17
Kualitas Karbon Aktif
Kualitas karbon aktif dipengaruhi oleh jenis bahan baku. Bahan baku yang keras mempunyai berat jenis tinggi sehingga akan menghasilkan daya serap yang tinggi dibandingkan dengan bahan baku yang ringan dan mempunyai berat jenis rendah. a. Rendemen
Penetapan rendemen karbon aktif bertujuan untuk mengetahui jumlah karbon aktif yang dihasilkan setelah melalui proses karbonisasi. Karbon aktif yang baik akan memberikan nilai rendemen yang tinggi, terdapatnya rendemen yang rendah dapat disebabkan oleh masih meningkatnya laju reaksi antara karbon dan gas-gas serta banyaknya jumlah senyawa zat menguap yang terlepas. b. Kadar Air Terikat ( Inherent Moisture)
Kandungan air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam karbon aktif setelah bahan baku berkarbon melalui tahapan karbonisasi dan aktivasi kimia, baik yang terikat secara kimiawi maupun akibat pengaruh kondisi luar seperti iklim, ukuran butiran maupun proses penyaringan. Penetapan ini bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis karbon aktif. c. Zat Terbang ( Volatile Matter)
Zat terbang merupakan nilai yang menunjukkan presentasi jumlah zat-zat terbang yang terkandung di dalam karbon aktif yang masih terkandung karena bahan baku memiliki kandungan zat-zat terbang seperti H2, CO, CH4 dan uap-uap yang mengembun seperti tar, gas CO2 dan H2O. Ash Content ) d. Abu ( Ash
Abu di dalam karbon aktif merupakan kadar mineral matter yang terkandung di dalamnya yang tidak terbakar pada proses karbonisasi dan tidak terpisah pada proses aktivasi. e. Karbon Terikat ( Fixed Carbon )
Penentuan kadar karbon terikat bertujuan untuk mengetahui kandungan karbon setelah proses karbonisasi dan aktivasi. Menurut Penrich (1981), besar kecilnya kadar karbon terikat pada karbon aktif dipengaruhi oleh variasi kadar air, abu dan zat mudah menguap.
18
f. Daya Daya Serap Serap (Adsorpsi) (Adsorpsi)
Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat yang diserap disebut fase terserap (adsorbat) sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Peristiwa adsorpsi ini disebabkan oleh gaya tarik molekul-molekul di permukaan adsorben. Adsorpsi berbeda dengan absorbsi, karena pada absorbsi, zat yang diserap masuk kedalam absorben, misalnya absorbsi air oleh sponge atau uap air oleh CaCl2 anhidrous. Ada dua jenis adsorpsi, yaitu: 1. Adsorpsi Kimia Proses adsorpsi yang disertai reaksi kimia. Pada adsorpsi kimia terjadi pembentukan senyawa kimia dan umumnya terjadi pada adsorpsi yang multi lapisan. Contoh: CO2 + NaOH
Na2CO3 + H2O
H2O + CaCl2
Ca(OH)2 + HCl
2. Adsorpsi Fisika Proses adsorpsi yang tidak disertai reaksi kimia. Ikatan yang terjadi pada proses ini adalah ikatan Van Der Walls yang relatif lemah. Panas adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih dari satu molekul, karena panas yang dilepaskan pada adsorpsi ini relatif kecil dan umumnya terjadi pada satu lapis. Contoh: a) adso adsorp rpsi si uap uap air air CaC CaCll2 atau silika gel b) adsorpsi adsorpsi asam asam asetat, asetat, asam oksalat oksalat oleh karbon karbon aktif Jumlah zat yang diserap setiap berat adsorben tergantung konsentrasi dari zat terlarut. Persamaan Freundlich berlaku untuk proses adsorpsi yaitu: x/m
1/n
= k.C
log log (x/m (x/m)) = log log k + (1/ (1/n) n) log log C dimana: C
= konsentrasi zat
19
k dan dan n = kons konsta tant ntaa adso adsorp rpsi si x
= berat zat yang diadsorpsi
m
= massa adsorben
20
Analisis Karbon Aktif 1) Analisi Analisiss Kadar Kadar Rendem Rendemen en
Analisis kadar rendemen arang aktif dilakukan dengan menghitung berat bahan baku setelah dikarbonisasi. %rendemen
berat arang
berat bahan baku
x100%
2) Analisis Analisis Kadar Kadar Air Air Terikat Terikat (British (British 1016 1016 Part Part 104.1:199 104.1:1999) 9) o
a. Suhu Suhu oven oven diat diatur ur pada pada suhu suhu 105-1 105-110 10 C. b. Crussible kosong beserta tutupnya ditimbang pada neraca neraca analitik (W1). c. Sampel Sampel ditimb ditimbang ang sebany sebanyak ak 1 gram gram.. d. Sampel Sampel yang yang telah telah ditimban ditimbang g dimasukk dimasukkan an ke dalam crussible. e. Crussible yang telah berisi sampel ditimbang secara bersamaan (W2). f. Crussible yang berisi sampel sampel dimasukkan ke oven selama 120 menit. g. Sete Setela lah h 120 120 meni menit, t, crussible yang berisi berisi residu residu diding didinginkan inkan di dalam desikator. h. Crussible yang berisi residu residu beserta tutupnya ditimbang (W3). i.
