iamnovhie-yovita-blogspot-com-2012-12-laporan-adsorpsi-isoterm-html-m-1

Nonov Chem
Welcome to My BLOG, keep smile, enjoy, hope this can help you... :)
Thursday, December 6, 2012
LAPORAN ADSORPSI ISOTERM
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Adsorbsi secara umum adalah proses penggumpalan subtansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh
permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara subtansi dengan penyerapannya.
Adsorbsi dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu ;
1. Adsorbsi fisik, yaitu berhubungan dengan gaya Van der Waals dan merupakan suatu proses bolak – balik apabila
daya tarik menarik antara zat terlarut dan adsorben lebih besar daya tarik menarik antara zat terlarut dengan
pelarutnya maka zat yang terlarut akan diadsorbsi pada permukaan adsorben.
2. Adsorbsi kimia, yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dan zat terlarut yang teradsorbsi.
Di era sekarang ini, sistem penjernihan memiliki berberapa macam teknik, contohnya saja sistem pengolahan air
limbah dalam industri tekstil yang menghilangkan warna yang disebut juga dengan proses koagulasi-flokulasi. Contoh lain
proses adsorpsi yaitu pada industri batik, pada proses produksinya yang menggunakan bahan perwarna, dan limbah yang
dihasilkan berbentuk cairan yang dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, maka dari itu digunakan karbon aktif yang
merupakan adsorben yang berguna untuk menghilangkan warna, dimana karbon aktif memiliki efektivitas yang cukup
tinggi. Menurut Khopkar,2008, berbagai adsorben anorganik maupun organik dapat dijadikan sebagai adsorpsi seperti
aluminium, bauksit, magnesia, magnesium silikat, kalsium hidroksida, silikat gel, dan timah diatome. Diantara adsorben
organik yang paling sering digunakan adalah arang, gula dan karbon aktif.
1.2 Prinsip Percobaan
Penentuan adsorpsi isoterm menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang melalui perubahan
konsentrasi yang terrjadi pada batas dua fasa, dimana konsentrasi zat terlarut berada pada temperatur tertentu. Beberapa
perlakuan yang diberikan yaitu pemanasan, penimbangan, pengocokkan, penyaringan serta titrasi yang menunjukan proses
adsorpsi beserta jumlah zat teradsorpsi.
Persamaan Adsorpsi Isoterm oleh Freundlich:
dapat
x/m=kc
log x/m=log k + 1/n log c
juga
dengan x=jumlah zat teradsorpsi; m=jumlah adsorben dalam garam; c=konsentrasi zat terlarut dalam larutan setelah
tercapai kesetimbangan adsorpsi; dan k,n=tetapan.
Dalam menentukan adsorpsi isoterm, karbon yang digunakan adalah norit, norit ditumbuk hingga halus,
mengaktifkan karbonnya, kemudian dimasukkan kedalam erlenmeyer dan diberikan larutan asam yang berkosentrasi
berbeda. Kemudian didiamkan sambil dikocok setiap 10 menit sekali. Larutan tadi disaring dengan ketas saring, filtratnya
dititrasi dengan NaOH dan ditambahkan indikator pp.
1.3 Tujuan Percobaan
Menentukan adsorpsi isoterm menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang ( karbon aktif/ Caktif ).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Adsorpsi
Adsorpsi adalah penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Fenomena ini melibatkan interaksi fisik, kimia, dan
gaya elektrostatik antara adsorbat dengan adsorben pada permukaan adsorben. Ada dua macam adsorpsi yaitu adsorpsi
fisika dan adsorpsi kimia. Dalam adsorpsi fisika, molekul-molekul teradsorpsi pada permukaan dengan ikatan yang lemah
(bersifat reversible, dengan cara menurunkan tekana gas atau konsentrasi zat terlarut). Sedangkan adsorpsi kimia melibatkan
ikatan koordinasi sebagai hasil penggunaan elektron bersama-sama adsorben dan adsorbat(Osick,1983; Sukardjo,1990).
