Ag• pada temperatur 85°C.

log t

-3.5 -3.• -3,3 -3.2 -3,1 • 3 ••

-5,;5 1

-5.4

-5.45 ~

y. 0,7435(. 3,0463 -5,5 "' .9

• -5,55

-5,6

-5,65

-5.7

60

Le.mpira.n E4

a.

b.

Grafik penentuan tetapan kecepatan reaksi dan orde reaksi reduksi fotokatalitik ion

2• 0 logam Cu pada temperatur (a) 45 C dan (bl 55°C.

log c

. 5 -3,3 -3.1 -2,9 -2.7 -5.2s'

.5

·5.3

-5.35

-5,4

·5.45

-5.5 y = 0,5539x • 3.3964

·5,55

-5.8

log c

. ··-• 5 -3.3 ·3,1 ·2.9 -2.7 -5.25

5

-5 3

-5.35

-5.4 --5,45 1 "' .!l

-5,5 y • o.sso3<. 3.3851

-5 55

-5.o

. " ..

61

. "' .!l

Lampiran ES

a.

b.

Grafik penentuan teta pan kecepaten reaksi

dan orde reaksi reduksi f otokatal!t!k ion 2+ 0 logam Cu pada temperatur (a) 65 C dan

<b> 75°C.

loge

• 5 ·3.3 ·3,1 · 2.9

y = 0,6SJx . 3.3917

fog c:

• 5 ·3,3 ·3,1 ·2.9 ·27 .5 .s 25

·5.3

-S JS

·54

.s.•s

Y = 0.531.( • J,JS 14 ·S.S

-5 55

62

-a .!l

Lampire.n ES

.

Graflk penentuan tetapan kecepate.n reaksi dan orde reaksi reduksi fotokatalitik ion

2• 0 logam Cu pada t emperatur 85 C.

fog c-

5 ·3.3 ·3.1 -2.S ·2,7 • ,5 -5,25

-5,3

-5.35

-5,4

-5,45 t • -5,5

y • 0,6301x. 3,4618 -5,55

-5.6

63

~ ... .2

Tabel 4. 3. {8"~ kecepat..an reaksi Cr) pada realcsi r u si folokalali~ik ion logam Cu C!!).

!<onsent..rasi St..:hu Kecepalan reaksi F'akt.cr awal Cppm) C°C) C ppm/meru t..) kenai lean

25 45 0 , 1526 1 55 0 , 1536 1 . 007 05 0.1531 1 . 003 75 0 ,1 504 1 , 007 as 0 ,1 605 1 , 051

50 45 0 , 2336 1 55 0 . 2363 1 . 012 65 0,2393 1,024 75 0 , 2 <1 45 1 , 0<17 95 0 , 2 3 01 1

75 <15 o . 311 8 1 55 0 , 3151 1. 011 65 0,3155 1 , 012 75 0 . 3204 1 . 027 85 0.3203 1 . 027

100 45 0 , 3765 1 55 0 , 3800 1,009 05 0,3830 1 ,017 75 0 . 3837 1 ,01 g 85 0.3800 1,010

Apablla dibandingl::an ant..a~a l::ecepatan reaks1 Cr) pada

reduksi 10n logam Ag~ can reduksi 2. . 10n logam Cu .t..erlJ.hat

bahwa l::ecepat.an real::si reduksl ion logam Ag+ lebih besar

diband1ng redul::si ion Cu2

• unt..uk ko~sent..rasi awal yang

sar:u. Adanya perbedaan kecepat.an real::si reduksi

rot..okat..alit..ik pada kedua ion logam berhubungan erat.. dengan

pot.ensial redulc:si masing-masing 1cn l cgam. Pada icn logam

perak pot..ensial redukslnya lebi h besar dari potensial

reduk si ion logarn t..embaga . sehingga kecepat..an r e aksi reduksi

46

.fot.okat.alit.ik pada ion perak lebih besar dari kecepat.an

reaksi reduksi .fot.okat.alit.ik t.erhadap logarn t.e~baga.

4. 4. 2 . Penent.uan tet.apan kec epat.an real::si dan orde realc:si pada realc:si redulc:si fot.ol::atalitilc: ion logam Cu Cll)

Grafilc: penent.uan harga t.et.apan kecepat.an reaksi (Jc)

dan orde reaksi t.ercant.um pada l ampi ran D4 sampai 06, untuk

lima keadaan suhu yang berbeda. Secara ringkas hasil k dan

d k i d '· 1 .f L '· ' 1 k d . 1 Cu 2 • or e rea s re u~ s o o~a~a iti pa a ~on ogam

diberi k an oleh label 4.4 .

