Laporan Praktikum Kimia Fisika: Isoterm Adsorpsi

Tujuan

Menentukan isoterm adsorpsi menurut freundlich bagi proses asam asetat pada arang

 

Landasan Teori

Adsorpsi adalah proses perubahan konsentrasi yang terjadi pada batas permukaan dari dua fasa atau proses penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Pada keadaan ini akan melibatkan interaksi seperti gaya elektrostatik antara adsorbat dengan adsorben di permukaan adsorben. Selain itu juga terdapat interaksi secara fisik dan kimia (Osick, 1983). Terdapat dua jenis adsorpsi antara lain yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. pada adsorpsi kimia akan melibatkan ikatan kimia koordinasi sebagai hasil penggunaan elektron bersama-sama adsorben dan adsorbat. Sedangkan adsorpsi fisika melibatkan molekul-molekul adsorpsi pada permukaan dengan ikatan lemah dengan adanya gaya fisis (Sukardjo,1990).

Adsorben disini merupakan zat yang mengadsorpsi zat lain. Adapun ciri-ciri dari adsorben ini yaitu mempunyai kepolaran yang sama dengan zat yang akan diserap, ukuran partikelnya yang seragam serta memiliki berat molekul yang besar. Sedangkan adsorbat merupakan zat yang teradsorpsi dari zat lain. Kapasitas adsorpsi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya yaitu, ukuran pori dan luas permukaan absorben, jenis adsorben, jenis adsorbat, kelarutan zat terlarut, pH, dan temperatur (Castellan, 1982).

Adsorben dapat bersifat asam dan dapat bersifat basa. Adapun adsorben asam terdiri dari silika dan klorofil sedangkan adsorben basa terdiri dari amina dan magnesia kecuali telah diperlakukan asam. Contoh adsorben basa yang dapat menahan asam yaitu pada turunan fenol, trofenol, perol, dan asam karboksilat (Dainitith, 1994). Kapasitas adsorben pada proses adsorpsi fisik menurun sebagai suhu sistem meningkat. Molekul teradsorpsi sebagai suhu meningkat memperoleh energi yang cukup untuk mengatasi daya tarik van der walls, menahan mereka ke fase terkondensasi dan bermigrasi kembali ke fase gas. Adsorpsi ini merupakan proses eksotermik (Basu, 2002)

Salah satu jenis adsorben yang sering digunakan adalah karbon aktif, yaitu bahan yang mengandung karbon yang telah ditingkatkan daya adsorpsinya dengan cara aktivasi. Kebutuhan dunia akan karbon aktif cenderung mengalami peningkatan setiap tahun. Karbon aktif bisa dibuat dari bahan baku yang berasal dari hewan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon, antara lain: tulang, kayu lunak, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, ampas penggilingan tebu, serbuk gergaji, kayu keras dan batubara. (Sembiring dan Sinaga, 2003)

Salah satu zat padat yang dapat dengan mudah mengadsorpsi gas adalah arang aktif. Selain itu yang dapat mengadsorpsi pelarut yaitu butir-butir koloid. Dalam penelitian gas, adsorpsi dapat digunakan untuk menghilangkan warna dalam larutan. Pada hidrogenasi dan dalam pemotretan. Jumlah molekul pada suhu tetap dapat diadsorpsi pada suatu permukaan bergantung pada tekanan jika bentuknya gas dan konsentrasi jika bentuknya larutan. Hubungan antara banyaknya zat yang diadsorpsi dengan suhu dan konsentrasi dapat diberikan secara grafik yang dikenal sebagai isoterm adsorpsi (Shadily, 1973)

Karbon aktif atau arang aktif merupakan golongan karbon amorph yang diproduksi dari bahan dasar dengan susunan senyawa mayoritas mengandung karbon. Karbon aktif dapat digunakan untuk mengadsorbsi bahan yang berasal dari cairan maupun fasa gas. Daya adsobsi tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Saat ini karbon aktif banyak digunakan sebagai bahan penyaring, pengolahan limbah, pengolahan air, dan lain-lain. 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)