Adsorben adalah zat yang mengadsorpsi zat lain. yang memiliki ukuran partikel seragam, kepolarannya sama dengan zat
yang akan diserap dan mempunyai berat molekul besar. Adsorbat adalah zat yang teradsorpsi zat lain. Fakttor-faktor yang
mempengaruhi kapasitas adsorpsi antara lain, luas permukaan adsorben, ukuran pori adsorben, kelarutan zat terlarut, pH,
dan temperatur(Castellan,1982).
Adsorpsi isoterm adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara fase teradsorbsi pada permukaan
adsorben dengan fase ruah kesetimbangan pada temperatur tertentu. Ada tiga jenis hubungan matematik yang umumnya
digunakan untuk menjelaskan isoterm. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang
heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang
dikemukakan oleh Freundlich. Persamaannya adalah :
x/m = k C 1/n
dimana:
x = banyaknya zat terlarut yng teradsorpsi (mg)
m = massa adsorben (mg)
C = konsentrasi adsorben yang sama
k,n = konstanta adsorben
Dari isoterm ini, akan diketahui kapasitas adsorben dalam menyerap air. Isoterm ini akan digunakan dalam
penelitian yang akan dilakukan, karena dengan isoterm ini dapat ditentukan efisisensi dari suatu adsorben (Castellan,1982).
Karbon aktif umumnya mempunyai daya adsorpsi yang rendah dan daya adsorpsi dapat diperbesar dengan
mengaktifkan arang dengan menggunakan uap atau bahan kimia,aktivitas ini bertujuan memperbesar luas permukaan arang
dengan membuka pori-pori yang tertutup(Kateren,1987).
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adsorpsi isoterm adalah erlenmeyer, erelnmeyer bertutup, pipet volume,
buret, klem buret, batang pengaduk, spatula, pipet tetes, kertas saring, bulb, stopwatch dan cawan porselen.
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan adsorsi isoterm adalah akuades, karbon aktif/norit, indikator pp,
larutan asam asetat, larutan asam klorida dan larutan standar natrium hidroksida.
3.2 Prosedur Kerja
Karbon Aktif
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1. Adsorpsi isoterm untuk larutan asam klorida
M HCl
VHCl
V NaOH
0,25 M
10 ml
21 ml
0,5 M
10 ml
22 ml
0,0625 M
10 ml
57 ml
0,0313 M
10 ml
55 ml
0,125 M
5 ml
22 ml
4.1.2. Adsorpsi isoterm untuk larutan asam asetat
M CH3COOH
VCH3COOH
V NaOH
0,25 M
8 ml
14,1 ml
0,5 M
10 ml
32,8 ml
0,0625 M
5 ml
1,3 ml
0,0313 M
5 ml
1,3 ml
0,125 M
8 ml
14,1 ml
4.1.3 Tabel pengamatan:
x
m
c
log c
0,516
1,5
0,344
-0,46
0,328
-0,48
0,22
1,5
0,15
-0,82
0,18
-0,75
0,11
1,5
0,073
-1,14
0,09
-1,05
0,108
1,5
0,072
-1,14
0,03
-1,52
0,048
1,5
0,032
-1,49
0,016
-1,79
log
4.2 Pembahasan
Percobaan yang dilakukan pada bab adsorpsi isoterm arang aktif adalah dengan menggunakan larutan organik yaitu
asam asetat dengan variasi 5 konsentrasi. Adsorben yang digunakan adalah arang yang telah diaktifkan sebelumnya. Pada
percobaan ini adsorban yang digunakan adalah arang,dimana sebelum digunakan harus diaktifkan dulu dengan cara
dipanaskan. Hal ini agar pori-pori arang semakin besar sehingga dapat memepermudah penyerapan. Karena semakin luas
permukaan adsorben maka daya penyerapannya pun semakin tinggi.
Dimana penggerusan pada arang adalah cara
memperluas permukaan adsorbennya. Pengaktifan arang dapat dilakukan dengan beberapa cara.
Aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara
memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan
sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Selain
karbon aktif, yang biasa digunakan sebagai adsorben adalah silika gel, zeolit dan penyaring molekul.
Prinsip percobaan adsorpsi isoterm didasarkan pada teori frundlich, yaitu banyaknya zat yang diadsorpsi pada
temperatur tetap oleh suatu adsorban tergantung dari konsentrasi dan kereaktifan adsorbat mengadsorpsi zat-zat tertentu.
Percobaan ini menggunakan adsorpsi fisika karena adanya gay van der waals antara adsorben dengan adsorbat yang
digunakan sehingga proses adsorpsi hanya terjadi ada permukaan larutan.
Ann Limley, Et.al, 1995, menyatakan bahwa dengan proses oksidasi, karbon aktif yang dihasilkan terdiri dari dua jenis,
yaitu :
1. L-karbon (L-AC) yaitu karbon aktif yang dibuat dengan oksidasi pada suhu 300oC – 400oC (570o-750oF) dengan
menggunakan udara atau oksidasi kimia. L-AC sangat cocok dalam mengadsorbsi ion terlarut dari logam berat basa
seperti Pb2+, Cu2+, Cd2+, Hg2+. Karakter permukaannya yang bersifat asam akan berinteraksi dengan logam basa.
Regenerasi dari L-AC dapat dilakukan menggunakan asam atau garam seperti NaCl hampir sama pada perlakuan
pertukaran ion.
2. H-karbon (H-AC) yaitu karbon aktif yang dihasilkan dari proses pemasakan pada suhu 800o-1000oC (1470o-1830oF)
kemudian didinginkan pada atmosphere inersial. H-AC memiliki permukaan yang bersifat basa sehingga tidak
efektif dalam mengadsorbsi logam berat alkali pada suatu larutan air tetapi sangat lebih effisien dalam mengadsorbsi
kimia organik, partikulat hidrofobik, dan senyawa kimia yang mempunyai kelarutan yang rendah dalam air. Akan
tetapi H-AC dapat dimodifikasi dengan menaikan angka asiditas. Permukaan yang netral akan mengakibatkan tidak
efektifnya dalam mereduksi dan mengadsorbsi kimia organik sehingga efektif mengadsorbsi ion logam berat dengan
kompleks khelat zat organik alami maupun sintetik dengan menetralkannya.
Pada percobaan ini pengaktifan arang dilakukan dengan cara pemanasan menggunakan suhu yang tinggi, hal ini
dilakukan karena percobaan ini mengadsorbsi larutan organik (asam asetat) sehingga pengaktifan dilakukan dengan suhu
tinggi dan tidak sampai membara. Perlakuan ini dimaksudkan supaya arang tidak menjadi abu. Norit digunakan sebagai
adsorben, adsorben adalah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain pada proses adsorpsi. Adsorbatnya pada
percobaan ini adalah larutan CH3COOH dan HCl, adsorbat adalah daerah tempat terjadinya penyerapan.
Pertama yang dilakukan adalah menumbuk norit hingga halus ini bertujuan untuk memperbesar luas permukaan dari
arang aktif sehingga daya serapnya menjadi lebih tinggi. Kemudian larutan CH3COOH dan HCl yang telah dimasukkan ke
erlenmeyer ditambahkan masing-masing 0,5 gram karbon akif/ norit. Kemudian larutan dikocok selama ½ jam
menggunakan shaker agar larutan CH3COOH dan HCl dapat melarut dengan sempurna, dibuat kondisi adsorben jenuh
sehingga tidak menyerap adsorbat lagi karena karbon aktif juga mempunyai kapasitas daya serap tertentu.selama ½ jam ,
larutan dikock selama 1 menit secara teratur dengan jarak 10 menit. Setelah itu disaring menggunakan kertas saring,
ditujukan untuk memisahkan adsorben dan adsorbatnya.hingga terdapat residu dan filtrat, filtranya di titrasi dengan larutan
standar NaOH menggunakan indikator fenolftalein.
