PROSES ADSORPSI ISOTERM LARUTAN I.
Tujuan Percobaan
Mempelajari secara kuantitatif sifat-sifat adsorpsi zat terlarut dari suatu larutan pada permukaan karbon aktif
II.
Dasar Teori
Adsorpsi Adsorp si atau atau penyer penyerapa apan n adalah adalah pemben pembentuk tukan an lapisa lapisan n gas pada pada permuk permukaan aan padatan atau kadang kadang cairan. Dalam proses adsorpsi ada zat yang terserap pada pada su suat atu u perm permuk ukaa aan n zat zat lain lain yang yang dise disebu butt adso adsorb rbat at,, seda sedang ngka kan n zat zat yang yang permukaann permukaannya ya dapat menyerap zat lain disebut disebut adsorben. adsorben. Adsorpsi berbeda dengan absorp absorpsi, si, sebab sebab pada pada prose proses s absorp absorpsi si zat yang yang tersera terserap p menembu menembus s ke dalam dalam zat penyerap. (Daintith, 1!". Adsorbsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. #aktor-faktor yang mempengaruhi Adsorpsi $ a. %aktu aktu &onta ontak k %aktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. %aktu aktu konta ontak k memun memungki gkink nkan an pros proses es difus difusii dan dan pene penemp mpel elan an molek molekul ul adso adsorb rbat at berlangsung lebih baik. b. 'u 'uas as ermu ermuka kaan an )emakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang diserap, sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. )emakin kecil ukuran diameter adsorben maka semakin luas permukaannya. c. &elaru elaruta tan n Ad Adso sorba rbatt Agar adsorpsi dapat terjadi, suatu molekul harus terpisah dari larutan. )enya*a yang mudah mudah larut larut mempuny mempunyai ai a+nita a+nitas s yang yang kuat kuat untuk untuk laruta larutanny nnya a dan karena karenanya nya lebih lebih sukar untuk teradsorpsi dibandingkan senya*a yang sukar larut. d. kura kuran n Mole Moleku kull Adso Adsorba rbatt kuran molekul adsorbat benar-benar penting dalam proses adsorpsi ketika molekul masuk ke dalam mikropori suatu partikel arang untuk diserap. e . p p di mana mana prose proses s adsorp adsorpsi si terjad terjadii menunj menunjukk ukkan an pengar pengaruh uh yang yang besar besar terhad terhadap ap adsorpsi adsorpsi itu sendiri. al ini dikarenak dikarenakan an ion hidrogen hidrogen sendiri diadsorpsi diadsorpsi dengan kuat, kuat, sebagi sebagian an karena karena p mempenga mempengaruh ruhii ionisa ionisasi si dan karena karenanya nya juga juga mempenga mempengaruh ruhii adsorpsi dari beberapa senya*a. (Atkins, 1" /soterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukan distribusi adsorbent antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengn f asa ruah saat kesetimbangan pada suhu tertentu. (Alberty, 10" /soterm #reundlich $ ntuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh #reundlich.
/soterm ini berdasarkan asumsi bah*a adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. ersamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. ersamaannya adalah $ 2m 3 k 4 12n
dimana$ 3 banyaknya zat terlarut yng teradsorpsi (mg" m 3 massa adsorben (mg" 4 3 konsentrasi adsorben yang sama k,n 3 konstanta adsorben log 2m 3 log k 5 n logc ersamaan ini mengungkapkan bah*a bila suatu proses adsorbsi menuruti isoterm #reundlich, maka aluran log 2m terhadap log 4 akan merupakan garis lurus. Dari garis dapat die6aluasi tetapan k dan n. ()ukardjo,17" /sotherm 'angmuir $ /soterm adsorpsi 'angmuir didasarkan atas beberapa asumsi, yaitu (a" adsorpsi hanya terjadi pada lapisan tunggal (monolayer", (b" panas adsorpsi tidak tergantung pada penutupan permukaan, dan (c" semua situs dan permukaannya bersifat homogen. ersamaan 'angmuir merupakan tinjauan teoritis proses adsorpsi. C/(x/m) = 1/Kb + C /b
(&leinfelter, 10"
III. Metode Percobaan a. Alat dan 8ahan Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu 9rlenmeyer :;m' 1: buah, buret ;m', pipet ukur 1m', corong gelas, gelas beker :;m', dan kertas saring. 8ahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu, larutan asam asetat 1M, larutan standar
.?M> .0M> .!M> .:M> .1M lalu diencerkaan masingmasing ;m'. &emudian di ambil 1m' tiap sampel dan di titrasi dengan larutan standar
4@4==
F. HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan yang dilakuakan pada bab isotherm adsorpsi arang aktif adalah dengan menggunakan larutan organic yaitu asam asetat dengan variasi 6 konsentrasi. Adsorben yang digunakan adalah arang yang telah diaktifkan sebelumnya. Pengaktifan arang dapat dilakukan dengan beberapa cara. Ann Limley, Et.al, 199, menyatakan bah!a dengan proses oksidasi, karbon aktif yang dihasilkan terdiri dari dua "enis, yaitu # 1. L$karbon %L$A&' yaitu karbon aktif yang dibuat dengan oksidasi pada suhu ()) o& * +)) o& %)o$ )o-' dengan menggunakan udara atau oksidasi kimia. L$A& sangat cocok dalam mengadsorbsi ion terlarut dari logam berat basa seperti Pb/, &u/, &d/, 0g/. arakter permukaannya yang bersifat asam akan berinteraksi dengan logam basa. 2egenerasi dari L$A& dapat dilakukan menggunakan asam atau garam seperti 3a&l hampir sama pada perlakuan pertukaran ion. . 0$karbon %0$A&' yaitu karbon aktif yang dihasilkan dari proses pemasakan pada suhu 4)) o$1)))o& %1+)o$14()o-' kemudian didinginkan pada atmosphere inersial. 0$A& 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 senya!a kimia yang mempunyai kelarutan yang rendah dalam air. Akan tetapi 0$A& 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 5at 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 organic %asam asetat' sehingga pengaktifan dilakukan dengan suhu tinggi dan tidak sampai membara. Perlakuan ini dimaksudkan supaya arang tidak men"adi abu. Arang yang telah aktif digunakan untuk mengadsorpsi asam asetat dengan variasi konsentrasi yaitu, ),+ 3 ),++ 3 ),1+4 3 ),)6 3 ),)()+ 3 ),)1+ 3 diperoleh dari hasil titrasi dengan 3a70 ),1 3, asam asetat yang dititrasi berasal dari sisa asam yang digunakan pada percobaan. 8asa arang aktif yang digunakan dalam setiap konsentrasi adalah 1 gram. olume asam asetat yang digunakan dalam adsorpsi adalah 1)) ml. langkah pertama, memasukkan 1 gram arang aktif kedalam Erlenmeyer dan menambahkan asam asetat dengan konsentrasi yang ada sebanyak 1)) ml kemudian tutup Erlenmeyer dan diamkan selama () menit dengan perlakuan pengocokan setiap 1) menit dengan rentang 1 menit dan temperature tetap di"aga konstan. Langkah ini dilakukan untuk men"aga kestabilan adsorben dalam mengadsorpsi adsorbat. :etelah () menit, larutan disaring dengan kertas saring. ;erakhir, titrasi asam asetat hasil adsorpsi dengan indicator PP dan larutan 3a70 ), 1 3 sebagai titran.
larutan 3a70 ),1 3 yang digunakan untuk menitrasi &0 (&770. :etelah konsentrasi a!al dan akhir diketahui, konsentrasi &0 (&770 yang teradsorbsi dapat diketahui dengan cara pengurangan konsentrasi a!al dengan konsentrasi akhir. :elan"utnya dapat dicari berat &0(&770 yang teradsorbsi. m diplotkan sebagai ordinat dan & sebagai absis. ?rafik hubungan antara =>m dengan c maupun hubungan antara log =>m dengan log & dari percobaan dapat dilihat pada gambar grafik berikut ini,
1.
.
(.
+.
?rafik 1. ?rafik @sothermAdsorpsi -reundlinch ?rafik . ?rafik @soterm Adsorpsi Langmuir ?rafik merupakan ?rafik @sotherm Adsorpsi -reundlinch. m' log k / 1>n log c sedangkan persamaan grafik @sotherm Adsorpsi -reundlinch adalah y 1,)1(= / ),4+1, sehingga didapat nilai Log k ),4+1 dan 1>n 1,)1(. 8aka nilai k adalah 6,9(+ dan nilai n adalah ),91. Adsorpsi karbon membuat konsentrasi asam asetat mengalami penurunan. Pada data diatas penyerapan tiap percobaan ter"adi ketidaksamaan antara data 1 sampai 6 dapat dilihat dari B gram % "umlah 5at yang teradsorpsi' kurang stabil. 0al ini ter"adi karena dalam adsorpsi terdapat beberapa factor yang dapat mempengaruhi hasil adsorpsi. 8enurut 8.;. :embiring dkk, ))( bah!a karbon aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada :@@ 3o.)4 $9. :ifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu # :ifat :erapan Canyak senya!a yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing$ masing senya!a. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorbsi "uga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senya!a serapan. ;emperatur> suhu.
Cila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan !aktu untuk mencapai kesetimbangan. Faktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan "umlah arang yang digunakan. :elisih ditentukan oleh dosis karbon aktif, pengadukan "uga mempengaruhi !aktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel karbon aktif untuk bersinggungan dengan senya!a serapan. ntuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan !aktu singgung yang lebih lama. esalahan *kesalahan yang ter"adi pada percobaan ini "uga dapat mempengaruhi data percobaan. esalahan yang ter"adi seperti# kesalahan dalam pembacaan skala pada buret titrasi, kesalahan dalam pengocokan campuran larutan dan adsorben, kesalahan yang dilakukan oleh praktikan. G. SIMPULAN DAN SARAN 1. Simpulan >!!!.yahoo.co.id pada tanggal 1 7ktober )11.
