Indonesia University of Education, 2009

THE SYNTHESIS OF CALIX[4]RESORCINARENE FROM

CASSIA OIL AND ITS APPLICATION FOR SOLID PHASE

EXTRACTION OF HEAVY METALS Hg(II) AND Pb(II)Ratnaningsih E. Sardjono1*, Gebi Dwiyanti1, Siti Aisyah1, Fitri Khoerunnisa1

1Department of Chemistry Education, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Indonesia University of Education,

Jl. Setiabudi 229Bandung

*) email: ratnaeksa@yahoo.com

INTRODUCTION

SOLID PHASE

EXTRACTION IS ONE

OF THE FEW PROMI-

SING TECHNOLOGY

TO TREAT INDUSTRIAL

WASTE

CYCLIC OLIGOMER

CALIXARENES HAVE

POTENT AS SOLID

PHASE EXTRACTOR

SIGNIFICANT

CONTENT OF Pb(II)

ON STREAM AND

INDUSTRIAL

EFFLUENT MUST BE

REMOVED

HIBAH KOMPETITIF UPI 2008

SINTESIS KALIKS[4]RESORSINARENA DARI MINYAK KAYUMANIS

DAN PENGGUNAANNYA UNTUK EKSTRAKSI FASA PADAT KATION LOGAM BERAT Hg(II) DAN Pb(II)

Ratnaningsih E Sardjono

Gebi Dwiyanti

Siti Aisyah

Fitri Khoerunnisa

KANDUNGAN

SIGNIFIKAN LOGAM BERAT, KHUSUSNYA

MERKURI DAN TIMBAL, DI PERAIRAN SANGAT BERBAHAYA

KEBERADAAN LOGAM

BERAT BERSUMBER DARI LIMBAH

INDUSTRI KOSMETIK, BAHAN

KIMIA, PLASTIK, BATERAI, PERTAMBANGAN, D

LL

TRAGEDI MINAMATA

DI JEPANG

MENYEBABKAN

RATUSAN ORANG

CACAT DAN MENINGGAL KARENA

METILMERKURI

Tomoko dan ibunya di pemandian umum Jepang. Tomoko menderita cacat fisik karena metil merkuri. Tomoko meninggal 1977

UNTUK MENGURANGI KANDUNGAN

LOGAM BERAT : EKSTRAKSI FASA

PADAT

MAKROMOLEKUL KALIKSARENA

BERPOTENSI SEBAGAI EKSTRAKTAN

KANDUNGAN SIGNIFIKAN

LOGAM BERAT DI PERAIRAN

BERBAHAYA BAGI

LINGKUNGAN

Company Name

KALIKSARENA

MEMPUNYAI GEOMETRI MOLEKUL

UNIK, BERBENTUK KERANJANG DAN

BERONGGA.

DAPAT DIMODIFIKASI SECARA LUAS

TELAH DIGUNAKAN UNTUK BERBAGAI KEPERLUAN:

EKSTRAKSI (Sonoda dkk,1999), SENSOR (Mc

Mahon dkk,2001), MEMBRAN (Lin

dkk,2005), SURFAKTAN dan KATALIS

(Shinkai,1986), FASA DIAM KHROMATOGRAFI (Suh

dkk,2001)

KALIKSARENA ADALAH OLIGOMER SIKLIS YANG

TERSUSUN DARI SATUAN-SATUAN AROMATIS YANG

DIHUBUNGKAN OLEH SUATU JEMBATAN.

SINTESIS KALIKSARENA JENIS KALIKS[4]RESORSINARENA DAN BEBERAPA KALIKS[4]RESORSINARENA YANG TELAH DISINTESIS (Sardjono, 2007)

OH

ROH

OH

R

OHHO

RHO

HOR

HO

+

OHHO

RCH

O

H+

1

KALIKSARENA

CMKR CH3

CHFKR

CMFKR

CHMFKR

CBFKR

CEKMFKR

OCH3

OH

OH

OCH3

O

OCH2COOCCH2CH3

R

15oC 30 menit,50oC 1 jam, 30oC 4 hari 85% (C4v:C2V = 9:1)

78oC, 24 jam (C4v:C2V = 3:2)90,35%

78oC, 24 jam

78oC, 24 jam

(C4v:C2V =1:1)93,45%

98,36%

78oC, 20 jam

78oC, 15 jam

62,27%

95,59%

KONDISI REAKSI HASIL

HO OH

RR

HO OH

HO

HO

RR

OH

OH

OHHO

aldehida resorsinol

+H44 + R CH

O

kaliks[4]resorsinarena

REAKSI UMUM

KAYUMANIS,

salah satu

potensi lokal alam

Indonesia

SINAMALDEHIDA

(90%)

SINTESIS KALIKS[4]RESORSINARENA DARI SINAMALDEHIDA (MINYAK KAYUMANIS)

