LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA KOEFISIEN DISTRIBUSI DAN TETAPAN KESETIMBANGAN REAKSI
Rabu, 22 November 2017 Shift D, Kelompok 3 Rabu, 10.00-13.00 WIB Asisten Lab: 1. Hotma G. Winokan 2. Quinzheilla Putri A
Nama
NPM
Pembagian Tugas
Rizky Farhan P
260110170141 260110170141
Simpulan & Lampiran
Afifah Laila
260110170143 260110170143
Abstrak
Haidar Faiq
260110170144 260110170144
Pendahuluan
Nazmi Syahida
260110170145 260110170145
Pembahasan
Viesa Annisa R
260110170148 260110170148
Pembahasan
Adila Srebreneca
260110170149 260110170149
Metode & Editor
Firda Riska
260110170150 260110170150
Abstrak
Brigitta Tiara
260110170151 260110170151
Perhitungan & Grafik
Cheryl Alodya
260110170152 260110170152
Perhitungan & Grafik
LABORATORIUM KIMIA FISIKA FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR 2017
Adsorpsi 1
1
1
1
1
Adila Srebreneca , Afifah Laila , Brigitta Tiara , Cheryl Alodya , Firda Riska , Haidar 1
1
1
1
Faiq , Nazmi Syahida , Rizky Farhan , Viesa Annisa 1
Jurusan Farmasi, Fakultas Farmasi UNPAD, Jatinangor 1
e-mail:
[email protected]
Abstrak
Adsorpsi merupakan proses penyerapan oleh suatu padatan terhadap zat tertentu pada permukaan zat padat yang diakibatkan karena adanya gaya tarik menarik antar atom atau molekul pada permukaan zat tanpa adanya penyerapan ke dalam. Percobaan kali ini bertujuan untuk mengenal prinsip yang melandasi fenomena adsorpsi dan menetapkan data serta membuktikan isoterm suatu senyawa oleh adsorban. Adapun prinsip-prinsip dari praktikum kali ini adalah persamaan langmuir, persamaan freundlich, dan reaksi netralisasi. Metode yang digunakan adalah dengan memberikan variasi konsentrasi dari asam oksalat. Selanjutnya zat dititrasi dengan metode titrasi asam basa yang menggunakan larutan baku NaOH dan indikator fenolftalein (PP). Persamaan langmuir yang diperoleh y= -170.078 + 36.262 x. Tetapi, persamaan freundlich tidak dapat ditentukan karena terjadi kesalahan pada saat percobaan. — adsorpsi, adsorpsi isoterm, persamaan Langmuir, persamaan Freundlich Kata kunci
Abstract
Adsorption is a process of absorption by a solid to a particular substance on the surface of solid because of their attractive force of atoms and moleculs on solid surface without seep into. This experiment aims to knows the principles the phenomenon of adsorption and to establish data and prove the isotherm of a compound by the adsorbant. There are some principles in this practicum such as langmuir equation,
freundlich equation, and the
neutralization reaction. The method used is to change variation of the concentration of oxalic acid. Furthermore, the substance is titrated with acid-base titration method using a standard solution of NaOH and a phenolphtalein (PP) indicator. The langmuir equation from this experiment is y= -170.078 + 36.262 x. But, the freundlich equation can't be determined because of some errors during the experiment. Keywords — adsorption, isotherm adsorption, Langmuir equation, Freundlich equation
I.
diperlukan
PENDAHULUAN
untuk
menjernihkan
air
(Kusnaedi, 2010). Praktikum kali ini bertujuan untuk mengenal prinsip yang meladasi fenomena adsorpsi
dan
membuktikan
menetapkan isotherm
data
adsorpsi
dan suatu
senyawaoleh adsorban. Adapun prinsip prinsip yang melandasi praktikum kali ini adalah
yang
pertama
adsorpsi,
yaitu
peristiwa fisika pada permukaan suatu bahan, yang tergantung dari spesifikasi antara adsorbent dengan zat yang iserap adsorban (Hermana, 2011). Yang kedua adalah persamaan Langmuir, yaitu molekul atau atom gas diadsorpsi pada tempat tempat aktif dan padatan untuk membentuk suati lapisan yang tebalnya satu molekul. Persamaan Langmuir adalah: ! "
=
# $
Adsorbat adalah materi yang berada dalam keadaan adsorbat. Zat yang akan diadsorpsi disebut adsorptive, zat dimana proses adsorpsi terjadi dinamakan adsorben (Sambodo, 2010). Faktor-faktor yang mepengaruhi adsorpsi adalah 1) Tekanan,
tekanan
yang
dimaksud
adalah
tekanan
adsorbat.