Adsorpsi isoterm merupakan hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara fase teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fase ruah kesetimbangan pada temperatur tertentu (Marilyn, 2012). Untuk mengolah data adsorpsi dari larutan yaitu dapat digunakan persamaan freundlinch dan langmuir. Kedua persamaan tersebut adalah sering digunakan. Isoterm freundlinch merupakan persamaan yang menghubungkan jumlah material yang teradsorpsi dengan konsentrasi material dalam larutan. Isoterm freundlich tidak berlaku jika konsentrasi atau tekanan dari zat yang akan teradsorpsi terlalu tinggi (Keenan, 1990). Sedangkan isoterm lagmuir mengacu pada adsorpsi homogen yang disetiap molekul memiliki entalpi konstan dan energi aktivasi penyerapan serta adsorbat memiliki afinitas yang sama (Foo, 2009).

Pada persamaan freundlich dapat dilhat sebagai berikut, = kC ^1/n menjadi log = log k + n log C. x pada persamaan ini adalahjumlah gram zat yang diserap, m adalah jumlah gram yang teradsorpsi per gram adsorben, C adalah konsentrasi adsorbat pada kesetimbangan, K dan 1/n adalah tetapan. Dengan mengukur m sebagai fungsi C maka nilai n dan K akan ditentukan dari slop dan intersepnya (Keenan, 1990). Pada isoterm ini, akan diketahui kapasitas adsorben dalam menyerap air. Isoterm ini digunakan pada penelitian karena dengan isoterm ini dapat ditentukan efesiensi dari suatu adsorben (Castellan, 1982).

Hubungan antara jumlah adsorbat dalam larutan pada konsentrasi pada keadaan kesetimbangan dan suhu tetap, dan dinyatakan dengan isoterm dan adsopsi. Model isoterm freundlich menggunakan asumsi bahwa zat terjadi secara fisika. Sedangkan pada isoterm langmuir menggunakan pendekatan kinetika, yaitu kesetimbangan terjadi bila kecepatan adsorpsi sama dengan kecepatan desorpsi. Asumsi yang digunakan pada persamaan langmuir, adsopsi secara kimia (Sembodo, 2005)

Teori adsorpsi dari langmuir yang berdasarkan teori kinetik gas, lebih membahas adsorpsi gas pada zat padat. Dalam penggunaannya harus berasumsi pada berberapa seperti pada berikut ini: gas yang teradsorpsi bersifat ideal artinya tidak ada interaksi diantara molekul-molekul adsorbat, partikel yang diadsorpsi terletak pada substrat yang terlokalisir atau pada ketebalan tertentu dan homogen, tidak terjadi interaksi antara molekul substrat dan partikel adsorbat atau tidak terjadi pertukaran energi, jika terjadi tumbukan maka tumbukannya elastis sempurna (Oudar, 1973).

 

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu cawan porselin 1 buah, labu erlenmeyer bertutup 250 mL sebanyak 12 buah, labu erlenmeyer 150 mL sebanyak 6 buah, pipet 10 mL sebanyak 2 buah, pipet 25 mL sebanyak 4 buah, buret 50 mL sebanyak 1 buah, dan corong sebanyak 6 buah. Sedangkan bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu larutan asam asestat 0,5 N atau larutan HCl 0,0500 N, adsorben arang, larutan NaOH 0,1 N, dan indikator phenolphtalein.

 

Cara Kerja

1. Arang diaktifkan dengan dipanaskan dalam cawan porselin, lalu didinginkan.
2. Arang dimasukkan ke dalam 6 buah erlenmeyer bertutup masing-masing ditimbang 1 gram
3. Larutan asam disiapkan dengan konsentrasi 0,5 N, 0,25 N, 0,125 N, 0,0625 N, 0,0313 N, 0,0156 N sebanyak 125 mL.
4. Larutan asam tersebut dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi arang sebanyak 100 mL.
5. Labu ditutup dan dibiarkan selama setengah jam, lalu dikocok selama 1 menit secara teratur tiap 10 menit. sisa asam kemudian dititrasi.
6. Temperatur dicatat dan dijaga agar tidak terjadi perubahan yang terlalu besar. Dapat dengan penangas air.
7. Setiap larutan disaring dengan menggunakan kertas saring yang kering.
8. Titrasi larutan dapat dilakukan dengan 2 larutan konsentrasi yang paling tinggi diambil 10 mL larutan, 25 mL
9. Dari ketiga larutan dengan konsentrasi paling rendah diambil 50 mL, kemudian dititrasi dengan NaOH standard dan indikator PP.

