arang aktif

ARANG AKTIF
~> arang aktif atau karbon aktif adalah suatu bahan padat berpori yang
merupakan hasil pembakaran bahan yang mengandung karbon
~> arang yang telah mengalami proses aktivasi untuk meningkatkan luas
permukaannya dengan jalan membuka pori-pori sehingga daya adsorpsinya
meningkat
~> luas permukaan berkisar antara 300 dan 3500 m2/g
~> daya jerap sangat besar, yaitu ¼ sampai 10 kali terhadap bobot arang aktif.
adsorben yang baik untuk adsorpsi gas, cairan, maupun larutan
~> adsorpsi oleh AA bersifat fisik
 adsorpsi terjadi jika gaya tarik van der Waals oleh molekul-molekul di
permukaan lebih kuat daripada gaya tarik yang menjaga adsorbat tetap
berada dalam fluida
~> adsorpsi fisik bersifat dapat balik
 adsorbat yang diadsorpsi AA dapat mengalami desorpsi
menguntungkan untuk aplikasi industri karena AA dapat dipakai berulang
melalui proses regenerasi
~> pola difraksi sinar-X menunjukkan bahwa AA berbentuk grafit, amorf, tersusun
dari atom-atom karbon berikatan secara kovalen membentuk struktur
heksagonal datar
Setiap kristal arang aktif biasanya tersusun atas 3 atau 4 lapisan atom karbon
dengan sekitar 20-30 atom karbon heksagonal pada tiap lapisan
~> arang aktif dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung karbon, baik
karbon organik maupun anorganik dengan syarat bahan tersebut
mempunyai struktur berpori
~> kayu, batubara muda, tulang, tempurung kelapa, tempurung kelapa sawit,
tandan kelapa sawit, limbah pertanian seperti kulit buah kopi, sabut buah
coklat, sekam padi, jerami, tongkol, pelepah jagung, dll
~> pembuatan arang aktif terdiri atas dua tahap utama, yaitu proses
karbonisasi (pirolisis) bahan baku dan proses aktivasi bahan terkarbonisasi
pada suhu tinggi
~> proses karbonisasi  proses penguraian selulosa organik menjadi unsur
karbon dan pengeluaran unsur-unsur nonkarbon yang berlangsung pada
suhu 600-700 °C
~> proses aktivasi  proses untuk menghilangkan hidrokarbon yang melapisi
permukaan arang sehingga dapat meningkatkan porositas arang.
~> proses aktivasi arang dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu
aktivasi gas dan aktivasi kimia
~> Prinsip dasar aktivasi gas  pemberian uap air atau gas CO2 terhadap
arang yang telah dipanaskan
~> Prinsip dasar aktivasi kimia  perendaman arang dengan senyawa kimia
sebelum dipanaskan
 Bahan-bahan kimia yang dapat digunakan antara lain H3PO4, ZnCl2,
NH4Cl, AlCl3, HNO3, KOH, NaOH, H3BO3, KMnO4, SO2, H2SO4, K2S,
CaCl2, dan MgCl2
Proses Pembuatan Arang
~> 4 tahap
1.
Suhu 100-120°C  penguapan air sampai suhu 270C  penguraian
sesulosa
Destilat mengandung asam organik dan sedikit metanol
Asam asetat terbentuk pada suhu 200-270C
2. Suhu 270-310C  reaksi eksoterm, terjadi peruraian selulosa menjadi
larutan pirolignat, gas kayu, dan ter
3. Suhu 310-500C  peruraian lignin, lebih banyak ter, larutan pirolignat
turun. CO2 menurun, CO, CH4, H2 meningkat
4. Suhu 500-1000C  tahap pemurnian arang atau peningkatan kadar
karbon.
Struktur grafit dari
arang aktif
• amorf
• tersusun dari atom-atom
karbon berikatan secara
kovalen membentuk
struktur heksagonal datar
• kisi-kisi heksagonal
bertumpuk dengan selasela diantaranya
• kristal biasanya tersusun
dari 3 atau 4 lapisan atom
karbon sekitar 20−30
atomkarbon heksagonal
pada tiap lapisan
(Jankowska 1991)
Aktivasi arang aktif
aktivasi gas
Prinsip : pemberian gas
kepada arang yang
telah dipanaskan
aktivasi kimia
prinsip : perendaman
arang dalam senyawa
kimia sebelum
dipanaskan
H3PO4, ZnCl2, NH4Cl, AlCl3, HNO3, KOH, NaOH,
H3BO3, KMnO4, SO2, H2SO4, K2S, CaCl2, dan
MgCl2 (Kienle 1986 dan Sudradjat R & Soleh S
1994)
Faktor-faktor
yang mempengaruhi
adsorpsi
sifat fisik dan
kimia adsorben
sifat fisik dan
kimia adsorbat
konsentrasi
adsorbat
karakteristik
fase cair
pH dan suhu
luas permukaan,
ukuran pori,
komposisi kimia
ukuran,
kepolaran,
komposisi kimia
molekul