Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi, yang merupakan hasil sampingan saat proses penggilingan padi dilakukan. Sekitar 20 % dari bobot padi adalah sekam padi dan kurang lebih 15 % dari komposisi sekam adalah abu sekam yang selalu dihasilkan setiap kali sekam dibakar (Hara, 1986). Nilai paling umum kandungan silika dari abu sekam adalah 94 - 96 % dan apabila nilainya mendekati atau di bawah 90 % kemungkinan disebabkan oleh sampel sekam yang telah terkontaminasi dengan zat lain yang kandungan silikanya rendah. Silika yang terdapat dalam sekam ada dalam bentuk amorf terhidrat (Houston, 1972). Tapi jika pembakaran dilakukan secara terusmenerus pada suhu di atas 650oC akan menaikkan kristalinitasnya dan akhirnya akan terbentuk fasa kristobalit dan tridimit dari silika sekam (Hara,1986). Silika merupakan bahan kimia yang pemanfaatan dan aplikasinya sangat luas mulai bidang elektronik, mekanik, medis, seni hingga bidang-bidang lainnya. Salah satu pemanfaatan serbuk silika yang cukup luas adalah sebagai penyerap kadar air di udara sehingga memperpanjang masa simpan bahan dan sebagai bahan campuran untuk membuat keramik seni. Sedangkan silika amorf terbentuk ketika silikon teroksidasi secara termal. Silika amorf terdapat dalam beberapa bentuk yang tersusun dari partikel-partikel kecil yang kemungkinan ikut tergabung. Biasanya silika amorf mempunyai kerapatan 2,21 g/cm3.
METODE PENELITIAN
Sintesa silika dari sekam padi dilakukan secara bertahap seperti ditunjukkan oleh Tabel 1 yang meliputi pencucian yang bertujuan untuk membersihkan sekam dari impuritas akibat kotoran. Penimbangan dilakukan untuk dua sampel, sampel A dan sampel B, masingmasing 8 gram. Proses pengeringan dilakukan dengan dua cara yang mewakili dua sampel yaitu untuk sampel A dilakukan dengan cara dijemur di bawah sinar matahari selama 1 jam dan sampel B dilakukan dengan cara dioven pada suhu 190oC selama 1 jam. Perbedaan perlakuan ini akan digunakan sebagai variabel penelitian. Pengarangan sekam padi untuk kedua sampel ini dilakukan dengan cara dioven pada suhu 300oC selama 30 menit. Proses pengabuan dilakukan untuk mengetahui kandungan abu dari sekam padi. Kedua sampel diperlakukan sama yaitu dengan cara dioven pada suhu 600oC selama 1 jam. Proses pemurnian sampel dilakukan untuk memisahkan silika dari abu sekam. Metode yang dipakai untuk pemurnian ini adalah metode pengasaman yaitu dengan menggunakan larutan HCl pekat.
Proses pemurniannya dilakukan dengan cara sampel berupa abu sekam dimasukkan ke dalam gelas piala dan dibasahi dengan akuades panas. Selanjutnya campuran ditambahkan 5 ml HCl pekat dan diuapkan sampai kering. Pengerjaan ini diulangi tiga kali. Selanjutnya dituangkan 20 ml akuades dan 1 ml HCl pekat ke gelas piala tadi dan dibiarkan di atas penangas air selama 5 menit. Campuran tersebut kemudian disaring dengan kertas saring bebas abu dan dicuci 4 sampai 5 kali dengan akuades panas. Hasil dari penyaringan berupa residu padat beserta kertas saringnya dipanaskan mula-mula pada suhu 300oC selama 30 menit hingga kertas saring menjadi arang. Kemudian dilanjutkan dengan memanaskan pada suhu 600oC hingga yang tersisa hanya endapan Silika (SiO2) berwarna putih. Setelah diperoleh silika kemudian dilakukan proses identifikasi dengan menggunakan metode Atomic Absorption Spectophotommmmetry (AAS). Selain itu dilakukan juga analisa yang meliputi analisa komposisi, penentuan prosentase hilang bobot dan pemurnian Karakterisasi terhadap serbuk silika yang dihasilkan meliputi (1) Analisa Komposisi yang dilakukan dengan menggunakan metode identifikasi AAS. (2) Analisa Kandungan Abu Sekam digunakan untuk mengetahui kandungan abu sekam yang diperoleh setelah sekam dibakar. Banyaknya abu sekam yang dihasilkan dihitung berdasarkan perbandingan massa sekam setelah dibakar dengan massa sekam sebelum dibakar dikalikan seratus persen. (3) Penentuan Prosentase Hilang Bobot yang menunjukkan hilangnya sejumlah massa selama sampel dibakar dihitung berdasarkan perbandingan antara massa sampel sebelum dibakar dikurangi massa sampel setelah dibakar dengan massa sampel sebelum dibakar kali seratus persen. (4) Analisa Kandungan Silika (Pemurnian) digunakan untuk mengetahui kandungan silika dalam abu sekam yang dihitung berdasarkan perbandingan massa silika setelah proses pemurnian dengan massa silikat sebelum proses pemurnian dikalikan seratus persen.