A. JUDUL PERCOBAAN Isoterm Adsorpsi B. TUJUAN PERCOBAAN Menentukan isotrm adsorpsi menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang. C. TINJAUAN PUSTAKA Sebuah atom, ion atau molekul dalam lapisan permukaan zat padat, tidak seperti di bagian bawah permukaannya, tidak memiliki partikel tetangga di semua sisi. Jadi gaya tarik sisa dikerahkan pada komponen-komponen fluida yang membasahi permukaan, dan energy bebas sistem tersebut dapat diminimalkan jika komponen semacam itu terkumpul di atas permukaan. Dalam sistem tertentu dalam kondisi khusus, lapisan adsorpsinya mungkin hanya setebal satu molekul (adsorpsi lapisan tengah), tetapi yang lazim adalah molekul teradsorpsi tersebut akan menahan molekul-molekul lain sehingga pada akhirnya akan menumpuk membentuk suatu lapisan multimolekul. Gaya yang berperan pada adsorpsi tergantung pada sifat dasar kimia permukaan dan struktur spesies teradsorpsi. Suatu efek elektrostatik yang dapat dilihat dengan jelas juga dapat terlihat dalam adsorpsi ion-ion keatas permukaan zat pada ionik (Day dan Underwood, 2002: 526). Adsorpsi merupakan suatu proses dimana molekul-molekul dari fasa gas atau cair terikat pada permukaan padatan atau molekul-molekul yang terikat pada permukaan disebut adsorbat sedangkan substansi yang mengikat disebut abserben. Definisi lain dari absorpsi adalah akumulasi sejumlah molekul (senyawa, ion maupun atom) yang terjadi pada batas antara dua fasa. Adsorpsi dapat terjadi diantara dua fasa seperti antara fase cair-padat, fasa padat-gas dan antara fasa gasgas cair. Proses adsorpsi biasanya dijelaskan melalui isoterm adsorpsi yaitu jumlah adsorbat pada adsorben sebagai fungsi tekanannya (jika gas) atau konsentrasi (jika cair) pada suhu konstan. Tingkat penyerapan adsorbat tergantung pada volume pori yang dapat dilalui (Botahala, 2019: 10-11). Adsorpsi adalah proses perpindahan fasa yang banyak digunakan untuk menyisihkan suatu komponen dari fasa fluida (gas atau cairan). Adsorpsi dapat juga didefinisikan sebagai akumulasi atau adhesi molekul (fasa gas atau cair) pada permukaan material padat. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi, pada absorpsi molekul hanya melekat pada permukaan saja sedangkan pada absorpsi terjadi pelarutan absorbed ke dalam medium absorben. Adsorbat adalah zat yang diabsorpsi sedangkan absorbent adalah zat yang mengadopsi yaitu fase padat yang berperan sebagai lokasi perpindahan zat terlarut dari larutan. Pengaruh interaksi adsorben dengan adsorbat ditunjukkan pada bentuk isoterm adsorpsi pada karbon dengan jenis absorben yang berbeda kepolarannya (Setianingsih, 2018: 21-23). Absorpsi merupakan fenomena permukaan yang dapat terjadi karena gaya gaya tidak seimbang pada batas antara permukaan dua fase yang menyebabkan perubahan konsentrasi molekul, ion atau atom pada antar fase tersebut. Menurut beberapa peneliti, gugus -COOH dan -OH humat dalam meningkatkan kation logam. Mekanisme adsorpsi kation logam pada sisa gugus -COOH asam humat dianggap mengikuti model isoterm adsorpsi langmuir. Selain model isoterm langmuir, model isoterm Freundlich banyak juga diterapkan pada adsorpsi ion logam pada berbagai adsorben termasuk asam humat,kitin dan kitosan. Model ini bersifat empiris dengan bentuk persamaan linier seperti: Log qeq = log KF + 1/n log Ceq (Santosa, 2014: 13 dan 16). Menurut Setianingsih (2018: 26), faktor yang mempengaruhi adsorpsi yaitu yang pertama Luas permukaan adsorben, luas