Kenaikan
tekanan
adosrbat
dapat
menaikkan
jumlah
yang
diadsorpsi
(Ginting, 2008) 2) Temperatur temperature
absolut yang
(T),
dimaksud
adalah temperature adsorbat. Pada saat molekul –molekul gas
&
+ ()
atau adsorbat melekat pada
'
Adsorpsi
merupakan
permukaan
adsorben
akan
perangkaian/pengikatan ion-ion bebas di
terjadi pembebasan sejumlah
dalam air oleh adsorben. Contoh zat yang
energi
digunakan untuk proses adsorpsi adalah
peristiwa
zeolit
merupakan
Berkurangnya temperature akan
polimerisasi da polihidrik fenol dengan
menambah jmlah adsorbat yang
formaldehyde. Contohnya, pengikatan ion
teradsorpsi demikian juga untuk
Ca2+ da Na2+. Setiap gram resin dapat
peristiwa sebaliknya (Ginting,
mengadsorpsi asam 4 – 9 mev (mili
2008).
dan
resin
yang
ekuivalen). Banyaknya adsorben yang
3) Interaksi
yang
dinamakan eksotermis.
Potensial,
interaksi
diperlukan tergantung konsentrasi larutan.
potensial antara adsorbat dan
Semakin
permukaan
semakin
tinggi besar
konsentrasi pula
adsorben
larutan, yang
adsorben
sangat
bervariasi tergantung dari sifat adsorbat-adsorbent nya.
4) Jenis adsorbat •
disetiap
molekul-molekul
persamaan
yang
dapat
diadsorpsi
yang
diameternya
pori
isotherm
Freudlich
maka
adalah
diperoleh nilai kf dan nilai n, kf adalah
lebih
indikator kapasitas adsorpsi, dan n adalah
adsorben
intensitas adsorpsi (Kusuma, 2014). Isoterm serapan Langmuir-Freudlich
(Ginting,2008).
persamaan
Kepolaran zat = molekul-
hubunga antara jumlah materi dalam
molekul polar lebih kuat di
serapan dengan konsentrasi materi dalam
adsorpsi daripada molekul-
larutan m=kc1/n, m adalah jumlah gram
molekul nonpolar (Ginting,
yang diserap per gram penyerap, C
2008).
konsentrasi, k dan n adalah zat serapan
pertam
yang
menyatakan
(Pujaatmaka, 2002).
5) Karakteristik adsorben =
Teori Langmuir menyatakan bahwa
adsorben yang lebih murni
sejumlah situs aktif yang terdapat pada
lebih
diadsorpsi
suatu permukaan adsorben akan berbanding
memiliki
lurus dengan luas permukaan. Pada tiap
kemampuan adsorpsi yang
situs aktif hanya terdapat satu molekul yang
baik (Ginting, 2008).
dapat teradsorpsi. Ikatan antara adsorbat
Kemurnian
adsorben
mudah
karena
•
kemapuan
mengadsorpsi yang berbeda-beda. Dari
diametr
•
meiliki
Ukuran molekul adsorbat =
kecil atau sama dengan
•
adsorbent
Luas
permukaan
dan
dengan adsorben dapat terjadi secara kimia
volume pori adsorben =
maupun
semakin bertambah, jumlah
memiliki kekuatan yang cukup agar tidak
molekul
terjadi perpindahan molekul yang telah
adsorpsi
teradsorpsi
yang
meningkat
fisika.
diadsorpsi
pada
Ikatan
tersebut
permukaan
harus
adsorben
(Oscik,1982).
(Ginting, 2008).
