BAB I PENDAHULAN
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. Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari adsorbat
maupun adsorbennya. Gejala yang umum dipakai untuk meramalkan komponen mana yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan adsorbatnya. Apabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar. Energi yang dihasilkan seperti ikatan hidrogen dan gaya
Van Der Waals menyebabkan
bahan yang teradsorp berkumpul pada
permukaan penserap. Bila reaksi dibalik, molekul yang terjerap akan terus berkumpul pada permukaan karbon aktif sehingga jumlah zat diruas kanan reaksi r eaksi sama dengan jumlah zat pada ruas kiri. Apabila kesetimbangan telah tercapai, maka proses adsorpsi telah selesai. Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukan distribusi adsorbent antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengn fasa ruah saat kesetimbangan pada suhu tertentu. 1.2 Prinsip Percobaan
Penetapan adsorpsi isoterm pada temperatur tetap dilakukan dengan penentuan nilai tetapan adsorpsi isoterm dari larutan asam yang telah dipisahkan sebelumnya dari campuran bersama arang aktif. Adsorpsi fisika merupakan adsorpsi yang disebabkan oleh gaya Van der Waals yang ada pada permukaan adsorbens, panas adsorbens biasanya rendah dan terjadi di lapisan pada permukaan adsorbens yang umumnya lebih besar dari satu mol. Penentuan adsorpsi isoterm dapat dilakukan dengan menggunakan arang aktif,
kemudian memasukkan larutan asam dengan konsentrasi yang berbeda-beda ke dalam erlenmeyer yang berisi arang aktif dan kemudian dilakukan penyaringan. Selanjutnya, filtrat dititrasi dengan larutan standar NaOH dengan menggunakan indikator fenolftalein atau indikator pp. Pada percobaan ini digunakan adsorpsi fisika. Reaksi yang terjadi: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O HCl + NaOH NaCl2 + H2O Aplikasi dari percobaan ini adalah pada Sintesis Karbon Mesopori, Cmk-1 Dan Potensi Adsorpsinya Atas Surfaktan Di Perairan. Hasil yang telah didapatkan adalah SDBS lebih banyak teradsorpsi oleh CMK-1 pada pH 7 di mana nilai kapasitas adsorpsi (K) yang diperoleh paling besar berdasarkan isotermal Freundlich yaitu 32,71.
1.3 Tujuan Percobaan
Menentukan adsorpsi isoterm menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Adsorpsi
Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Proses adsorpsi dalam larutan, jumlah zat teradsorpsi tergantung pada beberapa faktor, yaitu : a. Jenis adsorben
d. Konsentrasi zat terlarut
b.Jenis adsorbat
e. Temperatur
c. Luas permukaan adsorben Bagi suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi persatuan luas atau persatuan berat adsorben dengan konsentrasi yang teradsorpsi pada temperatur tertentu disebut dengan isoterm adsorpsi ini dinyatakan sebagai: x/m = k. C n
..............................................................................(1)
maka persamaan (1) menjadi : log x/m = log k + n
...................................................................(2)
persamaan ini mengungkapkan bahwa bila suatu proses adsorbsi menuruti isoterm Freundlich, maka aluran log x/m terhadap log C akan merupakan garis lurus. Dari garis dapat dievaluasi tetapan k dan n (Tim Labor Kimia Fisi ka,2011). Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara fase teradsorbsi pada permukaan adsorben dengan fase ruah kesetimbangan pada temperatur tertentu. 2.2 Isoterm Freundlich
Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. Persamaannya adalah : x/m = k C
1/n
Dari persamaan tersebut, jika konsentrasi larutan dalam kesetimbangan diplot sebagai ordinat dan konsentrasi adsorbat dalam adsorben sebagai absis pada koordinat logaritmik, akan diperoleh gradien n dan intersept. 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 (anonim,2008).