Tabel 4 .4. Harga tet.apan kecepat.an reaksi Ck)

0 suhu C C)

45

5!5

65

75

85

dan orde reaksi pada reduksi fotokatalitik ion logam Cu C!I).

k - 4 -1 ClO menit l I Orde reaksi

3,9866 0,6536

4.2270 0 .6502

4,0340 0.6522

3 . 5201 0 ,630 4

4.3310 0.6249

9erdasarkan has!! pengar.~t.an terhadap kinet.ika reaksi

2• reduksi fotokatalltik pada ion logam Cu . didapatkan bahwa

adan}'a kena1kan suhu t.idak mengak1batkan kenaH:an harga

tetapan kecepat.an reaksi dan or de reaksi nya. Dengan

demilcian kecepatan :-eaksl reduksi fotokatal1tik ion logam

r 2• -u J Uga t.idak dipengaruhi oleh kenaikan temperatu:-.

Dari seluruh uraian pembahasan diatas secara umum

dapat. dinyat.akan Apabila suatu sist em yang d idalamn ya

t.erdapat. l arutan ion l ogam, dan TiO tersuspensi maka akan 2

47

t.erjadi realcsi reduksi t.erhadap ion lcgam bila disinarl

dengan sinar mat.ahar!. Hasil reaksi berupa logam t.erredulcsl

alcan t.erdeposit. pada part.ilcel Ti02

.

Terjadinya redulcsi i ni di a-wal i dengan adanya

t.r ans!'e:- el elc t.ron pada lea tali s sellU. konduk t.cr Ti 0 . El ek t.ron 2

yang t.ir.~ul akan me:-eduksi ion logam dan hole alcan bereaksi

dengan !-! 0. 2

Adanya kenaikan suhu hanya mengalcibat.kan sedikit..

perubahan hasil reaksi reduksi balk unt..uk ion logam

Ag.maupun Cu2

• dan perubahan ini hanya t.erjadi pada saat.

realc:si 30 meni t. pert.ama, sebab kat.al is Ti t.ani urn di oksi da

semakin menurun akt.i!'it.asnya bila wakt.u reaksi malcin lama.

Dan dapat. disimpulkan bahwa kecepat.an reaksi reduksi

fot.okat.alit.lk ion logam t.idak dipengaruhi suhu. Alcan t.et.api

konsent.ras i awal reakt.an mempengaruhi lc:ecepat.an reaksi

reduksi fot.okat.alit.ik ion logam, semakin besar konsenLrasi

awal semakin besar kecepat.an reaksinya.

48

'

BABY

KESIMPULAN

BAB V KESIMPULAN

Reaksi reduksi ion logam As• dan

fotokatalitik dapat berlangsung Jika terdapat

secara

katalis

titanium dioksida dan sinar matahari. Siner matahari yang

dlgunakan dalam reaksi reduksi fotokatalitik ion logam • 2... i<S 3

Ag dan Cu adalah 1. 4286.10 foton/cm -detik.

Kecepatan reeks! reduksi fotokata l itik pada dua Jenis • 2•

ion logam Ag dan Cu tidak d1pengaruh1 temperatur, tetap1

dipensaruh1 konsentras1 awal reaktan . Faktor kenaikan

kecepatan reakai untuk setiap ke naikan t empe ratur 10°C

adalah eama densan satu. Selain hal itu katalis Juga

memberikan pensaruh pad a kecepatan reaksi reduksi

fotokatal1t1k ion losam.

Tidak adanya pengaruh temperatur terhadap kenaikan

kecepatan reaks1 reduks1 fotokatalitik 1n1 dapat dibuktikan

pede harga tetapan kecepatan reaksi yang tetap walaupun

suhu reaksinya berubah. Dari penelitian yang dilakukan

didapatkan hasil kinetika reaks1 densan harga tetapan

kecepatan reaksi pada suhu 45°C, 55°C, 65°C, 75°C dan 85°C

-· -· untuk masins-masing losam adalah 7,4415.10 ; 8,2823.10 ;

- "' - "' -· - i. 7,6460.10 ; 8,2078.10 ; 8,9867.10 menit , untuk ion

losam + As • sedangkan untuk ion logam adalah

3,9866.10 • 4 -.. o- • -• 4,2276.10 ; 4,0340. 1 . ; 3,5210 . 10 -· _, 4.3313.10 menit . Dengan orde reaksi masing-mas!ng

49

0.7223; 0,7347: 0,7248; 0,7331; 0,7434 untuk logam + Ag,

2 + sedangkan untuk logam Cu 0,6536 ; 0,6602; 0,6522; 0,6304;

0,6249 pada setiap kond1s1 suhu ..

50

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

1 . Clark . John .W, Vieeman, Warrent, and Pollution ContJ•ol'', Third Row publ1eer, New York, 1977 .

at al, Water Supply edition, Happer and

2. Tanaka K, Harada Kand Murata S . , "Photocatalytlc depos1t1on of t1ete.l Ion Onto T.to

2 Powder··, Solar

Energi, Vol 36, 1985, hal 159- 161.