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengeringan dilakukan untuk mengeliminasi kandungan air dalam bahan dengan menguapkan air dari permukaanbahan. Prosesini diikuti oleh pengurangan volume. MenurutHall (1957), laju pengeringan menurun seiringdengan dengan penurunan kadar air selama penguapan dan menurut Earle (1969), berlangsungnya proses pengeringan tidak terjadi dalam suatu waktu sekaligus. Berdasar kedua pendapat tersebut dapat dijelaskan bahwa pada pengeringan melalui penjemuran di bawah sinar matahari, penyebaran panas kedalam bahan berlangsung secara bertahap dan menyeluruh sehingga penyerapan air ke udara lebih merata, sementara pengeringan yang menggunakan oven tidak demikian halnya. Ketika bahan mulai dikenai energi panas dari oven bersuhu 190oC laju pengeringan sangat cepat, hingga pada saat masih tersisa sejumlah kandungan air, laju pengeringan mulai menurun. Menurunnya laju pengeringan tersebut menyebabkan difusi air ke permukaan berjalan lambat, sementara proses penguapan dipermukaan telah berhenti. Akibatnya masih ada molekul-molekul air yang terperangkap didalam bahan. Hal tersebut mengakibatkan kandungan air dalam bahan tidak seluruhnya diuapkan. Adanya sisa kandungan air dalam abu sekam padi dapat pula menghalangi proses difusi komponen-komponen kimia yang terkandung dalam abu sekam saat dipanaskan sehingga berpengaruh pada kemurnian abu sekam. Proses pemurnian dibawah kondisi asam dimaksudkan untuk menghilangkan oksidaoksida logam dan non logam dari dalam abu ssekam karena asam klorida yang diberikan akan mengikat oksida logam yaitu P2O5, K2O, MgO, Na2O,CaO dan Fe2O3 menjadi kloridanya dan oksida non logam kecuali silika diubah menjadi asamnya. Pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi penguraian yang terjadi. Penerapan suhu tinggi yang mencapai 800oC memberikan tambahan energi kepada abu sekam padi untuk memutuskan ikatan antar atom-atom pembangun unsur atau molekul. Pemutusan ikatan tersebut memberi kemungkinan kepada masing-masing atom tersebut untuk menjadi bebas sehingga lebih mudah dikeluarkan dari dalam bahan. Oksida-oksida logam tidak dapat dihilangkan sepenuhnya dari dalam abu sekam padi mengingat kuatnya ikatan-ikatan yang terbentuk antara oksida-oksida pengotor tersebut sehingga menyulitkan asam klorida untuk menguraikannya. Hasil analisa komposisi sekam padi seperti pada Tabel 2 menunjukkan bahwa unsur silikon (Si) sangat dominan dalam sekam padi. Hasil analisa kandungan abu sekam (Tabel 3 ) menunjukkan bahwa kandungan abu sekam untuk sampel A adalah 19,99 % sedangkan sampel B adalah 21,22 %.. Hasil penentuan prosentase hilang bobot (Tabel 4) menunjukan prosentase hilang bobot untuk sampel A adalah 80,02 % sedangkan sampel B adalah 78,78 %. Dari hasil analisa kandungan silika (Tabel 5) diperoleh bahwa kandungan silika dari abu sekam untuk sampel A adalah 89,46 % dan sampel B adalah 83,15 %.Perbedaan nilai prosentase antara sampel A dan sampel B disebabkan oleh perbedaan perlakuan ketika proses pengeringan. Dari analisa kandungan abu dari sekam didapat bahwa sampel A mengandung abu lebih sedikit dibanding dengan sampel B. Sebaliknya kandungan silika sampel A lebih banyak dibandingkan sampel B. Hal ini bisa terjadi karena sampel A yang dikeringkan di bawah sinar matahari dan sampel B yang dikeringkan dengan oven mempunyai kualitas pengeringan yang berbeda. Dari hasil di atas sudah dapat disimpulkan bahwa pengeringan di bawah sinar matahari lebih baik dari pada dioven. Pengurangan prosentase abu yang didapat ini disebabkan pada penelitian ini sekam padi dicuci terlebih dahulu sebelum dikeringkan. Pencucian ini dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran yang ada pada sekam sehingga memperkecil impuritas.