Teori Freundlich menyatakan bahwa Isoterm Freudlich didasarkan pada terbentuknya
lapisan
(monolayer)
dari
dipermukaan
tunggal molekul
adsorbent.
molekul adsorbat
Selain
itu,
persamaan isotherm Freudlich menjelaskan permukaan adsorben bersifat hetrogen yang memiliki makna bahwa setiap gugus aktif
proses adsorpsi yang terjadi di permukaan adalah heterogen dimana daya adsorpsi tidak dimiliki oleh semua permukaan adsorben. Model isoterm ini menunjukkan bahwa
lapisan
terbentuk
pada
adsorbat
yang
permukaan
akan
adsorben
merupakan multilayer. Hal ini berkaitan
dengan karakteristik dari adsorpsi secara
dapat
fisika yang menyebutkan bahwa adsorpsi
(multilayer) (Singh dan Alloway, 2006).
II.
banyak
lapisan
agitator mekanik dan dikocok selama 45
2.1. Alat dan Bahan
praktikum
pada
ditutup dengan plastik tadi ditaruh diatas
METODE PENELITIAN
Dalam
terjadi
ini
alat
yang
menit.
dibutuhkan ialah agitator mekanik, buret,
Selama
pengocokkan,
titrasi
corong, gelas ukur, karet gelang, kertas
pembakuan larutan asam oksalat dilakukan.
saring, labu titrasi, pipet, dan plastik
Pertama-tama, 10 ml larutan asam oksalat
penutup.
diambil dengan pipet tetes dan gelas ukur
Sedangkan bahan yang dibutuhkan
lalu dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer.
ialah aquades, indikator PP, karbon aktif,
Kemudian,
ditambahkan
ke
dalamnya
larutan asam oksalat, dan larutan NaOH.
beberapa tetes indikator PP. setelah semua bahan dimasukkan, larutan asam oksalat dititrasi dengan larutan NaOH yang sudah
2.2. Prosedur
Dalam praktikum ini, pertama-tama bahan-bahan
yang
akan
diuji
ditaruh pada buret.
dan
Setelah
pengocokkan
karbon
aktif
dibutuhkan ditimbang dengan timbangan
selesai, larutan tersebut disaring dengan
analitik padatannya. Kemudian, setelah
corong dan kertas saring yang sudah
ditimbang, padatan karbon aktif dilarutkan
dibasahi.
dengan 100 ml laruta asam oksalat dengan
mendapatkannya larutan yang jernih. Jika
konsentrasi berbeda-beda yang didapatkan
larutan yang didapatkan masih berwarna
melalui pengenceran bertingkat. Adapun
keruh atau belum jernih, penyaringan
konsentrasi asam oksalat yang digunakan
dilakukan kembali.
ialah 0,3 M, 0,2 M, 0,1 M, 0,05 M, 0,01 M,
Larutan
disaring
hingga
Setelah keenam erlenmeyer disaring
dan 0,025 M. Setelah tiap erlenmeyer berisi
dan
larutan
dimasukkan
karbon aktif sudah dilarutkan dengan
erlenmeyer baru, larutan hasil penyaringan
larutan asam oksalat, erlenmeyer ditutup
kemudian ditambahkan beberapa tetes
dengan plastik penutup dan diikat dengan
indikator PP dan dititrasi dengan larutan
karet gelang agar ketika dikocok dengan
NaOH pada buret. Setelah volume NaOH
agitator mekanik larutan tidak tumpah.
yang
Kemudian agitator mekanik disiapkan dan
diperoleh, bobot karbon aktif yang dipakai,
disetting waktunya di waktu 45 menit.
dan jumlah asam oksalat yang diadsorpsi
Setelah itu, ke enam erlenmeyer yang sudah
dapat dihitung.
digunakan
untuk
ke
titrasi
dalam
telah
III.
HASIL
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan, didapatkan data percobaan sebagai berikut: No.