 

Hasil dan Pembahasan

Hasil 

Tabel 1 Data Pengamatan

Konsentrasi CH3COOH (N)	Awal	(ml)	Akhir	(ml)
	CH3COOH	NaOH 0,1 N	CH3COOH	NaOH 0,1 N
0,5	10	47,7	5	21,5
0,25	10	24,2	5	11,2
0,125	10	12,1	10	10,3
0,0625	10	6,1	25	13,0
0,0313	10	3,0	25	7,4
0,0156	10	1,5	25	3,0

Tabel 2 Analisis Data

No	Massa (gram)	Konsenrasi asam (N)			X (gram)	X/m	Log X/m	Log C
		Awal	sisa	C (Cawal-Cakhir)
1	1,0031	0,477	0,430	0,047	0,282	0,2811	-0,551	-1,328
2	1,0026	0,242	0,224	0,018	0,108	0,1077	-0,967	-1,744
3	1,0011	0,121	0,103	0,018	0,108	0,1078	-0,967	-1,744
4	1,0022	0,061	0,052	0,009	0,054	0,0539	-1,269	-2,046
5	1,0014	0,030	0,0296	0,0004	0,0024	0,0024	-2,620	-3,398
6	1,0023	0,015	0,012	0,003	0,018	0,0179	-1,745	-2,523

 

 

Pembahasan

Tujuan pada percobaan ini yaitu untuk menentukan isoterm adsorpsi menurut freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang. Prinsip percobaan adsorpsi isoterm didasarkan pada teori freundlich, 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 gaya van der waals antara adsorben dengan adsorbat yang digunakan sehingga proses adsorpsi hanya terjadi ada permukaan larutan.

Pada percobaan ini adsorbat yang digunakan adalah larutan asam asetat sedangkan adsorben yang digunakan adalah arang. Sebelum arang digunakan pada percobaan ini, terlebih dahulu arang diaktifkan dengan dipanaskan ke dalam cawan porselin. Tujuan dari pemanasan ini adalah agar pori-pori pada arang akan semakin besar sehingga arang akan aktif dan akan mempermudah proses penyerapan. Pembesaran pori tersebut dilakukan 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. Pemanasan dilakukan sampai arang memunculkan asap, bukan sampai arang membara dan bewarna merah. Karena apabila pemanasan terlalu lama akan mengakibatkan arang menjadi abu dan tidak dapat digunakan sebagai adsorben lagi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi daya serap adsorbsi, adalah 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, 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 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, 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.

Larutan asam asetat yang digunakan adalah dengan variasi konsentrasi 0,5 N; 0,25 N; 0,125; 0,0625 N; 0,0313 N; dan 0,0156 N. Tujuan dari variasi konsentrasi ini yaitu untuk mengetahui kemampuan arang dalam larutan asam asetat dengan berbagai konsentrasi pada temperatur konstan. Selain terdapat konsetrasi yang berbeda, larutan asam asetat dilakukan dua perlakuan yang berbeda yaitu sebelum dilakukan adsorpsi dan setelah dilakukan adsorpsi. Hal tersebut agar didapatkan perbandingan konsentrasi asam asetat sebelum dan sesudah dilakukan adsorpsi. Selain itu juga untuk mengetahui besarnya potensi penyerapan arang aktif dalam proses adsorpsi. Penentuan konsentrasi dapat dilakukan dengan cara menggunakan titrasi alkalimetri dengan larutan NaOH yang sudah dilakukan standarisasi.

Perlakukan larutan asam asetat untuk dilakukan adsorbsi yaitu dilakukan dengan cara memasukkan larutan asam asetat sebanyak 100 mL dengan variasi konsentrasi yang berbeda ke dalam erlenmeyer yang sudah diisi dengan arang yang sudah diaktifkan. Labu erlenmeyer kemudian ditutup dan dibiarkan selama setengah jam. Setiap 10 menit selama setengah jam, larutan dikocok selama 1 menit agar memaksimalkan dalam adsorpsi. Waktu pengocokan akan berpengaruh dalam mempengaruhi daya adsorpsi agar larutan asam asetat dan arang dapat melarut dengan sempurna.