Data yang diperoleh diperoleh dihitung dihitung dengan dengan menggun menggunakan akan rumus: rumus: % IM
W 2
W 3
W 2
W 1
x100%
Keterangan: % IM = persenta persentase se air air terikat terikat dalam sampel sampel W1
= berat crussible kosong + tutup
W2
= berat crussible + sampel + tutup
W3
= berat crussible + residu + tutup
Untuk lebih jelas tentang proses analisis kadar air bawaan dapat dilihat pada Gambar 5.
21
Sampel Karbon Aktif
Sampel ditimbang sebanyak 1.00 gr
o
o
Suhu oven diatur pada suhu 105 C-110 C
Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong
Crussible + sample + tutup ditimbang (W 2)
Crussible tanpa tutup dimasukkan ke dalam oven selama 120 menit
Crussible didinginkan di dalam desikator
Crussible + tutup + residu ditimbang (W 3)
Data dikonfirmasikan pada lembar kerja dengan perhitungan: W 2 W 3 x100% % IM W 2 W 1
Kadar IM
Gambar 5. Diagram Alir Analisis Kadar Air Terikat
22
3) Analisis Analisis Kadar Zat Zat Terbang Terbang (British (British 1016 Part Part 104.3:1 104.3:1998) 998) o
a. Suhu furnace diatur pada suhu 900 C. b. Crussible kosong dan tutup ditimbang pada neraca analitik (W1). c. Sampel Sampel ditimb ditimbang ang sebany sebanyak ak 1 gram gram.. d. Sampel Sampel dimasu dimasukka kkan n ke ke dala dalam m crussible. e. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya ditimbang (W2). f. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya dimasukkan ke dalam o
furnace yang bersuhu 900 C selama 7 menit.
g. Crussible yang berisi residu beserta tutupnya dimasukkan ke dalam desikator. h. Crussible yang berisi residu beserta tutupnya ditimbang (W3). i.
Data yang diperoleh diperoleh dihitung dihitung dengan dengan menggun menggunakan akan rumus: rumus: %VM
W 2
W 3
W 2
W 1
x100%
% IM
Keterangan: %VM = persentas persentasee zat zat terbang terbang dalam sampel sampel W1
= Berat crussible kosong + tutup (gr)
W2
= Berat crussible + sampel + tutup (gr)
W3
= Berat crussible + residu + tutup (gr)
Untuk lebih jelas tentang proses proses analisis kadar kadar zat terbang dapat dilihat pada Gambar 6.
23
Sampel Karbon Aktif
Sampel ditimbang sebanyak 1.00 gr
o
Suhu furnace diatur pada suhu 900 C
Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong
Crussible + sampel + tutup ditimbang (W 2)
Crussible dimasukkan ke dalam Furnace selama 7 menit
Crussible didinginkan di dalam desikator
Crussible + tutup + residu ditimbang (W3)
Data dikonfirmasikan pada lembar kerja dengan perhitungan: W 2 W 3 x100% % IM %VM W 2 W 1
Kadar VM
Gambar 6. Diagram Alir Analisis Kadar Zat Terbang
24
4) Analisis Analisis Kadar Kadar Abu (British (British 1016 Part 104.4 104.4:1998 :1998)) o
a. Suhu furnace diatur pada suhu 500 C. b. Crussible beserta tutup ditimbang pada neraca analitik (W1). c. Sampel Sampel ditimb ditimbang ang sebany sebanyak ak 1 gram gram.. d. Sampel Sampel dimasu dimasukka kkan n ke ke dala dalam m crussible. e. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya ditimbang (W2). f. Crussible yang berisi sampel tanpa tutup dimasukkan ke dalam furnace selama 30 menit. o
g. Temper Temperatu aturr dinaik dinaikkan kan menjad menjadii 815 C dan dibiarkan selama 60 menit. h. Sete Setela lah h 60 meni menit, t, crussible yang berisi abu dimasukkan ke dalam desikator. i.