*
log C2
,-
-0.6225
19.549
-0.0006
-0.6925
-338.333
- 0.047
-0.0093
-0.8327
-5.307
0.145
- 0.140
-0.0277
-0.8386
-5.234
0.0125
-0.0025
-0.0005
-0.9031
-5
-2.5338
7.3125
Massa
C1
karbon (g)
(M)
1
5.025
0.3
0.2385
0.0615
0.0122
2
5.034
0.2
0.203
- 0.003
3
5.013
0.1
0.147
4
5.036
0.05
5
5.027
0.01
6
5.022
0.005 0.002925 0.002075 0.0004
•
•
C2 (M)
x = C1 –
+
log (* + )
C2
-1.9136
-3.3979
Perhitungan
Pengenceran asam oksalat 0,3 M 1. V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 0,01 = 100 x 0,005 V1 = 50 ml 2. V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 0,05 = 150 x 0,01 V1 = 30 ml 3. V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 0,1 = 150 x 0,05 V1 = 75 ml 4. V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 0,2 = 175 x 0,1 V1 = 87,5 ml 5. V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 0,3 = 187,5 x 0,2 V1 = 125 ml
0 Total asam oksalat 0,3 M = 225 ml !
n = M x V = 0,3 x 225 = 67,5 mmol g = n x Mr = 67,5 x 90 = 6075 mg = 6,075 gram
.* +/
•
Pembakuan NaOH 0,1 N 250 ml dengan H 2C2O4 0,1 N 10 ml 1. Perhitungan NaOH g=
1 2 34 2 5 #666
7
6(# 2 86 2 9:6 #666
7 ; <=>+
2. Perhitungan H2C2O4 M = N/2 = 0,1 / 2 = 0,05 M < ?=
* <
G@
;@@@ ABCD+E *
7 @F@G ?
;@@@ 7 @F@G ;@@
< 7 @F@HG <=>+
3. Titrasi: volume NaOH 1 = 4,5 ml dan volume NaOH 2 = 4 ml Jadi volume rata-rata NaOH adalah 4,25 ml
0V1 x N1 = V2 x N2 5 x 0,1 = 4,25 x N2 N2 = 0,117 N •
Titrasi H2C2O4 dengan NaOH 1. V1 x N1 = V2 x N2 40,8 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0,477 N 2. V1 x N1 = V2 x N2 34,7 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0,406 N 3. V1 x N1 = V2 x N2 25,2 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0,294 N 4. V1 x N1 = V2 x N2 24,8 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0,290 N 5. V1 x N1 = V2 x N2 2,2 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0.025 N 6. V1 x N1 = V2 x N2 0,5 x 0,117 = 10 x N2 N2 = 0,005 N
•
Grafik Langmuir
6789:; <8=>5?:7 )++1+++ ! # $%&%&' ( )*++*, -. # +/&))*$
2+1+++ + (2+1+++
+
)
&
$
0
2
%
*
()++1+++
5 4 ' 4 ()2+1+++ & 3
3&4'45 <:=@87 A3&4'45B
(&++1+++ (&2+1+++ ($++1+++ ($2+1+++ (0++1+++
IV.
3&
zat yang diserap menjadi lebih banyak,
PEMBAHASAN
Pada praktikum adsorpsi kali ini
daya serapnya sangat besar antara 25 –
digunakan sampel asam oksalat dengan
100%. Karena salah satu factor yang
rumus kimia H2C2O4 yang merupaan
mempengaruhi adsorpsi adalah luas
kristal putih dengan massa molar 90,03
permukaan absorben.
g mol-1 yang memiliki kelarutan dalam
Faktor lain yang mempengaruhi
air sebesar 90 g/l. Sebagai absorben
adsorpsi adalah jenis dan karakteristik
digunakan karbon aktif yang telah
absorban. Salah satu karakteristiknya
sering
adalah ukuran partikel, semakin ukuran
digunakan
sebagai
bahan
penyerap berbagai macam kontaminan.
partikelnya
Karbon aktif ini baik sebagai absorben
adsorpsinya
karena memiliki luas permukaan yang
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi
besar, luas permukaan karbon aktif
adsorpsi
2
kecil
maka
semakin
diantaranya,
tingkat
meningkat.
kecepatan
berkisar antara 300-3500 m /gr. Karbon
pengadukan yang dapat meningkatkan
aktif iini dapat diperluas permukaannya
adsorpsi jika terus menerus dilakukan
dengan
pengadukan,
penggerusan.
