Changes Zone

Mineral zeolit telah dikenal sejak tahun 1756 oleh Cronstedt ketika menemukan stilbit yang bila dipanaskan seperti batuan mendidih (boiling stone) karena dehidrasi molekul air yang dikandungnya. Pada tahun 1954 zeolit diklasifikasi sebagai golongan mineral tersendiri, yang saat itu dikenal sebagai molecular sieve materials. Pada tahun 1984 Profesor Joseph V. Smith ahli kristalogi Amerika Serikat mendefinisikan zeolit sebagai : “ A zeolite is an aluminosilicate with a framework structure enclosing cavities occupied by large ions and water molecules, both of which have considerable freedom of ovement, permitting ion-exchange and reversible dehydration”.

Nama zeolit berasal dari dua kata dalam Bahasa Yunani, yaitu zeo (mendidih)dan lithos (batu). nama ini menggambarkan perilaku mineral ini yang dengan cepat melepaskan air bila dipanaskan sehingga kelihatan seolah-olah mendidih, seperti pengamatan Cronsted, ahli mineral Swedia, terhadap mineral stilbite yang ditemukannya pada tahun 1756 (Barrer, 1982).

Zeolit berbentuk kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung muatan positif dari ion-ion logam alkali dan alkali tanah dalam kerangka kristal tiga dimensi (Hay, 1966), dengan setiap oksigen membatasi antara dua tetrahedral.

Mineral zeolit adalah kelompok mineral alumunium silikat terhidrasi LmAlxSiyOz nH2O, dari logam alkali dan alkali tanah (terutama Ca, dan Na), m, x, y, dan z merupakan bilangan 2 hingga 10, n koefisien dari HO, serta L adalah logam. Zeolit secara empiris ditulis (M+ 2, M2+)Al2O3gSiO2 zH22O, M+2+berupa Na atau K dan Mberupa Mg, Ca, atau Fe. Li , Sr atau Ba dalam jumlah kecil dapat menggantikan M+ atau M2+, g dan z bilangan koefisien. Beberapa specimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, coklat, dll., karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Densitas zeolit antara 2,0 { 2,3 g/cm, dengan bentuk halus dan lunak. Kilap yang dimiliki bermacam-macam. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi kation logam, dan molekul air dalam fase occluded (Flanigen, 1981 dalam Harben & Kuzvart, 1996).

Zeolit Alam Bayah ini mempunyai komposisi mineral berdasarkan hasil analisa kuantitatif dari difraksi sinar-X (XRD) diperoleh jenis mineral mordenit (32,70 %), klinoptilotit (30,89 %), mineral-mineral lainnya terdiri dari mika, plagioklas dan kuarsa, sedangkan hasil analisa kimia rata-rata dari contoh-contoh zeolit Bayah adalah sebagai berikut : SiO2 = 64,55 %, Al2O=12,83, Fe2O3=1,38, CaO= 1,64, MgO= 0,71, K2O=2,81, Na2O= 0,33, TiO2 = 0,22, dan Hilang dibakar = 15,18 % (Arifin M. dan Harsodo, 1991), mempunyai nilai KTK 52,00 – 67,00 meq/100g (sebelum aktifasi) dan 65,00 – 84,00 meq/100g (setelah aktivasi) (Sariman, dkk., PPTM, 1996).

Kemampuan zeolit sebagai katalis berkaitan dengan tersedianya pusat-pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pusat-pusat aktif tersebut terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun Lewis. Perbandingan kedua jenis asam ini tergantung pada proses aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif yang bersifat asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul-molekul basa secara kimiawi

Sifat-sifat katalis zeolite :
a)Shape Selectivity
Berikut ini adalah perbedaan selektifitas katalis yang dipengaruhi bentuk oleh Haag (1994) :
1. Selektivitas dipengaruhi difusi : Selektifitas dipengaruhi oleh laju relatif difusi oleh reaktan atau produk, dengan kata lain kinetik dari transfer massa pada reaksi.
2. Selektifitas dipengaruhi Sorption : Prinsip dari katalis jenis ini adalah perbedaan konstanta kesetimbangan penyerapan dari reaktan-reaktan, biasanya secara thermodinamik, bukan secara kinetik.

b) Keasaman
Bentuk asam dari zeolite merupakan faktor penting dari aplikasi katalitik zeolit. Jika ion alumunium yang trivalen disubstitusi secara isomorphous dengan ion silicon yang quadrivalen, dalam susunan kristal silica yang membentuk tetrahedral, total muatan negatif yang ada perlu distabilisasi dengan ion positif seperti proton. Ion positif ini dapat diperoleh dari disosiasi molekul air, membentuk gugus hidroksil pada atom alumunium. Struktur yang terbentuk, dimana ion aluminium dan silicon terkoordinasi secara tetrahedral, merupakan asam bronsted. Jikastruktur ini dipanaskan, molekul air pada susunan akan hilang, dan lokasi asam bronsted akan terkonversi menjadi awam lewis.

Proses pengolahan zeolit

Proses komersial yang pertama dilakukan berdasar atas sintesis laboratorium yang asli menggunakan hidrogel yang amorf. Pengolahan zeolit secara garis besar dapat dibagi dalam dua tahap, yaitu preparasi dan aktivasi:

Tahapan preparasi zeolit diperlakukan sedemikian rupa agar mendapatkan zeolit yang siap olah. Tahap ini berupa pengecilan ukuran dan pengayakan. Tahapan ini dapat menggunakan mesin secara keseluruhan atau dengan cara sedikit konvensional. Aktivasi zeolit dapat dilakukan dengan cara pemanasan atau penambahan pereaksi kimia baik asam maupun basa:

a. Aktivasi pemanasan, dilakukan zeolit dalam pengering putar menggunakan bahan umpan yang mempunyai kadar air sekitar 40%, dengan suhu tetap 230°C dan waktu pemanasan selama tiga jam.

b. Penambahan pereaksi kimia, dilakukan di dalam bak pengaktifan dengan NaOH dan H2SO4, dimaksudkan untuk memperoleh temperatur yang dibutuhkan dalam aktivasi. Zeolit yang telah diaktivasi perlu dikeringkan terlebih dahulu, pengeringan ini dapat dilakukan dengan cara menjemurnya di bawah sinar matahari.