permukaan spesifik (luas permukaan adsorben per massa adsorben) sangat mempengaruhi nilai adsorpsi. Luas permukaan spesifik memiliki nilai yang sebanding dengan luas permukaan total pada adsorben. Semakin kecil ukuran partikel dan semakin berpori suatu material absorben semakin meningkat nilai adsorpsi persatuan masa adsorben. Yang kedua Sifat fisika dan kimia adsorbat, Peningkatan berat molekul dan banyaknya gugus fungsi, termasuk ikatan rangkap dan halogen, dapat meningkatkan absorbsi suatu senyawa. Yang ketiga Keasamaan larutan, Adsorpsi kation logam berat (seperti Cukup (II), Zn(II), Cd(II), Pb(II) oleh adsorben dalam media asam meningkat sejalan dengan peningkatan PH. Bagi suatu sistem adsorbsi tersebut, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorbsi persatuan luas atau persatuan berat adsorben, dengan konsentrasi zat terlarut pada temperatur tertentu disebut isoterm adsorpsi. Oleh freundlich isoterm adsorbsi ini dinyatakan sebagai : π₯ = π . πΆπ π Dengan : x = jumlah zat teradsorbsi dalam gram, m = jumlah adsorben, dalam gram, C = konsentrasi zat terlarut dalam larutan, setelah tercapai kesetimbangan adsorben, K dan n = tetapan. Persamaan (1) dapat diubah menjadi : π₯ log = log π + π log πΆ π Persamaan ini mengungkapkan, bahwa bila suatu peroses adsorbsi menurut isoterm π₯ Freundlich, maka aluran log π terhadap log C akan merupakan garis lurus. Dari garis dapat di evaluasi tetapan-tetapan k dan n (Tim Dosen Kimia Fisik II, 2020: 13). Isoterm Freundlich adalah model empiris dengan asumsi bahwa distribusi panas pada permukaan adsorben adalah non-bentuk, yaitu adsorbsi heterogen. Pernyataan tersebut dinyatakan dalam: 1/π Qe =KfπΆπ Dimana n dan Kf [mg/g (L/mg)n=] kedua adalah stans yang ,e,nerikan indikasi intensitas adsorpsi dan itentitas masing-masing (Aljeboree, dkk, 2017: 89). Isoterm adsorbsi merupakan karakteristik suatu sistem yang spesifik pada temperatur tertentu. Suatu sistem yang spesifik pada temperatur tertentu. Isoterm adsorpsi secara luas digunakan untuk menggambarkan keadaan kesetimbangan sistem adsorpsi. Data isoterm adsorpsi dapat digunakan untuk penentuan volume pori, luas permukaan, distribusi ukuran pori, panas adsorpsi, dan adsorbat mobilitas gas atau uap pada adsorben . Ilustrasi adsorpsi molekul dengan ukuran berbeda kedalam ukuran pori yang berbeda, diilustrasikan karbon aktif sebagai adsorben yang mempunyai mikropori dan makropori (Setianingsih, 2018: 28-29). Suatu bahan dengan permukaan yang bersih dan kering jika permukaan ini dialiri suatu fluida-gas. Cairan atau larutan-terdapat suatu kencenderungan dimana molekul-molekul gas, pelarut, atau zat terlarut akan berinteraksi dengan permukaan zat padat. Jika bahan itu dipisahkan dengan sangat halusatau sangat berpori, atau dengan kata lain, jika permukaannya sangat luas, maka daerah adsorpsi yang terjadi mungkin cukup besar. Sebagai contoh, jika suatu adsorben yang baik misalnya arang yang dibuat secara khusus dimasukkan kedalam bejana arang menarik molekulmolekul gas akan dapat diukur dengan mudah (Day dan Underwood, 2002: 526). Menurut Setiawan, dkk (2017: 73) dalam penelitian yang dilakukan, Penentuan kapasitas adsorpsi unsur Fe(II) pada arang aktif hasil penelitian dilakukan menggunakan model isoterm adsorpsi. Isoterm adsorpsi menunjukkan jumlah suatu zat yang teradsorpsi oleh arang aktif dengan konsentrasi suatu zat terlarut tertentu. Pada penelitian ini digunakan 2 macam isotherm adsorpsi