BAB III METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan pada praktikum adalah: batang pengaduk
bulb
botol semprot
spatula
buret
statif
corong
cawan petri
erlenmeyer
lumpang + alu
pipet tetes
beaker gelas
pipet ukur
labu ukur
Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan adalah: akuades (H₂O) asam asetat (CH₃COOH) asam oksalat (H₂C₂O₄) indikator fenolftalein karbon aktif natrium hidroksida ( NaOH)
3.2 Prosedur Kerja 3.2.1 Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M
Padatan NaOH Ditimbang sebanyak 2 gr Dilarutkan dengan akuades Dipindahkan ke dalam labu ukur 500 ml Ditepatkan sampai tanda batas Dikocok agar homogen Larutan NaOH
3.2.2 Pembuatan larutan CH3COOH
Larutan CH3COOH Diambil Larutan CH3COOH dan HCl pekat 0,5M Diencerkan dengan akuades Ditepatkan 50 mL dengan labu ukur Dilakukan dengan variasi konsentrasi 0,5M; 0,250M ; 0,125M ; 0,0625M ;dan 0,0313M Dimasukkan masing-masing ke dalam erlenmeyer Larutan campuran
3.2.3 Penentuan Adsorpsi
Arang Aktif Ditimbang sebanyak 0,5 gram Disediakan larutan CH3COOH dan larutan H 2C2O4 dengan konsentrasi 0,5M; 0,250M ; 0,125M ; 0,0625M dan 0,0313M Dimasukkan masing-masing ke dalam erlenmeyer Ditambahkan arang aktif Ditutup dan dibiarkan selama 10 menit Dilakukan shaker untuk larutan CH 3COOH dan larutan H2C2O4 yang telah ditambah karbon aktif, selama satu menit pengocokan dengan interval waktu 10 menit selama tiga kali Disaring larutan tersebut dengan kertas saring dan diambil 10 ml masing-masing filtratnya Ditambahkan indikator pp ke tiap larutan Dilakukan titrasi dengan NaOH hingga terjadi perubahan Hasil
3.3 Rangkaian Alat
Gambar 1. Rangkaian Alat Titrasi
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil/ Data Pengamatan
4.1.1 Larutan CH3COOH NO
Massa Arang
Massa CH 3COOH
Volume NaOH
1
0,5M
0,5M
45mL
2
0,5M
0,25M
22mL
3
0,5M
0,125M
10,6mL
4
0,5M
0,0625M
4,9mL
5
0,5M
0,0313M
2,6mL
4.1.2 Larutan HCl NO
Massa Arang
Massa HCl
Volume NaOH
1
0,5M
0,5M
44mL
2
0,5M
0,25M
26,4mL
3
0,5M
0,125M
13,6mL
4
0,5M
0,0625M
7mL
5
0,5M
0,0313M
3,1mL
Standarisasi NaOH 0,1M MHCL = 0,0313
V NaOH = 3,3mL
4.2 Pembahasan
Adsorbsi adalah pengumpulan zat terlarut dipermukaan media dan merupakan jenis adhesi yang terjadi pada zat padat atau cair yang kontak dengan zat-zat lainnya. Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan lain sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan tersebut. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya (Sukardjo, 1990). Ada dua macam adsorpsi, yaitu : a. Adsorpsi fisika, yaitu adsorpsi yang disebabkan adanya gaya van der waals yang ada pada permukaan adsorben. Panas adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih dari satu molekulnya.
b. Adsorpsi kimia, yaitu adsorpsi yang terjadi karena reaksi antara zat yang diserap dengan adsorben. Lapisan molekul pada permukaan adsorben hanya satu lapis panas adsorpsinya tinggi. Contoh adsropsi kimia adalah pembuatan karbon aktif dari kulit ubi kayu yang menggunakan senyawa kimia untuk memutuskan rantai karbon senyawa organik menjadi karbon. Pada percobaan ini digunakan adsorpsi fisika, karena asam asetat dan asam klorida tidak membentuk ikatan dengan karbon aktif yang menghasilkan zat baru, namun hanya memiliki gaya van der waals antara adsorbat dan adsorben. Perbedaan adsorpsi dengan absorpsi adalah terletak pada daerah penyerapannya. Adsorpsi diluas permukaan sedangkan absorpsi daya serapnya hingga keseluruh bagian dalam zat. Proses adsorpsi isoterm menurut Freundlich didasarkan pada pengukuran banyaknya zat yang teradsoprsi pada suatu adsorben pada suhu tetap, yaitu dengan cara mengaktifkan karbon lalu mencampurkannya dengan asam dan dikocok pada selang waktu tertentu. Setelah itu disaring dan diambil filtratnya. Filtrat kemudian ditambah indikator pp dan dititrasi dengan NaOH. Salah satu adsorben yang biasa diterapkan dalam pengolahan air minum adalah karbon aktif arang digunakan untuk menghilangkan bau, warna dan rasa air termasuk logam-logam ion berat. Dalam percobaan ini menggunakan karbon aktif sebagai adsorben, asam asetat dengan berbagai konsentrasi sebagai adsorbat serta larutan NaOH 0,1M sebagai larutan standar. Larutan asam asetat yang telah dibuat sebelumnya digunakan berbagai konsentrasi, kemudian dimasukkan arang aktif dan didiamkan beberapa menit. Peristiwa adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana asam asetat lebih mudah teradsorbsi dari pelarut (air), karena arang aktif (karbon) hanya mampu mengadsorpsi senyawa-senyawa organik. Karbon aktif adalah arang yang sudah diaktifkan sehingga memiliki daya serap yang tinggi. Karbon aktif terdiri dari 85%-95% bahan karbon. Prinsip kerja dari karbon aktif itu sendiri yaitu mengadsorpsi senyawa kimia tertentu dengan tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan karbon aktif. Pertama pembuatan larutan asam klorida dan asam asetat yaitu Larutan asam asetat dan asam klorida pekat 0,5M masing-masing diambil lalu diencerkan dengan akuades dan ditepatkan 50 mL dengan