Setel etelah ah
ding ingin, in,
crussible
yang
berisikan
abu
ditimbang
untuk
mendapatkan W3. j. j.
Abu Abu dib dibua uan ng dar darii crussible.
k. Crussible beserta tutupnya ditimbang untuk mendapatkan W 4. l.
Data yang diperoleh diperoleh dihitung dihitung dengan dengan menggun menggunakan akan rumus: rumus: % Ash
W 3 W 2
W 4 W 1
x100%
Keterangan: %Ash = Persentas Persentasee abu dalam sampel sampel W1
= Berat crussible + tutup dalam keadaan kosong (gr)
W2
= Berat crussible + sampel + tutup (gr)
W3
= Berat crussible + residu + tutup (gr)
W4
= Berat crussible + tutup setelah pembakaran (gr)
Untuk lebih lebih jelas tentang tentang proses proses analisis analisis kadar abu dapat dilihat dilihat pada Gambar 7.
25
Sampel Karbon Aktif Sampel ditimbang sebanyak 1.000 gr o
Suhu furnace diatur pada suhu 500 C Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong Crussible + sample + tutup ditimbang (W2) Crussible tanpa tutup dimasukkan ke dalam furnace selama 30 menit o
Suhu dinaikkan menjadi 815 C selama 90 menit Crussible didinginkan di dalam desikator Crussible + tutup + residu ditimbang (W 3)
Residu dibersihkan dari Crussible Crussible kosong + tutup ditimbang (W4)
Data yang didapat dihitung dengan menggunakan rumus: W 3 W 4 % Ash x100% W 2 W 1
Kadar Abu Gambar 7. Diagram Alir Analisis Kadar Abu
26
5) Kadar Karbon Karbon Tertam Tertambat bat (British (British 1016 1016 Part Part 104.3.19 104.3.1973) 73)
Kadar karbon tertambat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: FC = 100% - %(IM + A + VM) Keterangan: FC
= Ka Kadar ka karbon te tertambat (% (%)
IM
= Kadar air bawaan (%)
A
= Kadar abu (%)
VM
= Ka Kadar za zat te terbang (% (%)
6) Daya Daya Sera Serap p
a. Karbon Karbon aktif masingmasing-masin masing g sebanyak sebanyak 0.5 0.5 gr dimasu dimasukkan kkan ke dalam erlenmeyer. b. Pipet Pipet seban sebanyak yak 50 ml ml laruta larutan n 1 M CH CH3COOH dan dikocok selama 10 menit lalu didiamkan selama 40 menit. c. Filtrat Filtrat dari sampel sampel diambi diambill sebanyak sebanyak 20 20 ml dan dan dimasukkan dimasukkan ke dalam dalam erlenmeyer lalu diberi 3 tetes indikator fenolftalein. d. Kemudian Kemudian dilakukan dilakukan titrasi titrasi dengan dengan 0.1 M NaOH NaOH dan catat catat volume volume yang didapatkan untuk menghitung daya serap. e. Ulangi Ulangi langkah langkah a-d dengan dengan kosentr kosentrasi asi larutan larutan CH CH3COOH 0.8 M, 0.6 M, 0.4 M, dan 0.2 M. f. Daya Daya sera serap p dihi dihitun tung g deng dengan an rumus: rumus: log (x/m) = log k + (1/n) log C Untuk lebih jelas tentang proses penentuan daya serap dapat dilihat pada Gambar 8.
27
Karbon Aktif
Dimasukkan dalam erlenmeyer sebanyak 0.5
Ditambahkan 50 ml CH3COOH 1 M
Dikocok selama 10 menit dan dibiarkan selama 40 menit
Disaring dan diambil filtratnya filtratnya sebanyak 20 ml
Diberi indikator pp sebanyak 3 tetes
Dititrasi dengan NaOH 0.1 M
Ulangi langkah kerja dengan untuk konsentrasi CH3COOH 0.8 M, 0.6 M, 0.4 M, dan 0.2 M
Data yang didapat dihitung dengan menggunakan rumus: log (x/m) = log k + (1/n) log C
Daya Serap Gambar 8. Diagram Alir Analisis Penentuan Daya Serap