yaitu isoterm Langmuir dan isoterm Freundlich. Tujuan dari penentuan isotherm adsorpsi dalam penelitian ini untuk mengetahui hubungan antara banyaknya adsorbat yang teradsorpsi persatuan berat arang aktif. Model isoterm Langmuir, ini menunjukkan bahwa proses adsropsi terjadi pada permukaan adsorben yang terdapat sejumlah situs aktif. Model ini mendefinisikan bahwa kapasitas adsorpsi maksimum terjadi adanya lapisan tunggal (monolayer) adsorbat dipermukaan adsorben. Arang aktif adalah orang yang telah melalui proses aktivasi sedemikian rupa untuk meningkatkan luas permukaan melalui pembukaan pori-pori sehingga daya adsorpsi dapat ditingkatkan. Arang aktif juga merupakan an-an yang sudah diaktifkan, sehingga pori-porinya terbuka dan permukaan nya bertambah luas sekitar 300 sampai 2000 m2/gr. Permukaan arang aktif semakin luas menyebabkan daya adsorpsi nya terhadap gas atau cairan makin tinggi (Aisyah, 2019: 48). Menurut Sahara, dkk (2017: 4) dalam penelitiannya, menujukkan bahwa aktivasi arang dapat dilakukan dengan perendaman menggunakan bahan kimia, salah satunya yang digunakan dalam penelitian ini adalah asam fosfat (H3PO4). Aktivasi arang menggunakan asam fosfat dengan konsentrasi 15% memberikan rendemen paling tinggi. Tinggi rendahnya rendemen arang aktif tersebut disebabkan oleh reaksi yang terjadi antara asam fosfat dengan arang. Pada konsentrasi optimum aktivator akan lebih banyak reaksi yang terjadi dengan arang sehingga lebih banyak rendemen yang terbentuk. Titrasi adalah pengukuran volume suatu larutan dari suatu rekatan yang dubutuhkan untuk berekasi sempurna dengan sejumlah tertentu reaktan lainnya. Seringkali titrasi digunakan untuk mengukur volume larutan yang ditambahkan pada suatu larutan, yang telah diketahui volumenya. Dalam titrasi asam-basa, jumlah relative asam dan absa yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen ditentukan oleh perbandingan mol asam (H+) dan basa (OH-) yang bereaksi. Dalam titrasi asam-basa perubahan pH sangat kecil hingga hamper tercapai titik ekivalen. Pada saat tercapai titik ekivalen penambahan sedikit asam atau basa akan menyebabkan perubahan pH yang sangat besar. Perubahan pH yang besar ini seringkali dideteksi dengan zat yang dikenal sebagai indicator, yaitu senyawa (organik) yang akan berubah warnanya dalam rentang pH tertentu (Ibnu, 2001: 100). Menentukan isotherm adsorpsi menurut freudlich bagi proses absorpsi asam asetat pada arang. adsorpsi adalah pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari pada ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan tersebut. Untuk proses adsorpsi dalam larutan, jumlah zat teradsorpsi bergantung pada beberapa faktor (a) Jenis absorben; (b) Jenis absorbat atau zat yang teradsorpsi; (c) Luas permukaan adsorben; (d) konsentrasi zat terlarut serta (e)Temperatur (Tim Dosen Kimia Fisika II 2020: 13). Indikator asam basa sebagai zat penunjuk derajat keasaman larutan adalah senyawa organik dengan struktur rumit yang warnanya bila ph larutan berubah. Indikator dapat digunakan untuk menetapkan ph suatu larutan. Indikator phenolphthalein tak berwarna untuk warna asam dengan rentang ph 8,3-10,0 dan berwarna merah untuk warna basa. Indikator merupakan asam lemah atau basa lemah yang memiliki warna cukup tajam, hanya dengan eberapa tetes larutan encernya, indikator dapat digunakan untuk menetapkan titik ekivalen dalam titrasi asam basa ataupun untuk menentukan tingkat keasaman larutan (Ibnu, 2001: 113). DAFTAR PUSTAKA Aisyah, Imas. 2019. Multimanfaat Arang dan Asap Cair Dari Limbah Biomasa. yogyakarta : Cv Budi Utama. Aljeboree, Aseel M., Abbas N. Alshirifi, dan Ayad F. Alkaim. 