Setelah larutan dan arang telah larut sempurna dan telah homogen, maka larutan disaring menggunakan kertas saring. Tujuan dari penyaringan ini yaitu untuk memisahkan adsorben dan adsorbatnya. Sehingga didapatkan residu dan filtrat, yang kemudian filtrat yang telah dihasilkan akan dititrasi dengan larutan NaOH standard. Indikator yang digunakan adalah indikator PP untuk mengetahui titik akhir titrasi. Pada proses titrasi, dua larutan filtrat dengan konsentrasi paling tinggi diambil 5 mL untuk dititrasi, berikutnya diambil 10 mL, dan tiga larutan filtrat dengan konsentrasi paling rendah diambil 25 mL untuk dititrasi. Titik akhir titrasi dapat dilihat dengan adanya perubahan warna dari tidak bewarna menjadi bewarna merah muda. Proses titrasi dilakukan pada larutan asam asetat sebelum dititrasi dan sesudah dititrasi. Reaksi yang terjadi pada proses titrasi adalah sebagai berikut:

CH₃COOH _(aq) + NaOH_(aq) CH₃COONa_(aq) + H₂O _(aq)

Setelah dilakukan proses titrasi, maka didapatkan konsetrasi dari larutan asam asetat sebelum dan setelah adsorpsi. Hasil konsentrasi yang didapatkan menunjukkan bahwa konsentrasi larutan asam asetat yang tidak diadsorpsi lebih tinggi dibandingkan larutan asam asetat yang telah diadsorpsi. Hal tersebut dikarenakan larutan asam asetat telah diadsorpsi oleh arang aktif. Semakin tinggi konsentrasi dari larutan asam asetat maka semakin banyak volume NaOH yang diperlukan dalam menitrasinya. Dari konsentrasi yang telah didapatkan maka dapat digunakan untuk menentukan grafik dari log terhadap log C atau terhadap C sebagai berikut:

Gambar 1 grafik Isoterm Adsorpsi Freundlich (log x/m vs log C)

Gambar 2 1 grafik Isoterm Adsorpsi Freundlich (x/m vs C)

Berdasarkan persamaan grafik Isoterm Adsorpsi Freundlich (log x/m vs log c) 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 = 0,9994x – 0,776. Jadi, didapat nilai Log k = -0,776 dan 1/n = 0,9994. Maka nilai k adalah 0,1675 dan nilai n adalah 0,9994 = 1.

Berdasrakan gambar grafik log x/m vs log C yang dihasilkan sudah sesuai dengan teori isotherm adsorpsi Freundlich yaitu grafik berupa garis linear sedangkan grafik C vs x/m belum sesuai dengan teori isotherm adsobsi Langmuir karena seharusnya grafik seperti setengah trapezium mengalami kenaikan dan selanjutnya terjadi kekonstanan. Namun dari hasil percobaan ini grafik mengalami terus mengalami kenaikan. Hal ini mungkin terjadi karena kekurang cermatan praktikan dalam mengencerkan larutan asam asetat yang akan digunakan, atau ketidaktepatan praktikan dalam memanaskan arang sehingga arang yang digunakan bukan merupakan absorben yang baik (bisa bekerja secara maksimal).

 

Simpulan

Pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa berdasarkan hasil pengamatan isoterm adsopsi diperoleh grafik Isoterm Adsorpsi Freundlich (log x/m vs log c) nilai Log k = 0,776 dan 1/n = 0,9994. Maka nilai k adalah 0,1675 dan nilai n adalah 1. Mengenai gambar grafik log x/m vs log C yang dihasilkan sudah sesuai dengan teori isoterm adsorpsi Freundlich yaitu grafik berupa garis linear

 

Daftar Pustaka

Basu, S, Paul F. Henshaw. Nihar Biswas, and Hon K. Kwan. 2002. Prediction of Gas-Phase Adsorption Isotherms using Neural Nets. Canada: Civil and Environtmeantal Engineering University of Windsor Canada.

Castellan. 1982. Physical Chemistry Edisi ketiga. Addison-Wesley: PublishingCompany

Dainith. 1994. Oxford Kamus Lengkap Kimia. Jakarta: Erlangga.

