Pengambilan ion cadmium (II) dari air limbah simulasi menggunakan fly ash aktif: studi kesetimbangan

Abstract

The experimental study of equilibrium of Cadmium (II) adsorbed with fly ash has been performed. The experimental rig was consisted of a 0.5 L three neck flask, a stirrer, a condenser and a thermometer. The rig was immersed in a water bath that was used to control the experimental temperature. The three neck flask was filled with 0.3 L Cadmium solution of a fixed concentration and then 0.3 g of flay ash was put into the flask. Chemical composition of fly ash are as follows (weight %): SiO₂ = 54,23; Al₂O₃ = 25,38; H₂O = 2,5; MgO = 1,O; Ca0 = 4,63; Na₂0 = 0,32; K₂0 = 0,60; Mn0 = 0,014; Fe₂O₃ = 6,01; TiO₂ = 0,007; P₂O₅ = 0,042 and loss of ignition (LOI) is 5,26. Cation exchange capacity is 990 meq/kg fly ash. Each run was conducted for 2 hours, and at the end of each experiment Cadmium (II) was analyzed with Atomic Absorbtion Spectrophotometer (AAS). Variables studied were temperature ranging from 303 to 323 K and initial concentration of Cadmium (II) from 7 to 10 mg Cadmium (II) L-1. Experimental data were evaluated with both Langmuir and Freundlich models. It is found that the experimental data is in a good agreement with Langmuir model. Relationships between K for Langmuir and Freundlich and temperature are, respectively, K_Langmuir = 2,8410⁶6e^{(-35401,01/RT)} and K_Freundlich = 4, 7510⁴e^{(-34403,20/RT)} 

Keywords: fly ash, Langmuir, Freundlich, Cadmium, equilibrium

Abstrak 

Pengambilan Cd(II) dari air limbah simulasi diteliti dengan menggunakan fly ash sebagai adsorben. Tujuan utama penelitian ini adalah mempelajari kesetimbangan adsorpsi Cd(II) dengan fly ash. Disamping itu juga bertujuan untuk mengetahui kapasitas maksimum adsorpsi fly ash. Setiap percobaan dilakukan dalam suatu reaktor batch yang suhunya dipertahankan tetap. Reaktor yang digunakan adalah labu leher tiga dengan volum 0, 5 L yang dilengkapi dengan pengaduk merkuri, pendingin balik, dan termometer. Fly ash dengan berat 0,3 gram dimasukkan ke dalam reaktor yang telah diisi dengan suatu larutan Cadmium dengan volume 0,3 L dan konsentrasi tertentu. Komposisi kimia fly ash adalah (% berat): %): SiO₂ = 54,23; Al₂O₃ = 25,38; H₂O = 2,5; MgO = 1,O; Ca0 = 4,63; Na₂0 = 0,32; K₂0 = 0,60; Mn0 = 0,014; Fe₂O₃ = 6,01; TiO₂ = 0,007; P₂O₅ = 0,042 dan berat hilang = 5,26. Fly ash yang dipakai mempunyai nilai kapasitas pertukaran kation (KPK) yang nilainya sama dengan 990 meq/kg fly ash. Setiap percobaan dilakukan selama dua jam, dan kemudian konsentrasi Cd(II) di dalam larutan  dianalisis kadar Cd(II)-nya menggunakan Atomic Absorbtion Spectrophotometer (AAS). Variabel yang dipelajari adalah suhu (T) dan konsentrasi awal (Co) larutan. Kisaran suhu yang diteliti adalah 303 sampai 323 K dan konsentrasi awal (Co) antara 7 sampai 10 mg Cd(11) L-1. Data percobaan dievaluasi dengan model Langmuir dan Freundlich.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorpsi Cd(II) dengan fly ash lebih sesuai dengan model Langmuir. Hubungan K untuk Langmuir dan Freundlrich dengan suhu berturut adaIah K_Langmuir = 2,8410⁶6e^{(-35401,01/RT)} and K_Freundlich = 4, 7510⁴e^{(-34403,20/RT)}

Kata kunci: fly ash, Langmuir, Freundlich, Cadmium, kesetimbangan