3. Rachimullah, H., "Ap11ke.s1 Focoklmle. de.le.m Pengolaha.n Llmbah ", Laporan Pene 11 t ian Doeen, K1m1a, ITS Surabaya, 1989.

4. Afiyahwati, "Studt Klnetlka Reaksl Reduks1 Fotoke.talltlk Camptu·an dua Ion logam Cu-Ag dan Cu-Hg dengan Bantue.n Enez•g1 Surya dan Kat8lls Ti02, Tugaa Akhir, Kimia ITS, Surabaya, 1997 ..

5. Alberty, Robert A. and Danie 1 P. , "Kimia Fieika", Jilid II, Ediei kedua, Erlanssa. Jakarta, 1984, hal 162.

6. P.W . Atkins. "Klmla F1s1ka", Jilid I, ediai keempat , Erlangga, jakarta, 1994, hal 305- 320.

7 . G. J . Fet•raudi , "Eleo1en t of Inorganic P!Jotochemlstry", John Willey and sons, Toronto, 1988, hal 7-8.

8. Imam Sarjono, "Scudl Pendlllwlue.JJ Dale.m All' dengan Adanya T.t02 ", ITS, Surabaya, 1991 .

Pemu•wJan Kadar Tugae Akhir,

Loge.m Kimia,

9. Jolly . William L, "Modern Inorganic CHemistry", HcGrow-Hill Book Co., Singapore , 1985, hal 320-325.

10. Domenech Javier and l1erce Andree, 'Photocatalytic Reduct .ton of t1ercu1·1 (I I J ln Aqueous of T1 tanlt/01 Dlokslde and Tungsten Trlokslde", Gazzeta Chimica, Italiana, vol 117, 1987, hal 495- 498.

11. Dogra 5 . K. , "Klm.ta Flslk dan Soal-soe.l ", ediei pertama UI-Pree, Jakarta, 1990, hal 623- 641 .

12. Endah Hut1ara dan Irmina Krie,M . , "Klnetlka Reduks1 Fotokatalltlk Ion-lon Loge.m Cu(IIJ, Ag(I}, Hg(JJ) dala.o1 LM'tltsn dengBn Be.ntuen Energ1 t1ate.har1 dsn Ke.tBlls T1te.n1uol D1okslda ",Laporan penelitian Doeen, Kimia ITS, Surabaya, 1995.

13 . I bid [5) hal 165.

51

14. Tacho. Ko and Arthur FontJin, ' 'Hlgh Temperatur Photochemlstz•y KJ.netlcs Study of The ReactJ.on H + NOz OH + NO from 296 tO 760, Journal Phiaical Chemistry, vol 95, 1991, hal 3594- 3600.

15. Ibid (8]

16. Okamoto K.L. Yamamoto Y., Tana~a H, Tanaka M, and Toya A. , ''Heterogen Photocha talytlc Decomposl tl.on of Phenol Ovez· T1.02 Powder ··, Bulletin Chemichal Society, Japan, 1985, vol 58, Hal 2015-2020 .

17. Pririe Michael R. , Lindsey R, Evans, et al, "An IvestJ.gatlon of T102 Photocatalytic for the Treatment of We.tel' Contaminated Whl.t 11etal and Organic Chemlce.ls", Environmental Scient Technology, vol 27, 1993. hal 1776-1782.

18. Primet A., D.Phinchet, and Matheius M. , "Infra Red Study Of The Surfe.ce of TJ.O ", Journal of Phisical Chemistry .1971, hal 1210-12~0.

19.

20 .

Endah Hutiare., Narkanti W. , "Penggunaan enez•gi pads. Reaksl Fotokatalitlk Slsten heterogen Ke.rbok::<11at ", Laporan Peneli t i an Do sen , Kimia Surabaya, 1993, hal 15.

Surye. ASBlll ITS,

Eddy. J. Amir, ·· PeaJa1lfaa tan EnergJ. Surya dalarn Pz·ose::.r PengeJ•J.ngan Produk PertanJ.an ", Seminar Energi dan Lingkungan , Jakarta, 1992. hal 258 .

21. Robert.L., Loftness, D.Sc. "Ene1·gy", Hand Book, edition II, Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1984, hal 321.

22 . Endah Hut1ara M.P., "Penge.ruh IntensJ.tas SJ.nar Secara Penelitian Doaen, Kimia, ITS, 15-17.

Adanya Butlr&l pada AktinometrJ.", Laporan Surabaya, 1992, hal

23 . Ibid (121 hal 19 .

24 . Des. W. Connette, Gregory J Hiller, "KlmJ.e. dan Ekotoks1kolog1 Pencemaran", Jakarta, 1992, hal 24-38.