labu ukur. Pengenceran dilakukan di labu ukur untuk
menepatkan volume asam asetat dan asam klorida. Pengencerean dilakukan untuk mengurangi kepekatan dari konsetrasi asam tersebut. Larutan dimasukkan ke erlenmeyer. Pengenceran dilakukan dengan variasi konsentrasi 0,5M; 0,250M; 0,125M; 0,0625M; dan
0,0313M dan masing-masing dimasukkan ke erlenmeyer. Tujuan dari variasi konsentrasi adalah untuk mengetahui pengaruh adsorpsi terhadap konsentrasi asam yang berbeda dan untuk mengetahui hubungan antara variasi konsentrasi dengan daya adsorpsi. Kedua penentuan adsorpsi yaitu sebanyak 0,5 gram karbon aktif yang sudah dihaluskan dimasukkan ke erlenmeyer yang sudah berisi asam asetat dan asam klorida. Karbon aktif yang dihaluskan berfungsi untuk memperluas permukaan adsorben, karena luas permukaan merupakan faktor yang mempengaruhi banyaknya zat yang diadsorpsi. Masing-masing erlenmeyer ditambahkan 0,5 gram karbon aktif. Massa karbon aktif yang ditambahkan ketiap larutan sama untuk menentukan hubungan antara konsetrasi dan adsorbat. Dilakukan shaker untuk larutan CH 3COOH dan HCl yang telah ditambah karbon aktif sebelumya, selama satu menit pengocokan dengan interval waktu 10 menit selama tiga kali. Fungsi pengocokan ialah untuk mencampurkan karbon aktif dan larutan asam agar homogen. Selama 10 menit larutan didiamkan terlebih dahulu, ini berfungsi agar karbon aktif dapat menyerap konsentrasi asam pada larutan. Dilakukan tiga kali shaker dan didiamkan 3 kali untuk mengoptimalkan proses adsorpsi oleh karbon aktif. Karbon aktif sebagai adsorben memiliki kapasitas adsorpsi hingga adsorben sudah tidak mampu mengadsorpsi lagi (jenuh). Larutan tersebut disaring dengan kertas saring dan diambil 10mL masing-masing filtratnya. Penyaringan dilakukan berfungsi untuk memisahkan antara adorben dan adsorbatnya. Yang diambil adalah filtrat, karena filtrat sebagai kosentrasi larutan sisa yang tidak dapat teradsopsi oleh karbon aktif. Penambahan indikator pp ke dalam filtrat untuk mengetahui titik akhir titrasi sehingga didapatkan volume NaOH dan konsentrasi asam dapat dihitung. Digunakan indikator pp karena rentang pHnya 8,310, karena yang digunakan ialah larutan standar basa (alkalimetri).
Gambar 1. Mekanisme terjadinya perubahan warna pada indikator pp Terjadinya perubahan warna dari bening sampai berwarna merah muda, menandakan sudah terjadi titik akhir titrasi. Sebelum terjadi titik akhir titrasi terjadi titik ekuivalen yaitu
dimana jumlah mol ekivalen asam sama dengan jumlah ekivalen mol basa. Reaksi yang terjadi saat titrasi adalah : CH3COOH + NaOH CH3COONa+ H2O HCl+ NaOH NaCl + H2O
Perubahan konsentrasi asam asetat sebelum dan sesudah adsorpsi dapat diketahui dengan cara mentitrasi filtrat yang mengandung asam asetat dengan larutan standar NaOH 0,1M. Konsentrasi awal asam asetat mempengaruhi volume titrasi yang digunakan. Semakin besar konsentrasinyanya semakin banyak larutan NaOH yang digunakan. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasi, letak antara molekulnya semakin berdekatan sehingga susah untuk mencapai titik ekivalen pada saat proses titrasi.
BAB V PENUTUP
5.2 Simpulan
Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa: 1. Isoterm adsorbsi karbon aktif merupakan hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi( acetic acid) persatuan luas atau persatuan berat adsorben, dengan konsentrasi zat terlarut pada temperature tertentu. 2. Isoterm yang terjadi pada percobaan ini adalah isoterm adsorpsi Freundlich, dimana adsorben mengadsorpsi larutan organic yang sangat bagus dengan situs-situs hoterogen seperti situs Freundlich. 3.
Semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi daya adsorpsinya dan semakin banyak pula zat yang teradsorpsi demikin juga sebaliknya.
4.
Semakin luas permukaan adsorben, maka semakin tinggi daya adsorpsinya pada zat terlarut.
5. Dari perhitungan di peroleh harga n = 1 dan k = 6,0048.
5.2 Saran
Untuk praktikum selanjutnya, ada baiknya ditambahkan atau gunakan perbedaan konsentrasi pereaksi. Agar lebih mengetahui apa yang terjadi jika konsentrasinya berbeda dan digunakan larutan basa kuat atau basa lemah lainnya. Dalam percobaan adsorpsi ini praktikan seharusnya bisa memperoleh data dengan benar dan teliti dalam melakukan titrasi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2008. Isoterm Adsorpsi. http://smk3ae.wordpress.com Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik . Penerbit Rineka Cipta. Jakarta Tim Labor Kimia Fisika.2011. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II. FMIPA-UR, Pekanbaru