Dengan
luas
permukaan yang besar menyebabkan
selain
itu
pH
juga
berpengaruh zat asam akan lebih mudah
teradsorpsi pada pH rendah sedangkan
pengocokkan ini juga bertujuan untuk
zat basa akan mudah teradsorpsi dalam
mencapai
pH yang tinggi, temperatur yang tinggi
Agitator
akan
absorben
kontakmaksimum antara adsorben dan
sehingga daya serapnya meningkat
adsorbat. Jika fase cair yang berisi
namun jika terlalu tinggi adsorben akan
adsorben dalam keadaan diam maka
mengalami
difusi adsorbat melalui permukaan
membuka
pori-pori
kerusakan
dan
dapat
menurunkan daya serap. Praktikum
keseimbangan digunakan
adsorpsi.
agar
terjadi
adsorben akan menjadi lambat. Oleh
adsorpsi
kali
ini
karena
itu
dilakukan
pengocokkan
menggunakan asam oksalat dengan
untuk mempercepat terjadinya adsorpsi.
konsentrasi yang berbeda-beda yaitu,
Dibuat kondisi adsorben jenuh sehingga
0,3 M, 0,2 M, 0,1 M, 0,05 M, 0,01 M,
adsorben tidak menyerap adsorbat lagi
dan
karena karbon aktif juga mempunyai
0,005.
konsentrasi tujuannya
Asam
asetat
yang
bervariasi
yaitu
untuk
dengan ini
mengetahui
kapasitas daya serap tertentu. Setelah dikocok selama 45 menit,
pengaruh konsentrasi terhadap daya
kemudian
serap
larutan
disaring
(adsorpsi)
akan
meningkat
menggunakan kertas saring yang kasar.
kenaikan
dari
konsentrasi
Hal ini dilakukan agar larutan dapat
adsorbat. Adsorpsi akan terjadi jika
dipisahkan dari filtrat (asam asetat)
keseimbangan
dengan karbon aktif. Filtrat kemudian
dengan
adsorbat
yang
konsentrasi
antara
konsentrasi
diserap
adsorben
dengan
yang
tersisa
dalam larutan.
diambil dengan 5 tetesan pertama dibuang
baru
tetesan
ke
6
dan
seterusnya diambil, hal ini bertujuan
Dimasukkan asam oksalat masing –
untuk menghindari penyerapan zat
masing kedalam erlenmeyer yang berisi
warna
karbon aktif, lalu ditutup dengan kertas
volumenya mencapai 10 ml. Disaring
wrap yang bertujuan supaya karbon
larutan yang berisi karbon aktif. Hal ini
aktif tidak menyerap molekul lain atau
ditujukan untuk memisahkan adsorben
udara serta fungsi dari pori-pori karbon
dan adsorbatnya, hingga terdapat residu
aktif untuk menyerap larutan asam
dan filtrat.
oksalat
bukan
molekul
lain
dan
oleh
Filtratnya
kertas
saring
kemudian
di
sampai
titrasi
kemudian di kocok dengan agiator
dengan larutan NaOH yang telah
selama 45 menit yang bertujuan agar
distandarisasi dengan asam oksalat.
larutan dapat melarut dengan sempurna,
Sebelumnya larutan NaOH dilarutan
dengan air yang bebas CO2, agar CO2
Volume titrasi yang didapatkan
didalamnya tidak akan bereaksi dengan
adalah 40,8mL untuk asam oksalah
air yang dapat membentuk HCO3 yang
0,3M; 25,2mL untuk 0,2M ; 25,2mL
bersifat asam lemah yang apabila
untuk 0,1M ; 24,8mL untuk 0,05M
bereaksi dengan NaOH membentuk
dapat dilihat dari hasil yaitu semakin
natrium
yang
kecil konsentrasi asam oksalat, maka
merupakan larutan buffer dan jika
semakin kecil volume NaOH yang
termasuk larutan buffer, perubahan pH
dibutuhkan
nya tidak signifikan atau tidak terlihat
oksalat. volume tersebut digunakan
sehingga
untuk menghitung konsentrasi asam
karbonat
(Na2CO3)
meskipun
ditambahkan
untuk
mentitrasi
asam
berapa banyak pun NaOH tidak akan
oksalat
memberikan perubahan warna. Titrasi
didapatkan yaitu 0,2385M ;0,203M ;
ini
mengetahui
0,147M; 0,145M; 0,0125M. konsentrai
konsentrasi larutan asam oksalat yang
yang didapatkan juga makin kecil
telah teradsorpsi. Fungsi dilakukannya
namun jika dibandingkan dengan C 1,
titrasi yaitu untuk mengetahui jumlah
terdapat beberapa data yang tidak
zat yang teradsorpsi.