Titrasi dilakukan untuk mengetahui konsentrasi larutan asam yang telah teradsorpsi. Penggunaan indikator
fenolftalein bertujuan untuk mengetahui titik akhir titrasi larutan yang ditunjukkan dengan adanya perubahan warna larutan
menjadi merah muda. Alasan lain ialah karena titrasi yang dilakukan menggunakan metode alkalimetri, yakni dititrasi
dengan larutan standar basa, sehingga digunakan indikator fenolftalein yang mempunyai rentang pH 8,3-10,0. Volume
NaOH yang dipakai pada setiap kegiatan titrasi dicatat untuk menghitung konsentrasi larutan asam yang teradsorpsi.
Arang yang telah aktif digunakan untuk mengadsorpsi asam asetat dengan variasi konsentrasi yaitu, 0,5 M; 0,25 M;
0,125 M; 0,0625M; dan 0,0313 M diperoleh dari hasil titrasi dengan NaOH 0,1M, asam asetat yang dititrasi berasal dari
sisa asam yang digunakan pada percobaan. Masa arang aktif yang digunakan dalam setiap konsentrasi adalah 1 gram.
Volume asam asetat yang digunakan dalam adsorpsi adalah 50 ml. langkah pertama, memasukkan 1 gram arang aktif
kedalam Erlenmeyer dan menambahkan asam asetat dengan konsentrasi yang ada sebanyak 10 ml kemudian tutup
Erlenmeyer dan diamkan selama 30 menit dengan perlakuan pengocokan setiap 10 menit dengan rentang 1 menit dan
temperature tetap dijaga konstan. Langkah ini dilakukan untuk menjaga kestabilan adsorben dalam mengadsorpsi adsorbat.
Dilakukan pengocokan agar adanya interaksi/kontak antar adsorben dan adsorbat. Setelah 30 menit, larutan disaring
dengan kertas saring. Terakhir, titrasi asam asetat hasil adsorpsi dengan indicator PP dan larutan NaOH 0,1M sebagai
titran. Dalam percobaan ini diambil 10 ml dari konsentrasi asam asetat tertinggi, selanjutnya dua konsentrasi diambil 8 ml
konsentrasi terendah diambil 5 ml.
Pada percobaan ini akan ditentukan harga tetapan-tetapan adsorbsi isoterm Freundlich bagi proses adsorpsi
CH3COOH terhadap arang. Variabel yang terukur pada percobaan adalah volume larutan NaOH 0,1 M yang digunakan
untuk menitrasi CH3COOH. Setelah konsentrasi awal dan akhir diketahui, konsentrasi CH3COOH yang teradsorbsi dapat
diketahui dengan cara pengurangan konsentrasi awal dengan konsentrasi akhir. Selanjutnya dapat dicari berat CH3COOH
yang teradsorbsi.
Dari data pengamatan dan hasil perhitungan, konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi lebih tinggi daripada setelah
adsorpsi. Hal ini karena asam asetat telah diadsorpsi oleh arang aktif. Dari data juga dibuat suatu grafik dimana x/m
diplotkan sebagai ordinat dan C sebagai absis.
Grafik hubungan antara x/m dengan c maupun hubungan antara log x/m dengan log C dari percobaan dapat dilihat
pada gambar (terlampir).
Grafik merupakan Grafik Isoterm Adsorpsi Freundlich. Dari persamaan grafik tersebut jika dianalogikan dengan
persamaan Freundlich maka akan didapat nilai k dan n. Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat dituliskan sebagai
berikut:
Log (x/m) = log k + 1/n log c sedangkan persamaan grafik Isotherm Adsorpsi Freundlich adalah y = -0,339x + 0,101,
sehingga didapat nilai Log k =-0,101 dan 1/n = 1. Maka nilai k adalah 0,79 dan nilai n adalah -2,95.