Foo, K.Y, B.H. Hameed. 2009. Insights in to The Modeling of Adsorption Isotherm System. Malaysia: School of Chemical Engineering Campus University Sains Malaysia.

Kateren. 1987. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: Erlangga.

Keenan, C.W, D.C Kleinfelter dan J.H Wood. 1990. Kimia Untuk Universitas Jilid 2 Edisi ke enam. Jakarta: Erlangga.

Marilyn, L.E. 2012. Kesetimbangan dan Kinetika Adsorpsi Ion Cu+ Pada Zeolit- H, Riset Geologi dan Pertambangan, 22 (2): 115-129.

M.T. Sembiring dan T.S. Sinaga. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya). Medan: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Osick, J. 1983. Adsorption. England: Ellis Hardwood Ltd.Chicester.

Oudar J., 1973, La Chimie des Surfaces, Paris: Presses Universitaire de France

Sembodo, Bregas. 2005. Isotherm Kestimbangan Adsorpsi Timbal pada Abu Sekam Padi. Jurnal Ekuilibrium. 4 (2).

Shadily, Hasan. 1973. Ensiklopedia Umum. Yogyakarta: Kanisus.  

Sukardjo, 1990. Kimia Anorganik. Jakarta: Rineka Cipta.

 

Lampiran

Analisis Data

Perhitungan larutan yang digunakan

Pembuatan Larutan asam asetat

M = (10 x % x ρ )/MR

= (10 x 37 x 1,05 )/60,05

= 6,47 M

1. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,500 N

N = M x e

= 17,13 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,500X 200

V1 = 16,45 mL

2. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,250 N

N = M x e

= 6,47 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,250 X 200

V1 = 7,27 mL

3. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,125 N

N = M x e

= 6,47 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,125 X 200

V1 = 3,86 mL

4. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,065 N

N = M x e

= 6,47 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,065 X 200

V1 = 2,00 mL

5. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,0313 N

N = M x e

= 6,47 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,0313 X 200

V1 = 0,96 mL

6. Pembuatan 200 mL Larutan CH3COOH 0,0156 N

N = M x e

= 6,47 M X 1

= 6,47 N

N2 X V2 = N2 X V2

6,47.X V1 = 0,0156 X 200

V1 = 0,48 mL

 

Pembuatan larutan NaOH 0,1 N 500 mL

gr = (N x Mr x V)/(1000 x Valensi)

gr = (0,1 x 40 x 500)/(1000 x 1)

gr = 2 gram

Pembuatan asam oksalat 25 mL

gr = (N x Mr x V)/(1000 x Valensi)

gr = ( 0,252 x 25 x 25)/(1000 x 1)

gr = 0,1575 gram

 

Perhitungan Data Pengamatan

Diketahui: N NaOH= 0,1 N

V CH₃COOH = 100 ml

Konsentrasi Awal

1. CH₃COOH = 0,5 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 47,7

N1 = 0,477

2. CH₃COOH = 0,25 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 24,2

N1 = 0,242

3.  CH₃COOH = 0,125 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 12,1

N1 = 0,121

4. CH₃COOH = 0,0625 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 6,1

N1 = 0,061

5. CH₃COOH = 0,0313 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 3,0

N1 = 0,030

6. CH₃COOH = 0,0156 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 1,5

N1 = 0,015

Konsentrasi Akhir

1. CH₃COOH = 0,5 N

N1.V1 = N2.V2

N1. 5 = 0,1 x 21,5

N1 = 0,43

2. CH₃COOH = 0,25 N

N1.V1 = N2.V2

N1.5 = 0,1 x 11,2

N1 = 0,224

3. CH₃COOH = 0,125 N

N1.V1 = N2.V2

N1.10 = 0,1 x 10,3

N1 = 0,477

4. CH₃COOH = 0,0625 N

N1.V1 = N2.V2

N1.25 = 0,1 x 13,0

N1 = 0,052

5. CH₃COOH = 0,0313 N

N1.V1 = N2.V2

N1.25= 0,1 x 7,4

N1 = 0,0296

6. CH₃COOH = 0,0156 N

N1.V1 = N2.V2

N1.25 = 0,1 x 3,0

N1 = 0,012

Jumlah zat yang teradsorpsi (x)

