Analisis Kinetika Adsorpsi Zat Warna Rhodamin B menggunakan Hidroksiapatit Hasil Kalsinasi Tulang Sapi Lombok yang Diaktivasi oleh Na2CO3

Devy Lestiana Sembiring; Muhammad Andre; Cantika Wijaya

doi:10.70716/purechem.v1i2.353

Authors

Devy Lestiana Sembiring Program Studi Kimia, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mataram, Indonesia
Muhammad Andre Program Studi Kimia, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mataram, Indonesia
Cantika Wijaya Program Studi Kimia, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mataram, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.70716/purechem.v1i2.353

Keywords:

Hydroxyapatite , Bovine bone waste, Rhodamine B , Adsorption kinetics , Sodium carbonate activation

Abstract

Water pollution caused by synthetic dyes such as Rhodamine B poses a serious environmental problem due to their high toxicity, persistence, and resistance to degradation. This study investigated the potential of hydroxyapatite (HAp) synthesized from Lombok bovine bone waste and chemically activated with sodium carbonate (Na₂CO₃) as an adsorbent for Rhodamine B removal, with particular emphasis on adsorption kinetics. Hydroxyapatite was prepared through deproteinization followed by calcination at 900 °C, and subsequently modified using Na₂CO₃ activation. The synthesized materials were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis.XRD results confirmed that the activation process did not alter the primary crystalline phase of hydroxyapatite, while a slight reduction in crystallite size was observed. FTIR analysis revealed the presence of carbonate functional groups on the activated HAp surface. BET analysis showed a significant increase in specific surface area from 12.8 to 21.5 m²/g after Na₂CO₃ activation. Batch adsorption experiments demonstrated that the activated HAp achieved an equilibrium adsorption capacity of 9.87 mg/g with an equilibrium time of approximately 90 min. Kinetic analysis indicated that the adsorption process followed the pseudo-second-order model with a high coefficient of determination (R² = 0.996), suggesting that chemisorption was the dominant rate-controlling mechanism. These findings highlight the potential of Na₂CO₃-activated hydroxyapatite derived from bovine bone waste as a sustainable and effective adsorbent for dye-contaminated wastewater treatment.

References

Afifah, F., & Cahyaningrum, S. E. (2020). Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit dari tulang sapi (Bos taurus) menggunakan teknik kalsinasi. Unesa Journal of Chemistry, 9(3), 189–196. https://doi.org/10.26740/ujc.v9n3.p189-196

Arifin, Z., Pratapa, S., & Triwikantoro, T. (2015). Pengaruh temperatur kalsinasi terhadap struktur hidroksiapatit hasil sintesis dari tulang sapi. Jurnal Sains dan Seni ITS, 4(2), 56–60.

Furozi, N., Fajriati, I., Artsanti, P., & Krisdiyanto, D. (2023). Adsorpsi zat warna Rhodamin B dan Congo Red dengan silika gel dari limbah ampas tebu (Saccharum officinarum). Indonesian Journal of Materials Chemistry, 2(2), 53–59.

Harum, W., Sentosa, A. P., & Subagyono, D. J. N. (2023). Sintesis silika gel dari abu sekam padi termodifikasi kitosan serta aplikasinya sebagai adsorben methylene blue. Jurnal Kimia Mulawarman, 19(2). https://doi.org/10.30872/jkm.v19i2.933

Karbeka, M. (2024). Kinetika adsorpsi Pb(II) oleh adsorben pasir teraktivasi NaOH dengan variasi konsentrasi. Lantanida Journal, 12(1), 16–28.

Marasabessy, I., & Firmansyah, I. (2021). Preparasi dan karakterisasi hidroksiapatit dari tulang ikan kakap menggunakan metode kalsinasi. Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara, 17(3), 253–259.

Mutmainnah, M., Chadijah, S., & Rustiah, W. O. (2017). Hidroksiapatit dari tulang ikan tuna sirip kuning (Thunnus albacares) dengan metode presipitasi. Al-Kimia, 5(2), 119–126.

Nurhasanah, N., Anggraini, S., & Rohman, A. (2019). Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit dari limbah tulang ayam dengan variasi suhu kalsinasi. Jurnal Kimia Valensi, 5(1), 45–52.

Parahita, I. G. A. A., Simpen, I. N., & Adhi, N. G. A. M. D. (2016). Ekstraksi dan karakterisasi hidroksiapatit dari limbah kerajinan tulang sapi menggunakan metode kombinasi alkali-hidrotermal dan dekomposisi termal. Jurnal Kimia, 10(2), 199–208.

Puspa, K. A., & Asmi, D. (2014). Sintesis dan karakterisasi biokeramik hidroksiapatit bahan tulang sapi pada suhu 800–1100 °C. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 2(2). https://doi.org/10.23960/jtaf.v2i2.55

Ranamanggala, J. A., Laily, D. I., Annisa, Y. N., & Cahyaningrum, S. E. (2020). Potensi hidroksiapatit dari tulang ayam sebagai pelapis implan gigi. Jurnal Kimia Riset, 5(2). https://doi.org/10.20473/jkr.v5i2.22479

Sahara, E., Gayatri, P. S., & Suarya, P. (2018). Adsorpsi zat warna Rhodamin-B dalam larutan oleh arang aktif batang tanaman gumitir teraktivasi asam fosfat. Cakra Kimia, 6(1), 37–45.

Shofiyani, A., Rahmiyati, Y., & Zaharah, T. A. (2020). Nanosilika berbahan dasar batu padas sebagai adsorben zat warna sintetis Rhodamin B. Indonesian Journal of Chemical Science, 9(3), 187–193. https://doi.org/10.15294/ijcs.v9i3.42027

Suci, I. A., & Ngapa, Y. D. (2020). Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit (HAp) dari cangkang kerang ale-ale menggunakan metode presipitasi double stirring. Cakra Kimia, 8(2), 73–81.

Wahdah, I., Wardhani, S., & Darjito, D. (2014). Sintesis hidroksiapatit dari tulang sapi dengan metode basah-pengendapan. Jurnal Ilmu Kimia Universitas Brawijaya, 1(1), 92–97.