2017. Kinetics And Equilibrium Study For The Adsorption Of Textile Dyes On Coconut Shell Activated Carbon. Arabian Journal of Chemistry (2017) 10, S3381–S3393. Bothala, Loth. 2009. Perbandingan Efektivitas Daya Adsorpsi Sekam Padi dan Cangkag Kemiri terhadap Logam Besi (Fe) pada air sumus gali. Yogyakarta: CV Budi Utama. Day dan Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga. Ibnu, Sodiq, Endang Budiasih, Hayuni Retno Widarti, dkk. 2004. Kimia Analitik 1.Malang: JICA. Sahara, Emmy, Wahyu Dwijani Sulihigtyas, dan I Putra Adi Surya Mahardika. Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Aktif Dari Batang Tanaman Gumitir (Tagetes Erecta) Yang Diaktivasi Dengan H3po4. Jurnal Kimia 11(1), Januari 2017: 1-. ISSN 1907-9850. Santosa, Sri Juari. Dekontaminasi Ion Logam dengan Biosorben Berbaisis Asam Humat, Kitin dan Kitosan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Setianingsih, Tutik. 2018. Karakterisasi Pori dan Luas Muka Padatan. Malang: Ub Press. Setiawan, Ab. Ari, Anis Shofiyano, dan Intan Syahbanu. 2017. Pemanfaatan Limbah Daun Nanas (Ananas Comosus) Sebagai Bahan Dasar Arang Aktif Untuk Adsorpsi Fe(Ii). JKK, Vol 6(3), halaman 66-7. ISSN 2303-107. Tim Dosen Kimia Fisik II. 2020.Penuntun Praktikum Kimia Fisik II. Makassar: Universitas Negeri Makassar. JAWABAN PERTANYAAN 1. Apakah perbedaan adsorpsi fisik dengan adsorpsi kimia? Berikan beberapa contoh dari kedua jenis adsorpsi ini! Jawaban: Perbedaan adsorpsi fisik dengan adsorpsi kimia yaitu antara lain: a. Adsorpsi kimia · Merupakan sifat lama dari materi menjadi sifat baru · Reaksi yang terjadi tidak bolak-balik (irreversible) · Terjadi pada suhu tinggi · Waktu adsorpsi lambat sehingga kesetimbangan lebih lama tercapai · Ikatannya berupa ikatan kimia b. Adsorpsi fisika · Sifat bahan tidak berubah · Reaksi bersifat bolak-balik (reversible) · Terjadi pada suhu rendah · Waktu adsorpsi cepat sehingga kesetimbangan lebih cepat · Ikatannya berupa ikatan Van der Waals 2. Apakah proses adsorpsi pada percobaan ini merupakan adsorpsi fisik atau kemisorpsi? Jawaban: Proses adsorpsi pada percobaan ini merupakan adsorpsi fisik karena hanya terjadi pada permukaan arang sehingga hanya ada gaya tarik-menarik secara fisika tanpa ada perubahan kimia. 3. Apakah perbedaan yang terjadi pada pengaktifan arang dengan cara pemanasan? Jawaban: Pengaktifkan arang dengan menggunakan pemanasan dapat menyebabkan poripori pada arang melebar sehingga dapat lebih mudah mengadsorpsi. 4. Bagaimana isotrm adsorpsi Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat? Apa pembatasannya? Jawaban: Menurut Freunlich, isotherm adsorpsi untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat merupakan besarnya zat teradsorpsi persatuan luas adsorben berhubungan dengan tekanan. 5. Mengapa isotherm adsorpsi Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang memuaskan dibandingkan dengan isotherm adsorpsi Langmuir? Jawaban: Untuk adsorpsi gas pada zat padat kurang memuaskan disbanding dengan isotherm adsorpsi yang dikemukakann oleh Langmuir, karena persamaan Freunlich diperoleh secara empiris atau dasar teori yang berarti dan untuk tekanan tinggi tidak berlaku, sedangkan Langmuir berdasarkan pada teori dan mengnggap akibat dari bentuk lapisan.