METODE PENELITIAN
Sintesa silika dari sekam padi dilakukan secara bertahap seperti ditunjukkan oleh Tabel 1 yang meliputi pencucian yang bertujuan untuk membersihkan sekam dari impuritas akibat kotoran. Penimbangan dilakukan untuk dua sampel, sampel A dan sampel B, masingmasing 8 gram. Proses pengeringan dilakukan dengan dua cara yang mewakili dua sampel yaitu untuk sampel A dilakukan dengan cara dijemur di bawah sinar matahari selama 1 jam dan sampel B dilakukan dengan cara dioven pada suhu 190oC selama 1 jam. Perbedaan perlakuan ini akan digunakan sebagai variabel penelitian. Pengarangan sekam padi untuk kedua sampel ini dilakukan dengan cara dioven pada suhu 300oC selama 30 menit. Proses pengabuan dilakukan untuk mengetahui kandungan abu dari sekam padi. Kedua sampel diperlakukan sama yaitu dengan cara dioven pada suhu 600oC selama 1 jam. Proses pemurnian sampel dilakukan untuk memisahkan silika dari abu sekam. Metode yang dipakai untuk pemurnian ini adalah metode pengasaman yaitu dengan menggunakan larutan HCl pekat.
Proses pemurniannya dilakukan dengan cara sampel berupa abu sekam dimasukkan ke dalam gelas piala dan dibasahi dengan akuades panas. Selanjutnya campuran ditambahkan 5 ml HCl pekat dan diuapkan sampai kering. Pengerjaan ini diulangi tiga kali. Selanjutnya dituangkan 20 ml akuades dan 1 ml HCl pekat ke gelas piala tadi dan dibiarkan di atas penangas air selama 5 menit. Campuran tersebut kemudian disaring dengan kertas saring bebas abu dan dicuci 4 sampai 5 kali dengan akuades panas. Hasil dari penyaringan berupa residu padat beserta kertas saringnya dipanaskan mula-mula pada suhu 300oC selama 30 menit hingga kertas saring menjadi arang. Kemudian dilanjutkan dengan memanaskan pada suhu 600oC hingga yang tersisa hanya endapan Silika (SiO2) berwarna putih. Setelah diperoleh silika kemudian dilakukan proses identifikasi dengan menggunakan metode Atomic Absorption Spectophotommmmetry (AAS). Selain itu dilakukan juga analisa yang meliputi analisa komposisi, penentuan prosentase hilang bobot dan pemurnian Karakterisasi terhadap serbuk silika yang dihasilkan meliputi (1) Analisa Komposisi yang dilakukan dengan menggunakan metode identifikasi AAS. (2) Analisa Kandungan Abu Sekam digunakan untuk mengetahui kandungan abu sekam yang diperoleh setelah sekam dibakar. Banyaknya abu sekam yang dihasilkan dihitung berdasarkan perbandingan massa sekam setelah dibakar dengan massa sekam sebelum dibakar dikalikan seratus persen. (3) Penentuan Prosentase Hilang Bobot yang menunjukkan hilangnya sejumlah massa selama sampel dibakar dihitung berdasarkan perbandingan antara massa sampel sebelum dibakar dikurangi massa sampel setelah dibakar dengan massa sampel sebelum dibakar kali seratus persen. (4) Analisa Kandungan Silika (Pemurnian) digunakan untuk mengetahui kandungan silika dalam abu sekam yang dihitung berdasarkan perbandingan massa silika setelah proses pemurnian dengan massa silikat sebelum proses pemurnian dikalikan seratus persen.