1. X1 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,047 x 60 x 100/1000

= 0,282 gram

2. X2 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,018 x 60 x 100 / 1000

= 0,108 gram

3. X3 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,018 x 60 x 100 / 1000

= 0,108 gram

4. X4 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,009 x 60 x 100 / 1000

= 0,054 gram

5. X5 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,0004 x 60 x 100 / 1000

= 0,0024 gram

6. X6 = (Cawal-Cakhir) x Mr x V / 1000

= 0,003 x 60 x 100 / 1000

= 0,018 gram

Persamaan adsorpsi isoterm freundlich

y = 0,9994x – 0,776

y = -0,776 + 1

x/m = K x C ^1/n

log x/m = log K + 1/n log C

1. Nilai n

1/n log C = 1x

1/n = 1x

n = 1

2. Nilai K

Log K = -0,776

K = 0,1675

 

Tugas Pendahuluan

1. Apakah perbedaan antara adsorpsi fisik dengan adsorpsi kimia?

Jawab:

Dasar Perbandingan	Adsorpsi Kimia	Adsorpsi Fisik
Deskripsi	Adsorpsi kimia adalah sejenis adsorpsi yang melibatkan reaksi kimia antara permukaan dan adsorbat.	Adsorpsi fisik adalah sejenis adsorpsi yang melekatkan zat terget pada chip sebagai hasil dari ikatan hidrogen, gaya van der waals, gaya elektrostatik, dan interaksi hidrofobik.
Nama lain	Kemiadsorpsi	Fisioadsorpsi
Contoh umum	Mengoleskan balsem nyeri pada dahi, menghilangkan warna air dengan arang aktif.	Tanah liat, silika gel, koloid dan logam
Kekhususan	Prosesnya bersifat spesifik; itu terjadi hanya ika ada pembentukan ikatan kimia antara adsorben dan adsorbat.	Tidak ada kekhususan karena gas apa pun dapat diserap ke permukaan
Sifat proses	Ireversibel	Reversibel dan tergantung pada tekanan suhu
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses	Adsorpsi kimia lambat pada suhu rendah dan itu terjadi pada tingkat yang lebih tinggi dengan peningkatan tekanan.	Peningkatan suhu meningkatkan adsorpsi fisisk dan dalam hal yang sama, penurunan suhu akan menurunkan laju adsorpsi fisik.
Pengaktifan	Adsorpsi kimia membutuhkan tingkat energi tertentu untuk aktivasi.	Adsorpsi fisik tidak memerlukan energi untuk aktivasi.
Luas permukaan	Tingkat adsorpsi kimia berbanding lurus dengan luas permukaan. Peningkatan luas permukaan meningkat dengan meningkatnya luas permukaan.	Zat-zat berpori biasanya adalah adsorben yang sempurna. Sifat keropos ini identik dengan bertambahnya luas permukaan. Laju adsorpsi fisisk meningkat dengan meningkatnya luas permukaan.
Lapisan molekul	Membentuk lapisan unimolecular	Membentuk laposan multimolekul pada permukaan adsorben.

2. Bagaimana bentuk kurva isoterm adsorpsi langmuir (antara N dan C untuk larutan atau V/m dengan P untuk gas?

Jawab:

3. Turunkan Persamaan (1). C!

Jawab:

x/m= kCⁿ

Log x/m= log k + n log C

 

Perhitungan

1. Susun pengamatan menurut tabel sebagai berikut

No	Massa (gram)	Konsenrasi asam (N)			X (gram)	X/m	Log X/m	Log C
		Awal	sisa	C (Cawal-Cakhir)
1	1,0031	0,477	0,430	0,047	0,282	0,2811	-0,551	-1,328
2	1,0026	0,242	0,224	0,018	0,108	0,1077	-0,967	-1,744
3	1,0011	0,121	0,103	0,018	0,108	0,1078	-0,967	-1,744
4	1,0022	0,061	0,052	0,009	0,054	0,0539	-1,269	-2,046
5	1,0014	0,030	0,0296	0,0004	0,0024	0,0024	-2,620	-3,398
6	1,0023	0,015	0,012	0,003	0,018	0,0179	-1,745	-2,523