Adsorpsi karbon membuat konsentrasi asam asetat mengalami penurunan. Pada data diatas penyerapan tiap
percobaan terjadi ketidaksamaan antara data 1 sampai 5 dapat dilihat dari X gram ( jumlah zat yang teradsorpsi) kurang
stabil. Hal ini terjadi karena dalam adsorpsi terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil adsorpsi.
Menurut M.T. Sembiring dkk, 2003 bahwa karbon aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum
pada SII No.0258 -79. Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi
daya serap adsorpsi, yaitu :
1. Sifat Serapan
Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk
masing- masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari
sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan
rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.
Temperatur/ suhu.
Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk menyelidiki suhu pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada
peraturan umum yang bisa diberikan mengenai suhu yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi suhu
proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat
senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk
senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada suhu kamar atau bila memungkinkan pada suhu yang lebih kecil.
pH (Derajat Keasaman).
Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini
disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam
organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.
Waktu Singgung
Bila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang
dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selisih ditentukan oleh dosis karbon aktif,
pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel
karbon aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan
waktu singgung yang lebih lama.
Kesalahan –kesalahan yang terjadi pada percobaan ini juga dapat mempengaruhi data percobaan. Kesalahan yang
terjadi seperti: kesalahan dalam pembacaan skala pada buret titrasi, kesalahan dalam pengocokan campuran larutan dan
adsorben, kesalahan yang dilakukan oleh praktikan.
BAB V
PENUTUP
5.1 simpulan
Setelah praktikum dapat disimpulkan bahwa percobaan ini adalah adsorpsi fisika, dimana molekul-molekul zat
terikat pada permukaan oleh gaya-gaya fisis, gaya van der waals. Serta diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi maka
semakin tinggi daya adsorpsinya dan semakin banyak pula zat teradsorpsi dan sebaliknya.
5.2 Saran
Saran saya untuk percobaan selanjutnya, dapat meggunakan karbon aktif bukan berupa norit, tetapi karbon aktif yang
sesungguhnya.
DAFTAR PUSTAKA
Castellan,1982. Physical Chemestry. Edisi ketiga.Addison-Wesley Publishing Company.
Osick,J.1983. Adsorption. Ellis Hardwood Ltd.Chicester.England.
Kateren, 1987. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Edisi VI . Jakarta
Khopkar, S.M, 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. AB: A. Saptorahardjo. UI- Press.Jakarta.
Sukardjo,1990. Kimia Anorganik. Jakarta:Rineka Cipta.
LAMPIRAN
Jawaban pertanyaan
1. Adsorpsi fisika
2. Adsorpsi fisika : adsorpsi karbon aktif
Adsorpsi kimia : ion exchange
3. Pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2. Arang akan menjadi aktif,
larutan asam, dan terbentuk endapan.
4. Isoterm freudlich berlaku untuk gas yang bertekanan rendah, semua tempat di atas permukaan tidak sama dengan
lapisan molekul gas padat bersifat multilayer dengan persamaan: V + Kp 1/n
Batasnya adalah kelarutan harus ideal, nilai batasnya = Vm. Vm akan dicapai walaupun tekanan gas yang
dibutuhkan untuk menutupi satuan-satuan massa adsorben.
Isoterm Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang baik, karena pada adsorpsi Freundlich
situs-situs aktif pada permukaan adsorben besifat heterogen. Gas merupakan campuran homogen sehingga
kurang cocok jika digunakan dalam isoterm Freundlich.
5.
Karena nilai Vm tidak akan dicapai walaupun tekanannya diperbesar sedangkan pada isoterm Langmuir
mengemukan asumsi yang lebih baik.
Karena adsorpsi pada Langmuir bersifat homogen maka lebih memuaskan dibandingkan dengan pada isoterm
Freundlich yang bersifat heterogen.
Unknown di 11:20 PM
Share
No comments:
Post a Comment
‹
Home
View web version
›
About Me
Unknown
View my complete profile
Powered by Blogger.