O

HO OH

OHHO

OH

OH

OHHO

HO

HO

+ H+

resorsinol sinamaldehida

C-sinamal Kaliks[4]resorsinarena

H

KARAKTERISASI CSKR

SCALE UP CSKREKSTRAKSI FASA

PADAT Pb DAN Hg OLEH CSKR

EKSTRAKSI FASA PADAT Pb

PENENTUAN pH OPTIMUM

PENENTUAN WAKTU EKSTRAK-

SI OPTIMUM

PENENTUAN KONSENTRASI

LOGAM OPTIMUM

KINETIKA EKSTRAKSI

ISOTERM EKSTRAKSI

ISOLASI SINAMAL-DEHIDA DARI MINYAK

KAYUMANIS

SINTESIS CSKR DARI SINAMALDEHIDA

pH OPTIMUM

1

2

3

45 6

7

8

9

1 10

2

3

45 6

7

8

9

11

DISAIN PENELITIAN

EKSTRAKSI FASA PADAT Hg

PENENTUAN pH OPTIMUM

PENENTUAN WAKTU

EKSTRAKSI OPTIMUM

PENENTUAN KONSENTRASI

LOGAM OPTIMUM

KINETIKA EKSTRAKSI

ISOTERM EKSTRAKSI

pH OPTIMUM

HASIL PENELITIAN ISOLASI SINAMALDEHIDA DARI MINYAK KAYUMANIS

Hasil isolasi mencapai 69% dengan tingkat kemurnian mencapai 99,5%

sinamaldehida

Kromatogram GC produk isolasi

Spektrum massa produk isolasi

SINTESIS CSKR

diperoleh CSKR pada temperatur reaksi 77oC dan waktu

reaksi 24 jam sebanyak 75%.

OH

OH

OH

OH

HO

HO

HO

OH

HASIL EKSTRAKSI FASA PADAT Pb(II

Pengaruh pH

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 1 2 3 4 5 6

pH

Kap

asit

as e

kstr

aksi

(u

mo

l/g

)Pengaruh Waktu Interaksi

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 50 100 150 200

waktu interaksi (menit)

Kap

asita

s ek

stra

ksi (

umol

/g)

Pengaruh Konsentrasi Logam

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 2 4 6 8 10

konsentrasi logam awal (mg/L)

Kap

asit

as e

kstr

aksi

(um

ol/

g)

HASIL EKSTRAKSI FASA PADAT Hg(II)

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

2 3 4 5 6 7

pH

Kap

asit

as e

kstr

aksi (u

mo

l/g

)

Pengaruh pH Pengaruh Waktu Interaksi

Pengaruh Konsentrasi Logam

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0 50 100 150 200

waktu interaksi (menit)

ka

pa

sit

as

ek

str

ak

si

(um

ol/

g)

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Konsentrasi logam (ug/L)

Kap

asit

as e

kstr

aksi (u

mo

l/g

)

PERSAMAAN MODEL KINETIKA DAN ISOTERM

EKSTRAKSI FASA PADAT

Model kinetika ekstraksi Pb(II) dan Hg(II) oleh CSKR

Model isoterm ekstraksi Pb(II) dan Hg(II) oleh CSKR

Model

Isotherm

Hg(II) Pb(II)

Persamaan linier R2 Persamaan linier R2

Freundlich y=3,3901x+1,286 0,9949 y=0,5708x-0,795 0,6640

Langmuir y=2,679x-5,7328 0,9999 y=2,8208x+2,6527 0,9023

Model Kinetika

R2

Pb(II) Hg(II)

Persamaan pseudo orde 1 (Lagergren)

log(qe-q)= log q

e-(k/2.303)t

0.6552 0,9076

Persamaan pseudo orde 2 (Ho)

t/q = ½ kqe2 + t/q

e

0.9999 0,9817

PERBANDINGAN EKSTRAKSI FASA PADAT Pb(II) DAN Hg(II)

PARAMETER Pb(II) Hg(II)

Ph OPTIMUM 4 5

OPTIMUM

CONTACT TIME

(MINUTE)

180 180

OPTIMUM

METAL

CONCENTRATI

ON (mg/L)

6,6 0,36

KINETICS

MODEL

PSEUDO 2nd

ORDER

PSEUDO 2nd

ORDER

ISOTERM

MODEL LANGMUIR FREUNDLICH

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

k (

g/u

mo

l m

en

it)

1

Heavy Metal Cation

Pb(II)

Hg(II)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Extr

acti

on

Cap

acit

y (

%)

1

Heavy Metal Cation

Pb(II)

Hg(II)

Laju ekstraksi Pb(II) > Hg(II) menunjukkan laju ekstraksi

dipengaruhi oleh keberadaan gugus hidroksil, yang

merupakan gugus pendonor elektron kuat

Kapasitas ekstraksi Pb(II) < Hg(II) menunjukkan kapasitas

ekstraksi dipengaruhi oleh kesesuaian sifat keras lunak

asam basa.

KESIMPULAN

CSKR yang dihasilkan dari minyak kayumanis dapat menjadi ekstraktor logam berat Pb(II) dan Hg(II). Ekstraksi fasa padat Pb(II) oleh CSKR berlangsung optimal pada pH 4, waktu interaksi 180 menit, dan konsentrasi awal logam 6,6 mg/L, mengikuti model kinetika pseudo orde dua, mengikuti model isoterm Langmuir, serta memberikan kapasitas ekstraksi 1,986 mol/g atau 37,2%. Sementara itu, kondisi optimum ekstraksi fasa padat Hg(II) adalah pH 5, waktu interaksi 180 menit, dan konsentrasi logam awal 0,36 mg/L. Selain itu, ekstraksi Hg(II) mengikuti model kinetika pseudo orde dua, mengikuti model isoterm Freundlich, dan mempunyai kapasitas ekstraksi sebesar 0,71 mol/g atau 79,1%.

Title

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing

elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna

suscipit egestas.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing

elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna

suscipit egestas.

Title

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer

adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce

sed sem sed magna suscipit egestas.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer

adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce

sed sem sed magna suscipit egestas.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer

adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce

sed sem sed magna suscipit egestas.