2. Alurkan x/m sebagai ordinat terhadap C sebagai absis

3. Alurkan log x/m sebagai ordinat terhadap log C sebagai absis

4. Tentukan tetapan-tetapan k dan n

y = 0,9994x – 0,776

y = -0,776 + 1

x/m = K x C ^1/n

log x/m = log K + 1/n log C

Nilai n

1/n log C = 1x

1/n = 1x

n = 1

Nilai K

Log K = -0,776

K = 0,1675

 

Pertanyaan

1. Apakah proses adsorpsi ini merupakan adsorpsi fisik atau khemisorpi?

Jawab: Proses adsorpsi yang dilakukan ini merupakan adsorpsi termasuk tipe adsorpsi fisik, dikarenakan molekul yang terikat pada arang berikatan pada gaya tarik Van der walls dimana gaya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari gaya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben

2. Apakah perbedaan antara kedua jenis adsorpsi ini? Berikan beberapa contoh dari kedua jenis adsorpsi ini?

Jawab:

Dasar Perbandingan	Adsorpsi Kimia	Adsorpsi Fisik
Deskripsi	Adsorpsi kimia adalah sejenis adsorpsi yang melibatkan reaksi kimia antara permukaan dan adsorbat.	Adsorpsi fisik adalah sejenis adsorpsi yang melekatkan zat terget pada chip sebagai hasil dari ikatan hidrogen, gaya van der waals, gaya elektrostatik, dan interaksi hidrofobik.
Nama lain	Kemiadsorpsi	Fisioadsorpsi
Contoh umum	Mengoleskan balsem nyeri pada dahi, menghilangkan warna air dengan arang aktif.	Tanah liat, silika gel, koloid dan logam
Kekhususan	Prosesnya bersifat spesifik; itu terjadi hanya ika ada pembentukan ikatan kimia antara adsorben dan adsorbat.	Tidak ada kekhususan karena gas apa pun dapat diserap ke permukaan
Sifat proses	Ireversibel	Reversibel dan tergantung pada tekanan suhu
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses	Adsorpsi kimia lambat pada suhu rendah dan itu terjadi pada tingkat yang lebih tinggi dengan peningkatan tekanan.	Peningkatan suhu meningkatkan adsorpsi fisisk dan dalam hal yang sama, penurunan suhu akan menurunkan laju adsorpsi fisik.
Pengaktifan	Adsorpsi kimia membutuhkan tingkat energi tertentu untuk aktivasi.	Adsorpsi fisik tidak memerlukan energi untuk aktivasi.
Luas permukaan	Tingkat adsorpsi kimia berbanding lurus dengan luas permukaan. Peningkatan luas permukaan meningkat dengan meningkatnya luas permukaan.	Zat-zat berpori biasanya adalah adsorben yang sempurna. Sifat keropos ini identik dengan bertambahnya luas permukaan. Laju adsorpsi fisisk meningkat dengan meningkatnya luas permukaan.
Lapisan molekul	Membentuk lapisan unimolecular	Membentuk laposan multimolekul pada permukaan adsorben.

3. Apakah perbedaan yang terjadi pada pengaktifan arang dengan cara pemanasan?

Jawab: Yang terjadi yaitu pori-pori arang menjadi semakin besar sehingga mempermudah penyerapan dimana sesuai dengan literatur yang saya baca semakin luas permukaan adsorben maka daya serapannya pun semakin tinggi

4. Bagaimana isoterm adsorpsi freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat? Apa pembatasannya?

Jawab: Menurut Freundlich, isotherm adsorpsi untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat merupakan besarnya zat teradsorpsi persatuan luas adsorben berhubungan dengan

tekanan gas.

5. Mengapa isoterm adsorpsi freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang memusatkan dibandingkan dengan isoterm adsorpsi langmuir? Bagaimana bentuk isoterm adsorpsi yang berakhir in?

Jawab: Karena isoterm adsorpsi menurut Freundlich menyebabkan situs aktif adsorben bersifat heterogen. Sementara menurut Langmuir, situs aktif adsorben bersifat homogen. Ini dikarenakan gas bersifat homogen maka lebih baik menggunakan isoterm adsorpsi Langmuir.