Analisis Pertukaran Kalium dalam Desikan Kaca Insulasi Menggunakan Wayeal AAS

Bertindak sebagai "penjaga tak kasat mata" dari kaca isolasi, kinerja desikan secara langsung menentukan risiko kondensasi dan masa pakai unit kaca. Jika kapasitas adsorpsinya gagal memenuhi standar, hal itu dapat menyebabkan pengembunan atau kondensasi di antara panel kaca, mengganggu isolasi termal dan meningkatkan konsumsi energi bangunan.

Laju pertukaran kalium, khususnya laju pertukaran ion kalium, adalah indikator teknis penting untuk menilai kualitas dan kinerja bubuk saringan molekuler 3A. Menurut Standar Nasional China "Saringan Molekuler 3A" (GB/T 10504-2017), saringan molekuler 3A diklasifikasikan menjadi empat kategori berdasarkan aplikasi dan bentuk: ekstrudat, sferis, sferis untuk kaca isolasi, dan bubuk. Standar menetapkan persyaratan teknis untuk laju pertukaran kalium (≥40%) hanya untuk kategori bubuk, tanpa persyaratan seperti itu untuk jenis yang terbentuk (ekstrudat atau sferis).

Studi ini menetapkan metode nyala serapan atom untuk menentukan laju pertukaran kalium dalam desikan untuk kaca isolasi. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa koefisien korelasi linier untuk kalium oksida dan natrium oksida lebih besar dari 0,999. Metode ini terbukti akurat, andal, dan sangat sensitif, sehingga cocok untuk pengujian kontrol kualitas kapasitas pertukaran kalium dalam desikan kaca isolasi.

Kata kunci: Serapan atom, Nyala api, Kaca isolasi, Desikan, Kalium, Natrium.

1. Metode Eksperimen

1.1 Konfigurasi Instrumen

Tabel 1 Daftar Konfigurasi Spektrofotometer Serapan Atom

1.2 Reagen dan Bahan Eksperimen

1.2.1 Larutan standar natrium oksida (1mg/mL): Timbang secara akurat 1,5830g kalium klorida (standar primer) yang sebelumnya dikeringkan pada suhu 150°C selama 2 jam ke dalam gelas kimia, tambahkan air untuk melarutkannya. Kemudian pindahkan ke dalam labu volumetrik 1L, dan encerkan hingga tanda dengan air dan campur secara menyeluruh. Konsentrasi larutan standar ini adalah 1mg/mL.

1.2.2 Larutan standar kalium oksida (1mg/mL): Timbang secara akurat 1,8859g natrium klorida (standar primer), yang sebelumnya dikeringkan pada suhu 150°C selama 2 jam ke dalam gelas kimia, tambahkan air untuk melarutkannya. Kemudian pindahkan ke dalam labu volumetrik 1L. encerkan hingga tanda dengan air dan campur secara menyeluruh. Konsentrasi larutan standar ini adalah 1mg/mL.

1.2.3 Asam perklorat

1.2.4 Asam fluorida

1.2.5 Asam klorida: 1+1

1.2.6 Larutan amonia: GR

1.2.7 Indikator merah metil: 0,2%

1.2.8 Neraca analitik dengan keterbacaan 0,1 mg

1.2.9 Pelat panas digital

1.2.10 Cawan lebur PTFE

1.2.11 Tungku resistansi ruang

1.3 Pra-perlakuan Sampel

Giling sampel hingga dapat melewati saringan 100-mesh. Pindahkan sampel yang digiling ke dalam cawan lebur porselen dan letakkan di dalam tungku resistansi ruang. Panaskan tungku secara bertahap dari suhu ruangan hingga 550°C, lalu pertahankan suhu ini selama 1 jam. Setelah proses, segera keluarkan cawan lebur dan letakkan di dalam desikator untuk mendingin hingga suhu ruangan.

Timbang secara akurat sekitar 0,2g (akurat hingga 0,0001g) dari sampel yang telah diproses ke dalam cawan lebur PTFE. Basahi dengan sedikit air, lalu tambahkan 1mL asam perklorat dan 15mL asam fluorida. Letakkan di atas pelat panas 120°C dan uapkan hingga muncul asap putih asam perklorat. Keluarkan dan biarkan dingin. Tambahkan 25mL asam fluorida dan lanjutkan penguapan hingga sampel benar-benar larut dan asap putih berhenti. Keluarkan dan dinginkan. Tambahkan 10mL asam klorida dan 20mL air, panaskan hingga larut, lalu pindahkan ke dalam labu volumetrik 250mL. Dinginkan hingga suhu ruangan, encerkan hingga tanda dengan air, campur secara menyeluruh, dan sisihkan untuk analisis. Pipetkan sekitar 80mL larutan ini, tambahkan metil merah hingga warna merah muda samar muncul, dan didihkan perlahan selama 30 menit. Tambahkan larutan amonia hingga warna berubah menjadi kuning, lalu pertahankan pendidihan ringan selama 15 menit lagi. Saring secara kuantitatif ke dalam labu volumetrik, dinginkan hingga suhu ruangan, encerkan hingga tanda dengan air, dan campur rata. Ikuti prosedur yang sama untuk menganalisis sampel kosong.

2. Hasil dan Diskusi

2.1 Kondisi Spektral untuk Elemen

2.2 Pengujian Kurva Standar

Kurva Standar untuk K

Kurva Standar untuk Na

2.3 Hasil Analisis untuk Sampel

3. Perhatian

3.1 Asam fluorida, asam perklorat, dan asam klorida yang digunakan dalam percobaan sangat berbahaya: asam fluorida dan perklorat sangat mengoksidasi dan korosif, sedangkan asam klorida sangat mudah menguap dan korosif. Semua persiapan reagen dan pencernaan sampel harus dilakukan di dalam lemari asam. Operator harus mengenakan alat pelindung diri (APD) yang sesuai untuk menghindari penghirupan atau kontak dengan kulit dan pakaian.

3.2 Saat mendeteksi kalium dan natrium, kepala pembakar harus diputar untuk mengoptimalkan penyelarasan. Untuk pengukuran kalium, putar kepala pembakar hingga standar 0,1mg/L menghasilkan absorbansi 0,0115 Abs. Untuk pengukuran natrium, putar kepala pembakar hingga standar 0,1 mg/L menghasilkan absorbansi 0,0307 Abs.

4. Kesimpulan

Studi ini menetapkan metode spektrometri serapan atom nyala (FAAS) untuk menentukan laju pertukaran kalium dalam desikan untuk kaca isolasi. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa koefisien korelasi linier (R) untuk kalium oksida (K₂O) dan natrium oksida (Na₂O) melebihi 0,999. Metode ini terbukti akurat, andal, dan stabil, sehingga cocok untuk pengujian kontrol kualitas kapasitas pertukaran kalium dalam desikan kaca isolasi.