25 . Ibid (4) hal 33-38.

26. Jr. Day.R.A. and A. Kuant1tat1f", edisi 444-449

L. Underwood, "Anall::.ra Klmla IV, Erlangga, Jakarta, 1993, hal

27. Khopkar S. H. , "Konsep De.sar KJ.mJ.e. Anall tlk", edisi I, !KIP Semare.ng Press, 1994, hal 231- 238 .

52

LAMP IRAN

Lampiran A

I

I Filtrat I

2 liter

Skema kerJa

larutan ion logam I - dimasukkan dalam re aktor - dialiri gas nitroge n

an - dilakukan pengaduk n terlarut - diukur kadar oksige

dengan DO- meter. - disinari dengan sin ar matahar1

I larutan bebas oksigen I

I

-diatur pacta suhu ko

- dimasukkan 400 gr T

campuran I - cuplikan diambil p ada waktu

dan 120 aring

reaksi 30, 60, 90, menit, kemudian dis

1

I Residu I - dianalisa dengan SSA

I Hasil J

53

Lampiran F 1

Kurva kalibrasi untuk penentuan konsentrei ion l osam Ag I l l

Haeil pengukuran absorbansi pada lar utan standar

Konsentrae1 (ppm ) 0 ,25 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5 3. 0

Abeorbansi 10 20 34 55 68 60 102

Kurva Kallbrasl untuk Anallsa Konsentrasllon Ag (I)

110

100

90

00 • 10

!! eo • i • Q so ..

40

• 30 1 = 35 379x. 4 lli73

20 • R' = 0 990-4

10 • 0

0 0.25 0~ 0 7~ 125 1.5 175 2 225 25 2 75 3 325

konnntreel (ppm)

64

Lampiran F 2

Kurva kalibraai untuk penentuan konsentrai ion logam Cu <Ill

Haail pengukuran absorbanei pada larutan atandar

Konaentraei 0,25 0,5 o. 75 1,0 1,5 2 . 0 3,0 3,5 4, 0

Abeorbanai 5 10 17 24 40 55 80 94 100

Kurva Kalibrasi untuk Analisa Konsentrasi ion Cu (II)

110

100

90 ./ eo

70

I! eo • i • ll :;o •

4() • 30

20 r = 26 .a76r • 1 ~

10 R'=09979

• 0 0 0~ 05 075 1~ 1 5 1.75 2 2~ 25 2.75 3 3~

ko,..ntr.l (ppm)

65

Lampiran G

Contoh Perhitungan Analisis Varian

Tabel 1.: Data kecepatan reaksi reduksi f otokatalitik ion • logam Ag untuk konsentrasi awal 100 ppm.

0 Suhu < C) Kecepatan reaksi (ppm/menit )

45 0,5345 55 0,5371 65 0,5368 75 0,6424 85 0,5445

Persamaan y = 11 + (J , X 0

Ho = 11 Q = 11, = 0

H• :J. 110 = 11 , ;f. 0

Hodel take iran . y = a + b X . a = 0,47761

b = 1,253 10-3

Tabel 2. Tabel analisis varian.

sumber de raj at jumlah kuadrat rag am be bas kuadrat tengah

Regresi 1 l. 5700.10 - 3 1,5700.10 -3

siea 3 7,1685.10 - 9 ;f = 2,3894.10 - 3

total 4 8,7385 .10 - 3

66

FH i.lUI'\9 :: Kuadrat tensah res ree1 0,6570 Kuadrat tengah siea ::

N1la1 F T o b e l (1, 3) 0,5 % :: 10,128

F . Ht.tung < FT<lb•l • maka Ho d1ter1ma.

Dengan dem1k1an euhu t1dak berpengaruh pada kecepatan

reake1 redukei fotokatal1t1k.

67

FORMULI R PENGESAHAN

• 'ngoln dl dos•?n pengu.J i sk r i psi dar i

l 4 9Z l ('(\ 04 7

P-"!.1"' uh '1 em per at ur Jerhadap Kecepat.~n Rea~ ;,1

uji ·

lll.-:::---------1---~-ABATNI TANDA TANGAN

-------l l I

----------4---~------------_J 1!¥.,..__ 1\ • Kelua

--------------t------ ----+-----.-- . --"-----: I 'i..-11\''--'

~;nd •], l~ul i ;• 1 • 11. P. Se\: ret"' 1 s ·• ' 1 --- ------~- -:7rn _, ::•,Jd G.~n I i Anggo' a ~.,._. 'J ---- - li, ;~ 1

1 J u ... ·,:trlc• . }~is s Angg~t.a -\--\Jv"". --+--- --- ----!---- . -l~;.-1

I .r_ I ~)I. Anggota i _________ ! ___________ i