seperti seharusnya, seharusnya C2 yang
dilakukan
untuk
Kemudian ditambahkan indikator fenolfthalein
penggunaan
fenolfthalein
ini
indikator
bertujuan
untuk
adalah konsentrasi teradsorpsi lebih kecil daripada konsentrasi C1 namun ada beberapa konsentrasi yang hasilnya
mengetahui titik akhir titrasi larutan
lebih
yang
ditunjukkan
perubahan
warna
adanya
disebabkan
larutan
menjadi
pengocokan
titrasi yang dilakukan menggunakan alkalimetri,
besar.
dengan
merah muda. Alasan lain ialah karena
metode
yang teradsorpsi hasil yang
yakni
dititrasi
Hal
karena ,
ini
mungkin
kesalahan
pada
penyaringan,
atau
mungkin pada saat titrasi. Kesalahan praktikum ini membuat tidak
dapat
dibentuknya
grafik
dengan larutan standar basa, sehingga
freundlich karena terdapat hasil log
digunakan indikator fenolftalein yang
yang berlambang negatif.
mempunyai rentang pH 8,3-10,0.
V.
Percobaan adsorpsi membentuk grafik
SIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah
Langmuir dengan nilai y = 36262x –
dilakukan dapat disimpulkan bahwa
170078. Semakin besar konsentrasi zat
setelah
yang diadsorpsi, maka adsorben akan
adsorpsi,
konsentrasi
asam
oksalat berkurang karna asam oksalat banyak terserap oleh karbon aktif.
menyerap lebih banyak zat tersebut.
Oscik, J. 1982. Adsorption. England: Ellis
DAFTAR PUSTAKA
Horwood Limited. Ginting, F, D. 2008. Pengujian alat pendingin.
Tersedia
online
di
http://www.lantar.ui.ac.id
Pujaatmaka, A Hadyana. 2002. Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka. Sambodo, B. 2005. Isoterm Kesetimbangan
[Diakses pada tanggal 21 November
Adsorpsi Timbal pada Abu Sekam
2017].
Padi. Jurnal
Hermana, J. 2011. Adsorpsi. Tersedia oline di http://oc.its.ac.id [Diakses pada tanggal 21 November 2017].
minum.
Bekasi:
Penebar
Swadaya
biomassa
4(2): 35-43. Singh, B., and B, J. Alloway. 2006.
Availability Of
Cadmium
And Arsenic In Contaminated Soils. School of Land, Water and Crop
Kusuma, I, D. 2014. Isoterm Adsorpsi Cu 2+ oleh
Vol
Adsorptive Minerals To Reduce The
Kusnaedi. 2010. Mengolah air kotor untuk air
Ekuiribrium.
Rumput
Eucheuma Spinosum. Jurnal Biokimia. Vol 2(1): 167-179.
laut
Science. Sydney: University of Sydney Press.
VI.
LAMPIRAN
Gambar 1.1 Menimbang Karbon Ak tif I
Gambar 1.2 Menimbang Karbon Aktif II
Gambar 1.3 Menimbang Karbon Aktif III
Gambar 1.4 Menimbang Karbon Ak tif IV
Gambar 1.5 Menimbang Karbon Aktif V
Gambar 1.6 Menimbang Karbon Aktif VI
Gambar 1.7 Labu I
Gambar 1.8 Labu II
Gambar 1.9 Labu III
Gambar 1.10 Labu IV
Gambar 1.11 Labu V
Gambar 1.12 Labu VI
Gambar 1.13 Campuran Karbon Aktif dan Asam Oksalat
Gambar 1.14 Mengocok dengan Agitator Mekanik
Gambar 1.15 Hasil titrasi dari penyaringan