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengeringan dilakukan untuk mengeliminasi kandungan air dalam bahan dengan menguapkan air dari permukaanbahan. Prosesini diikuti oleh pengurangan volume. MenurutHall (1957), laju pengeringan menurun seiringdengan dengan penurunan kadar air selama penguapan dan menurut Earle (1969), berlangsungnya proses pengeringan tidak terjadi dalam suatu waktu sekaligus. Berdasar kedua pendapat tersebut dapat dijelaskan bahwa pada pengeringan melalui penjemuran di bawah sinar matahari, penyebaran panas kedalam bahan berlangsung secara bertahap dan menyeluruh sehingga penyerapan air ke udara lebih merata, sementara pengeringan yang menggunakan oven tidak demikian halnya. Ketika bahan mulai dikenai energi panas dari oven bersuhu 190oC laju pengeringan sangat cepat, hingga pada saat masih tersisa sejumlah kandungan air, laju pengeringan mulai menurun. Menurunnya laju pengeringan tersebut menyebabkan difusi air ke permukaan berjalan lambat, sementara proses penguapan dipermukaan telah berhenti. Akibatnya masih ada molekul-molekul air yang terperangkap didalam bahan. Hal tersebut mengakibatkan kandungan air dalam bahan tidak seluruhnya diuapkan. Adanya sisa kandungan air dalam abu sekam padi dapat pula menghalangi proses difusi komponen-komponen kimia yang terkandung dalam abu sekam saat dipanaskan sehingga berpengaruh pada kemurnian abu sekam. Proses pemurnian dibawah kondisi asam dimaksudkan untuk menghilangkan oksidaoksida logam dan non logam dari dalam abu ssekam karena asam klorida yang diberikan akan mengikat oksida logam yaitu P2O5, K2O, MgO, Na2O,CaO dan Fe2O3 menjadi kloridanya dan oksida non logam kecuali silika diubah menjadi asamnya. Pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi penguraian yang terjadi. Penerapan suhu tinggi yang mencapai 800oC memberikan tambahan energi kepada abu sekam padi untuk memutuskan ikatan antar atom-atom pembangun unsur atau molekul. Pemutusan ikatan tersebut memberi kemungkinan kepada masing-masing atom tersebut untuk menjadi bebas sehingga lebih mudah dikeluarkan dari dalam bahan. Oksida-oksida logam tidak dapat dihilangkan sepenuhnya dari dalam abu sekam padi mengingat kuatnya ikatan-ikatan yang terbentuk antara oksida-oksida pengotor tersebut sehingga menyulitkan asam klorida untuk menguraikannya. Hasil analisa komposisi sekam padi seperti pada Tabel 2 menunjukkan bahwa unsur silikon (Si) sangat dominan dalam sekam padi. Hasil analisa kandungan abu sekam (Tabel 3 ) menunjukkan bahwa kandungan abu sekam untuk sampel A adalah 19,99 % sedangkan sampel B adalah 21,22 %.. Hasil penentuan prosentase hilang bobot (Tabel 4) menunjukan prosentase hilang bobot untuk sampel A adalah 80,02 % sedangkan sampel B adalah 78,78 %. Dari hasil analisa kandungan silika (Tabel 5) diperoleh bahwa kandungan silika dari abu sekam untuk sampel A adalah 89,46 % dan sampel B adalah 83,15 %.Perbedaan nilai prosentase antara sampel A dan sampel B disebabkan oleh perbedaan perlakuan ketika proses pengeringan. Dari analisa kandungan abu dari sekam didapat bahwa sampel A mengandung abu lebih sedikit dibanding dengan sampel B. Sebaliknya kandungan silika sampel A lebih banyak dibandingkan sampel B. Hal ini bisa terjadi karena sampel A yang dikeringkan di bawah sinar matahari dan sampel B yang dikeringkan dengan oven mempunyai kualitas pengeringan yang berbeda. Dari hasil di atas sudah dapat disimpulkan bahwa pengeringan di bawah sinar matahari lebih baik dari pada dioven. Pengurangan prosentase abu yang didapat ini disebabkan pada penelitian ini sekam padi dicuci terlebih dahulu sebelum dikeringkan. Pencucian ini dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran yang ada pada sekam sehingga memperkecil impuritas.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar