adsorbsi isothermis_8 a

8/13/2019 Adsorbsi Isothermis_8 A

1/38

L BOR TORIUMKIMI FISIK

Percobaan : Adsorbs Isothermis

Kelompok : VIII A

Nama :

1. Clarissa Amalia NRP. 2313 030 0152. Daniatus Syarh Hajj NRP. 2313 030 0233. Aprise Mujiartono NRP. 2313 030 0514. Fano Alfian A NRP. 2313 030 0795. Khairul Anam NRP. 2313 030 097

Tanggal Percobaan : 14 Oktober 2013

Tanggal Percobaan : 31 Oktober 2013

Dosen Pembimbing : Warlinda Eka Triastuti, S.T, M.T.

Asisten Laboratorium : DhaniarRulandri W

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013


2/38

i

ABSTRAK

Percobaan ini bertujuan untuk mengamati peristiwa adsorbsi isothermis dari suatu larutanpada suhu konstan.Larutan yang digunakanadalahasamasetat 0,015 N; 0,03 N; 0,06 N; 0,09 N; 0,12N; 0,15 N dan 0,03 N tanpa karbon sebagai kontrol dengan lama pengadukanselama 30 menit.

Prosedur percobaan Adsorbsi Isotermis ini,dimulai dengan menyiapkan 7 Erlenmeyer dengantutupnya. Kemudian letakkan 1gram karbonaktifkedalam 6 erlenmeyer dan 1 erlenmeyer tanpa karbonaktif. Lalu, membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,015 N ; 0,03 N ; 0,06 N ; 0,09 N ; 0,12N dan 0,15 N dibuat dari larutan 0,15 N. Masukkan 100 ml larutan 0,03 N asam asetat ke dalamErlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol.Kemudian tutup Erlenmeyer tersebut dan mengocoknya secara periodik selama 30 menit yang

selanjutnyadidiamkan paling sedikit selama 1 jam agar terjadi kesetimbangan. Setelahitu saringmasing-masing larutan memakai kertas saring halus dan membuang 10 ml pertama dari filtrat untuk

menghindarkan kesalahan akibat adsorb oleh kertas saring. Tahap terakhir menitrasi 25 ml larutanfiltrat dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP. Lakukan tahap ini sebanyak 2 kali

untuk setiap larutan. Kemudian hitung volume NaOH rata-rata dari setiap titrasi tersebut.Dari percobaan yang telah dilakukan ini diperoleh pada normalitas 0,015 N diperoleh volume

rata-rata 2,65 ml yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,0106 M. Padanormalitas 0,03 N diperoleh volume rata-rata sebesar 7,1 ml yang menghasilkan konsentrasi akhirCH3COOH sebesar 0,0284 M. Pada normalitas 0,06 N diperoleh volume rata-rata 10,2 ml yangmenghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,0408 M. Pada normalitas 0,09 N diperolehvolume rata-rata 14,5 ml yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,058 M. Padanormalitas 0,12 N diperoleh volume rata-rata 20,25 ml yang menghasilkan konsentrasi akhirCH3COOH sebesar 0,081 M. Pada normalitas 0,15 N diperoleh volume rata-rata 21,9 ml yang

menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,0876 M. Sedangkan pada normalitas 0,03 M(tanpa karbon) diperoleh volume rata-rata sebesar 7,5 ml yang menghasilkan konsentrasi akhirCH3COOH sebesar 0,03 M

Kesimpulan dari percobaan adsorbsi isotermis adalah semakin besar konsentrasi asam asetat

maka volume NaOH yang dititrasi juga semakin besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilaiadsorbsi semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan adsorbat yang digunakan.Adsorben yang digunakan adalah karbon aktif yang merupakan suatu adsorben yang sangat baik.

Kata kunci :Adsorbsiisotermis,karbonaktif,


3/38

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ....................................................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ iiiDAFTAR TABEL ............................................................................................................ iv

DAFTAR GRAFIK...........................................................................................................v

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ................................................................................................ I-1

I.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... I-2

I.3 Tujuan Percobaan ............................................................................................ I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian Adsorbsi ....................................................................................... II-1

II.2 Jenis Adsorbsi ................................................................................................ II-1

II.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi ................................................. II-2

II.4 Mekanisme Adsorbsi ...................................................................................... II-3

II.5 Persamaan untuk Adsorbsi ............................................................................. II-4

II.6 Peranan Karbon Aktif dalam Adsorbsi Isotermis .......................................... II-7

II.7 Titrasi Asam-Basa .......................................................................................... II-8

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan ....................................................................................... III-1

III.2 Alat yang digunakan ..................................................................................... III-1

III.3 Bahan yang digunakan .................................................................................. III-1

III.4 Prosedur Percobaan ...................................................................................... III-2

III.5 Diagram Alir Percobaan ............................................................................... III-3

III.6 Gambar Alat Percobaan ................................................................................ III-4

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan ............................................................................................ IV-1

IV.2 Pembahasan .................................................................................................. IV-1

BAB V KESIMPULAN ................................................................................................... V-1

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... vi

DAFTAR NOTASI .......................................................................................................... vii

APPENDIKS .................................................................................................................... viii

LAMPIRAN


4/38

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1Grafik Isotermis Langmuir........................................................................ II-5

Gambar II.2Grafik Isotermis Freudlich ....................................................................... II-6

Gambar II.3 Grafik Isotermis BET ............................................................................... II-7

Gambar II.4 Kurva Asam Kuat dan Basa Kuat ............................................................ II-9

Gambar II.5 Kurva Asam Kuat dan Basa Lemah ......................................................... II-9

Gambar II.6 Kurva Asam Lemah dan Basa Kuat ......................................................... II-10


5/38

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia....................................................................II-2

Tabel IV.1.1Hasil Percobaan Volume Titrasi NaOH Terhadap Larutan Asam Asetat

dengan Penambahan Karbon Aktif................................................................IV-1

Tabel IV.1.2Hasil Perhitungan Mol Adsorbat Setelah Diadsorbsi.....................................IV-2


6/38

DAFTAR GRAFIK

GambarGrafik IV.2.1 Volume titrasi NaOH rata-rata dengan variabel normalitas..............IV-3

GambarGrafik IV.2.2 Adsorbsi Isothermis BET..................................................................IV-4

GambarGrafik IV.2.3 Hasil konsentrasi asam asetat setelah dua kali titrasi NaOH............IV-4


7/38

I-1

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangDi era sekarang ini, salah satu teknik sistem penjernihan yakni proses adsorpsi

yaitu pada industri batik, pada proses produksinya yang menggunakan bahan

perwarna, dan limbah yang dihasilkan berbentuk cairan yang dapat menyebabkan

kerusakan lingkungan, maka dari itu digunakan karbon aktif yang merupakan

adsorben yang berguna untuk menghilangkan warna, dimana karbon aktif memiliki

efektivitas yang cukup tinggi.

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.Dalam adsorbsi dikenal

istilah adsorbat dan adsorben, dimana adsorbat adalah zat yang teradsorbsi dan

adsorben adalah zat mengadsorbsi. Menurut Khopkar,2008, berbagai adsorben

anorganik maupun organik dapat dijadikan sebagai adsorpsi seperti aluminium,

bauksit, magnesia, magnesium silikat, kalsium hidroksida, silikat gel, dan timah

diatome. Diantara adsorben organik yang paling sering digunakan adalah arang, gula

dan karbon aktif.

Karbon aktif dapat digunakan sebagai adsorben karena selain dapat menyerap

logam, dapat pula menarik warna dari suatu larutan.Berkurangnya intensitas

warna dar i sua tu larutan menandak an bahwa karbon aktif dapat menyerap warna.

Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf, yang dapat dihasilkan dari bahan-

bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara

khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas.Karbon aktif dapat

mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat

adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan

luas permukaan.

Energi yang dihasilkan seperti ikatan hidrogen dan gaya Van Der Walls

menyebabkan bahan yang teradsorbsi terkumpul pada permukaan penjerat. Bila reaksi

dibalik, molekul yang terjerat akan terus berkumpul pada permukaan karbon aktif

sehingga jumlah zat di ruas kanan reaksi sama dengan jumlah zat pada ruas kiri.

Apabila kesetimbangan telah tercapai, maka proses adsorpsi telah selesai.


8/38

I-2

Bab I Pendahuluan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Proses adsorpsi oleh karbon aktif terbukti memberikan hasil yang baik dalam

menyisihkan kandungan warna maupun organik. Pemakaian karbon aktif dalam tangki

aerasi lumpur aktif menghasilkan efisiensi pengolahan yang lebih baik dan biaya yang

lebih ekonomis Untuk lebih mengetahui tentang adsorpsi zat warna oleh karbon aktif

secara lebih mendalam, maka dilakukanlah percobaan ini. Hal tersebut dimaksudkan

supaya kita bisa lebih mengerti mengenai adsorpsi tersebut dan nantinya bisa

mengaplikasikannya dalam menjaga lingkungan kita.

I.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana peristiwa adsorbsi isotermisdarisuatularutanpadasuhu konstan?

I.3 Tujuan Percobaan

1. Mengamati peristiwa adsorbsi isothermis dari suatu larutan pada suhu konstan.


9/38

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1Pengertian Adsorbsi

Adsorpsi adalah penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain..Fenomena ini

melibatkan interaksi fisik, kimia, dan gaya elektro static antara adsorbat dengan adsorben

pada permukaan adsorben. Adsorben adalah zat yang mengadsorpsi zat lain. Yang

memiliki ukuran partikel seragam, kepolarannya sama dengan zat yang akan diserap dan

mempunyai berat molekul besar. Adsorbat adalah zat yang teradsorpsi zat lain.

(Yovita Novi, 2012).

II.2 Jenis Adsorbsi

Adsorbsi dapat dikelompokkan menjadi dua berdasarkan sifatnya, 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.

Adsorpsi fisik terjadi karena adanya gaya mempunyai jarak jauh tapi lemah dan

energi yang dilepaskan jika partikel teradsorpsi secara fisik mempunyai orde besaran

yang sama dengan entalpi kondensasi. Adsorpsi ini bersifat reversible, berlangsung pada

temperature rendah, yaitu 1000 kal/mol atau kurang dan tidak perlu aktivasi.

Kesetimbangan adsorbsi yang reversibel dan cepat, misalnya adsorbsi gas pada charcoal

(sukardjo, 1990). Penerapannya antara lain pada penentuan luas permukaan, analisis

kromotografi, pemurnian gas dan pertukaran ion (anonim, 2012).

2. Adsorbsikimia, yaitureaksi yang terjadiantarazatpadatdanzatterlarut yang teradsorbsi

(Yovita Novi, 2012).

Tipe penyerapan ini sangat spesifik dan dilingkupi oleh kondisi yang lebih kuat dari padapenyerapan fisika. Menurut Langmuir molekul-molekul bergerak ke ujung permukaan

oleh adanya valensi gaya dari beberapa jenis seperti yang terdapat pada atom-atom dalam

molekul. Penyelidikan harga untuk besaran-besaran yang sama seperti panas reaksi kimia

adalah 5 menjadi 100 kkal/gmol (Smith, 1970)

Menurut Taylor dengan adanya penyerapan kimia (chemisorption) ini merupakan

kombinasi dari molekul gas dengan permukaan padatan. Karena dengan adanya panas

yang tinggi maka adsorpsi tenaga yang dimiliki oleh penyerapan kimia dari molekul-

molekul dapat dibedakan secara mudah (Smith, 1970).


10/38

II-2

Bab II Tinjauan Pustaka



FTI-ITS

Adsorpsi Kimia terjadi dengan adanya pembentukan ikatan kimia dengan sifat

yang spesifik karena tergantung pada jenis adsorben dan adsorbatnya. Adsorpsi kimia

bersifat irreversible, berlangsung pada temperatur tinggi, yaitu antara 10.000 kal/mol

sampai 20.000 kal/mol dan tergantung pada energi aktivasi. Penerapannya antara lain

pada proses korosi dan katalis heterogen (Alberty dan Daniels, 1983). Pada adsorbsi ini

terjadi dengan pembentukan senyawa kimia, hingga ikatannya lebih kuat. Misal adsorbsi

CO pada W, O2pada Ag, H2pada Ni (sukardjo, 1990).

Tabel II.1Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

AdsorpsiFisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben oleh

gaya van der Waals

Molekul terikat pada adsorben oleh

ikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi4 sampai

40 kJ/mol

Mempunyai entalpi reaksi 40 sampai

800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi pada suhu di

bawah titik didih adsorbatAdsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaanmerupakan fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan karakteristik adsorben dan

adsorbat

Tidak melibatkan energi aktifasi

tertentuMelibatkan energy aktifasi tertentu

II.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi

1. Jenis adsorbenApabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar akan

terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar.

2. Jenis adsorbat3. Konsentrasi

Proses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi

rendah dari campuran yang mengandung bahan lain dengan konsentrasi tinggi.

4. Luas permukaan


11/38

II-3




FTI-ITS

Tumbukan efektif antara partikel itu akan meningkat dengan meningkatnya luas

permukaan karena tergantung pada banyanya tumbukan yang terjadi antara adsorben

dan adsorbat.

5. SuhuAdsorpsi akan semakin cepat berlangsung pada suhu rendah, namun tidak

berpengaruh sebesar adsorpsi zat cair ketika terjadi pada zat gas.

6. Ukuran partikelSemakin kecil ukuran partikel yang diadsorpsi semakin cepat prosesnya.

7. pHpH mempunyai pengaruh dalam proses adsorpsi. Ph optimum dari suatu proses

adsorpsi ditetapkan melalui uji laboratorium.

8. Waktu kontakWaktu kontak untuk mencapai keadaan setimbang pada proses serapan pada

proses serapan logam oleh adsorben karena berkisar pada jangka waktu yang relatif

lama (Bernasconi, 1995).

II.4 Mekanisme Adsorbsi

Proses adsorbsi dapat digambarkan sebagai proses dimana molekul meninggalkan

larutan dan menempel pada permukaan zat adsorben akibat faktor kimia dan fisika.

Proses adsorbsi tergantung pada sifat zat padat yang mengabsorbsi, sifat atom atau

molekul yang diserap, konsentrasi, temperatur, dan lain-lain. Pada proses adsorbsi terbagi

menjadi empat tahap, yaitu:

1. Transfer molekul-molekul zat terlarut yang teradsorbsi menuju lapisan film yangmengelilingi adsorben.

2. Difusi zat terlarut yang teradsorbsi melalui lapisan film.3.

Difusi zat terlarut yang teradsorbsi melalui kapiler atau pori dalam adsorben.

4. Adsorbsi zat terlarut yang teradsorbsi pada dinding pori atau permukaan adsorben(proses adsorbsi sebenarnya).

(anonim, 2012).

Operasi dari proses adsorbsi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

1. Proses adsorbsi dilakukan dalam suatu bak dengan sistem pengadukan, dimanapenyerap yang biasanya berbentuk serbuk dibubuhkan, dicampur dan diaduk

dengan air dalam suatu bangunan, sehingga terjadi penolakan antara partikel

penyerap dengan fluida.


12/38

II-4




FTI-ITS

2. Proses adsorbsi yang dijalankan dalam suatu bejana dengan sistem filtrasi, dimanabejana yang berisi media penyerap dialirkan air dengan model pengaliran gravitasi.

Jenis media penyerap ini sering digunakan dalam bentuk bongkahan (butiran) dan

proses adsorbsi biasanya terjadi selama berada di dalam media penyerap.

(anonim, 2012).

II.1.5Persamaan untuk Adsorpsi

Pengukuran isoterm adsorpsi pada umumnya disasarkan atas turunan dari persamaan

1. Isoterm LangmuirMenurut Langmuir, bila gas diserap pada permukaan zat padat lapisan yang

terjadi hanya satu lapis molekul (Sukardho, 1990). Selain itu Langmuir

berpendapat, bahwa gas diadsorpsi pada permukaann solid dan membentuk tidak

lebih dari satu lapis ketebalannya. Teori Langmuir menggambarkan proses adsorpsi

terdiri dari dua proses berlawanan, yaitu kondensasi molekul-molekul fase

teradsorpsi menuju permukaan dan evaporasi/penguapan molekul-molekul dari

permukaan kembali ke dalam larutan Isoterm ini berdasarkan asumsi, bahwa :

1.Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanya dapat mengadsorpsisatu molekul adsorbat untuk setiap molekul adsorbennya. Seluruh permukaan

adsorben memiliki aktivitas adsorbsi yang sama atau seragam. Tidak ada

interaksi antara molekul-molekul yang terserap.

2.Semua proses adsorpsi dilakukan dengan mekanisme sama3.Tidak terjadi interaksi antara molekul-molekul adsorbat.4.Hanya terbentuk satu lapisan tunggl saat adsorpsi maksimum.(anonim, 2012).

Namun , biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal berikut :

1.Selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan.

2.Molekul teradsorpsi tidak inert dan mekanisme adsorpsi pada molekul pertamasangat berbeda dengan mekanisme adsorpsi yang pada molekul terakhir

teradsorpsi.

Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

Dimana :

A = molekul gas dan

A + S AS


13/38

II-5




FTI-ITS

S = permukaan adsorpsi

Adsorpsi ion logam oleh material padat secara kuantitatif mengikuti persamaan

langmuir, yaitu :

Gambar II.1 GrafikIsotermis Langmuir

Persamaan tersebut dapat digunakan pada adsorpsi oleh padatan konstanta

pada persamaan adsorpsi langmuir menunjukkan besarnya adsorpsi yang

dihubungkan dengan energi ikat (anonim, 2012).

2. Isoterm FreundlichHubungan antar jumlah zat teradsorpsi persatuan luas atau satuanmassa

dantekanan dinyatakan dengan persamaan Freundlich

(Maron and Lando, 1980)

Dimana :

y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas atau massa adsorban.

P = tekanan saat kesetimbangan tercapai

K,n = konstanta-adsorben

C/(c/m)=1/Kbt C/b

Y = k.


14/38

II-6




FTI-ITS

Untuk adsorpsi solute yang tidak melibatkan gas maka persamaan Freundlich

menjadi :

(Maron and Lando, 1980)

Dengan :

Y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas ataumassa adsorban.

x = banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi (mg)

m = massa dari adsorben (mg)

C = konstanta dari adsorben yang tersisa dalam kesetimbangan

K,n = konstanta adsorben

Jika kemudian dibuat plot log y melawan log C, maka akan diperoleh garis

lurus yang mempunyai slope sebesar 1/n dan nilai interceptnya sebesar log k. 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 efisiensi dari suatu adsorben.

Hal-hal yang dapat dilihat dari kurva isoterm adalah :

1.Kurva isoterm yang cenderung datar, artinya isoterm yang digunakan menyerappada kapasitas konstan melebihi daerah kesetimbangan

2.Kurva isoterm yang curam, artinya kapasitas adsorpsi meningkat seiring denganmeningkatnya konsentrasi keseimbangan.

Gambar II.2 GrafikIsotermis Freudlich

Y = x/m = k.


15/38

II-7




FTI-ITS

3. Isoterm Brunauer, Emmet and Teller ( BET)Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang

homogen. Perbedaan Isotermini dengan Languir adalah BET berasumsi bahwa

molekul-molekul adsoerbat bisa membentuk lebih dari satu lapisan adsorbat di

permukaanya. Pada isoterm ini, mekanisme adsorpsi untuk setiap proses adsorpsi

berbeda-beda. Mekanisme yang diajukan dalam isoterm ini adaah : Isoterm

Langmuir biasanya lebih baik apabuila diterapkan untuk adsorpsi kimia, sedangkan

isoterm BET lebih baik daripada isoterm Langmuir bila diterapkan pada adsorpsi

fisika

Gambar II.3 GrafikIsotermis BET

(anonim, 2012).

II.6 Peranan Karbon Aktif dalam Adsorbsi Isotermis

Karbon aktif dapat dijadikan sebagai zat pengadsorbsi atau adsorben.

Karbon aktif adalah bentuk umum dari berbagai macam produk yang mengandung

karbon yang telah diaktifkan untuk meningkatkan luas permukaannya. Karbon aktif

berbentuk kristal mikro karbon grafit yang pori-porinya telah mengalami

pengembangan kemampuan untuk mengadsorpsi gas dan uap dari campuran gas danzat-zat yang tidak larut atau yang terdispersi dalam cairan (Roy 1985). Luas permukaan,

dimensi, dan distribusi karbon aktif bergantung pada bahan baku, pengarangan, dan

proses aktivasi(Anonim, 2013).

Berdasarkan ukuran porinya, ukuran pori karbon aktif diklasifikasikan menjadi 3,

yaitu mikropori (diameter 50 nm). Setyaningsih (1995) membedakan karbon aktif menjadi 2

berdasarkan fungsinya, yaitu Karbon adsorben gas (gas adsorbent carbon): Jenis arang

ini digunakan untuk mengadsorpsi kotoran berupa gas. Pori-pori yang terdapat pada


16/38

II-8




FTI-ITS

karbon aktif jenis ini tergolong mikropori yang menyebabkan molekul gas akan mampu

melewatinya, tetapi molekul dari cairan tidak bisa melewatinya. Karbon aktif jenis ini

dapat ditemui pada karbon tempurung kelapa. Selanjutnya adalah karbon fasa cair

(liquid-phase carbon). Karbon aktif jenis ini digunakan untuk mengadsorpai kotoran

atau zat yang tidak diinginkan dari cairan atau larutan. Jenis pori-pori dari karbon aktif

ini adalah makropori yang memungkinkan molekul berukuran besar untuk masuk.

Karbon jenis ini biasanya berasal dari batu bara, misalnya ampas tebu dan sekam padi.

Aktivasi adalah perubahan fisik berupa peningkatan luas permukaan karbon aktif

dengan penghilangan hidrokarbon. Ada dua macam aktifasi, yaitu aktivasi fisika dan

kimia. Aktivasi kimia dilakukan dengan merendam karbon dalam H3PO4, ZnCl2,

NH4Cl, dan AlCl3 sedangkan aktivasi fisika menggunakan gas pengoksidasi seperti

udara, uap air atau CO2(Anonim, 2013).

II.7 Titrasi

Titrasi merupakan suatu metoda untuk menentukan kadar suatu zat dengan

menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan

berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila

melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa.(Anonim, 2012).

Tujuan dari titrasi adalah menentukan konsentrasi suatu larutan dengan konsetrasi

dan volumeyang telah diketahui dapat direaksikan dengan larutan yang akan ditentukan

konsentrasinya sampa perbandingan molnya tepat seperti yang diperlukan dalam

persamaan kimia seimbang kemudian konsentrasi larutan yang belum diketahui dapat

dihitung (yuni, 2012).

Jenis-Jenis Titrasi Asam Basa

1. Asam kuat - Basa kuatContoh :

HCl + NaOHNaCl + H2O

Reaksi ionnya :

H+ + OH-H2O


17/38

II-9




FTI-ITS

Kurva Titrasi:

Gambar II.4 Kurva Asam Kuat dan Basa Kuat

2. Asam kuat - Basa lemahContoh :

HCl + NH4OHNH4Cl + H2O

Reaksi ionnya :

H++ NH4OH H2O + NH4

Kurva Titrasi:

Gambar II.5 Kurva Asam Kuat dan Basa Lemah


18/38

II-10




FTI-ITS

3. Asam lemah - Basa kuatContoh :

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

Reaksi ionnya :

H++ OH- H2O

Kurva titrasi :

Gambar II.6Asam Lemah dan Basa Kuat

4. Asam kuat - Garam dari asam lemahContoh :

HCl + NH4BO2HBO2+ NH4Cl

Reaksi ionnya :

H++ BO2-HBO2

5. Basa kuat - Garam dari basa lemahContoh :

KOH + CH3COONa NaOH + CH3COOK

Reaksi ionnya :

K++ OH- KOH


19/38

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

Variabel Bebas :

Bahan : Aquades, Asam asetat, Indikator pp, NaOH

Konsentrasi : 0,15N, 0,12N, 0,09N, 0,06N, 0,03N; dan 0,015N

Variabel Kontrol :

1. Kecepatan pengadukan 200 rpm2. Waktu pengadukan 30 menit

III.2 Bahan yang digunakan

1. Adsorben arang atau karbon2. Aquades3. Indikator pp4. Larutan CH3COOH5. Larutan NaOH

III.3 Alat yang digunakan

- Beaker Glass- Buret- Corong gelas- Erlenmeyer- Gelas ukur- Kertas saring- Kompor elektrik- Kleim dan statif- Labu ukur- Pipet tetes- Shaker- Stopwatch


20/38

III-2

BAB III Metodologi Percobaan



FTI-ITS

III.4 Prosedur Percobaan

III.4.1 Percobaan Adsorbsi Isothermis

a. Membersihkandanmengeringkan Erlenmeyer yang dilengkapipenutupsebanyak 7buah.

b. Meletakkan 1 gram karbon aktif ke dalam Erlenmeyer.c. Membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,15N, 0,12N, 0,09N, 0,06N,

0,03N; dan 0,015N dengan volume masing-masing 100 ml.

d. Memasukkan 100 ml larutan 0,03 N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidakada karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol.

e. Menutup semua Erlenmeyer tersebut dan mengocoknya secara periodik selama 30menit, kemudian mendiamkannya paling sedikit selama 1 jam agar terjadi

kesetimbangan.

f. Menyaring masing-masing larutan memakai kertas saring halus, membuang 10 mlpertama daro filtrate untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbs oleh kertas

saring.

g. Menitrasi 25 ml larutan filtrate dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indikatorPP, tahap ini dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap larutan.


21/38

III-3




FTI-ITS

III.5 Diagram Alir

III.5.1 Diagram AlirPercobaan Adsorbsi Isothermis

,

MULAI

Membersihkandanmengeringkan Erlenmeyer yang

dilengkapipenutupsebanyak 7 buah..

Membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,15N; 0,12N; 0,09N; 0,06N;

0,03N; dan 0,015N dengan volume masing-masing 100.

Memasukkan 100 ml larutan 0,03 N asam asetat ke dalam Erlenmeyer

yang tidak ada karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan

sebagai kontrol.

Menyaring masing-masing larutan memakai kertas saring halus,

membuang 10 ml pertama daro filtrate untuk menghindarkan kesalahan

akibat adsorbs oleh kertas sarin .

Meletakkan 1 gram karbon aktif ke dalam Erlenmeyer.

SELESAI

Menutup semua Erlenmeyer tersebut dan mengocoknya secara periodik

selama 30 menit, kemudian mendiamkannya paling sedikit selama 1

jam agar terjadi kesetimbangan.

Menitrasi 25 ml larutan filtrate dengan larutan 0,1 N NaOH baku

dengan indikator PP, tahap ini dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap

larutan.


22/38

III-4




FTI-ITS

III.6 Gambar Alat Percobaan

Beaker Glass Buret Corong Gelas

ErlenmeyerGelas Ukur

Kertas Saring

Kompor Elektrik

Labu UkurPipet tetes


23/38

III-5




FTI-ITS

Shaker

Stopwatch


24/38

IV-1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel IV.1.1Hasil Percobaan Volume Titrasi NaOH Terhadap Larutan Asam Asetat Dengan

Penambahan Karbon Aktif

Bahan Variabel

Volume NaOH Rata-rata

Volume

NaOH (ml)

Konsentrasi Akhir

CH3COOH (N)V1

(ml)

V2

(ml)

Larutan

CH3COOH

0,015 N2,2 3,1

2,65 0,106

0,03 N 6,3 7,9 7,1 0,284

0,06 N 12,5 9,7 11,1 0,444

0,09 N 15,2 13,8 14,5 0,58

0,12 N 18,5 22 20,25 0,81

0,15 N 24,8 19 21,9 0,876

0,03N

(tanpa karbon) 7,6 7,4 7,5 0,3


25/38

IV-2

Bab IVHasil dan Pembahasan


Program StudiD3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tabel IV.1.2Hasil Perhitungan Mol Adsorbat Setelah Diadsorbsi

Bahan

Variabel

Konsentrasi

(N)

V

(ml)

Jumlah Mol

Mol

awal

(mmol)

Mol

Akhir

(mmol)

Mol

Adsorbat

(mmol)

Larutan

CH3COOH

0,015 25 1,5 2,65 -1,15

0,03 25 3 7,1 -4,3

0,06 25 6 11,1 -4,2

0,09 25 9 14,5 -5,5

0,12 25 12 20,25 -8,25

0,15 25 15 21,9 -6,9

0,03* 25 3 7,5 -4,5

IV.2 Pembahasan

Adsorpsi isotermis adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara

fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fasa ruah saat kesetimbangan pada

temperatur tertentu. Percobaan ini bertujuan untuk megetahui peristiwa adsorbsi

isotermis pada dari suatu larutan pada suhu yang konstan.Percobaan ini dilakukan

secara kuantitatif, yaitu dengan cara menghitung konsentrasi larutan asetat mula-mula

sebelum ditambah karbon aktif dibandingkan dengan konsentrasi larutan asetat setelah

ditambah karbon aktif serta menghitung berat zat yang teradsorbsi dibandingkan dengan

konsentrasi kesetimbangan larutan, seperti yang tercantum di hasil percobaan dan

direpresentasikan dalam bentuk kurva. Dari hasil percobaan itu, diketahui bahwa di

dalam larutan asam asetat yang dianalisis, terdapat beberapa pengotor yang terlarut

dalam larutan tersebut sehingga mengakibatkan bertambahnya konsentrasi. Dengan

melakukan analisis isotermadsorbsi larutan ini dapat diketahui berat pengotor yang ada

dalam larutan asam asetat.

Langkah kerja dalam percobaan adsorbsi isotermis, pertama membersihkan dan

mengeringkan Erlenmeyer yang dilengkapi penutup sebanyak 7 buah. Kemudian

meletakkan 1 gram karbon aktif ke dalam erlenmeyer. Lalu membuat larutan asam

asetat dengan konsentrasi 0,15N; 0,12N; 0,09N; 0,06N; 0,03N; dan 0,015N dengan


26/38

IV-3




FTI-ITS

volume masing-masing 100 ml.Kemudian memasukkan 100 ml larutan 0,03 N asam

asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya, yang selanjutnya akan

digunakan sebagai kontrol. Lalu menutup semua Erlenmeyer tersebut dan mengocoknya

secara periodik selama 30 menit, kemudian mendiamkannya paling sedikit selama 1 jam

agar terjadi kesetimbangan. Dilanjutkan dengan menyaring masing-masing larutan

memakai kertas saring halus, membuang 10 ml pertama daro filtrate untuk

menghindarkan kesalahan akibat adsorbs oleh kertas saring. Setelah itu menitrasi 25 ml

larutan filtrate dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP yang bertujuan

untuk mengetahui konsentrasi asam asetat setelah teradsorpsi dengan karbon aktif.

Tahap ini dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap larutan.

Percobaan adsorbsi isotermis diperoleh grafik sebagai berikut:

Hubungan variabel normalitas larutan asam asetat diperoleh volume rata-rata dari 2

kali titrasi, dengan grafik berikut :

Gambar Grafik IV.2.1 Volume titrasi NaOH rata-rata dengan variabel

normalitas.

Berdasarkan gambar grafik diatas pada normalitas 0,03 N (tanpa karbon)

diperoleh volume NaOH rata-rata sebesar 7,5 ml. Pada 0,015 N diperoleh volume

NaOH rata-ratasebesar 2,65 ml. Pada 0,03 N diperoleh volume NaOH rata-rata

sebesar 7,1 ml. Pada normalitas 0,06 N diperoleh volume NaOH rata-rata sebesar

11,1 ml. Pada normalitas 0,09 N diperoleh volume NaOH sebanyak 14,5 ml. Pada

0,12 N diperoleh volume NaOH rata-rata sebesar 20,25 ml. Pada normalitas 0,15 N

diperoleh volume NaOH rata-rata sebesar 21,9 ml. Dari hasil grafik ini dapat

disimpulkan bahwa semakin besar normalitas CH3COOH maka semakin banyak

pula volume NaOH yang dibutuhkan untuk menitrasi CH3COOH.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.015 0.03 0.06 0.09

Volume

rata-rata

Normalitas CH3COOH

Natrium

Hidroksida


27/38

IV-4




FTI-ITS

Hal ini sesuai dengan grafik adsorbs isothermis BET dibawahini.

GambarGrafik IV.2.2 AdsorbsiIsothermis BET

Grafiktersebutsesuaidenganpercobaan kami

dikarenakanhanyamenggunakansatu (homogen) zatyaituasamasetat yang

berbedanormalitasnya.Adsorbsiisothermis BET mengasumsikanbahwamolekul-

molekuladsorbatbisamembentuklebihdarisatulapisanadsorbat di permukaannya.

Dari hasil titrasi NaOH diperoleh volume rata-rata yang kemudian didapatkan

konsentrasi asam asetat, dengan grafik berikut :

Gambar Grafik IV.2.3Hasil konsentrasi asam asetat setelah dua kali titrasi NaOH

Berdasarkan grafik diatas diperoleh data, pada volume rata-rata titrasi NaOH

sebesar 2,65 ml yang membutuhkan konsentrasiCH3COOH sebesar 0,106 M. Pada

volume rata-rata titrasi NaOH sebesar 7,1 ml yang membutuhkan konsentrasi

CH3COOH sebesar 0,284 M. Pada volume rata-rata titrasi NaOH sebesar 7,5 ml

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

2.65 7.1 11.1 14.5

Kelarutan

Mol/L

Suhu (C)

konsentrasi

CH3COOH


28/38

IV-5




FTI-ITS

yang membutuhkan konsentrasi CH3COOH sebesar 0,3 M. Pada volume rata-rata

titrasi NaOH sebesar 11,1 ml yang membutuhkan konsentrasi CH3COOH sebesar

0,408 M. Pada volume rata-rata titrasi NaOH sebesar 14,5 ml yang membutuhkan

konsentrasi CH3COOH sebesar 0,58 M. Pada volume rata-rata titrasi NaOH sebesar

20,25 ml yang membutuhkan konsentrasi CH3COOH sebesar 0,81 M. Pada volume

rata-rata titrasi NaOH sebesar 21,9 ml yang membutuhkan konsentrasi CH3COOH

sebesar 0.876 M. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi CH3COOH

maka semakin besar pula volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi.

Sedangkan pada tabel IV.2 hasil perhitungan mol adsorbat setelah diadsorbsi

diperoleh,pada normalitas 0,015 N sebesar -1,15.Pada0,03 N (*) mol yang

teradsorbsisebesar-4,5. Pada0,03 N mol yang teradsorbsisebesar-4,3.Pada0,06 N

mol yang teradsorbsisebesar-4,2.Pada0,09 N mol yang teradsorbsisebesar -5,5.

Pada0,12 N mol yang teradsorbsi sebesar-8,25. Dan pada 0,15N mol yang

teradsorbsisebesar-6,9. Hal initidaksesuai dengan

rumusmolteradsorbsi.Rumusmolteradsorbsiyaitu, sebagaiberikut :

Hal ini dapatdisebabkanoleh rusaknyaindikator pp yang digunakan pada saat

titrasi.

Berdasarkan literatur, dapat disimpulkan bahwa pada percobaan termasuk ke

dalam adsorbsi secara fisika dimana molekul-molekul zat terikat pada permukaan

oleh gaya-gaya fisis, gaya Van der Waals, 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.Gaya yang menahan molekul fluida pada permukaan solidrelatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi molekul pada fase cair

mempunyai derajat yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair

sehingga terbentuk dua lapisan (multilayer).

Teradsorbsi = n awal n akhir


29/38

V-1

BAB V

KESIMPULAN

1. Dari percobaanadsorbsi isotermis yang telah dilakukan,pada normalitas 0,015 Ndiperoleh volume rata-rata 2,65 ml yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH

sebesar 0,0106 M. Pada normalitas 0,03 N diperoleh volume rata-rata sebesar 7,1 ml

yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,0284 M. Pada normalitas

0,06 N diperoleh volume rata-rata 10,2 ml yang menghasilkan konsentrasi akhir

CH3COOH sebesar 0,0408 M. Pada normalitas 0,09 N diperoleh volume rata-rata 14,5

ml yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,058 M. Pada normalitas

0,12 N diperoleh volume rata-rata 20,25 ml yang menghasilkan konsentrasi akhir

CH3COOH sebesar 0,081 M. Pada normalitas 0,15 N diperoleh volume rata-rata 21,9 ml

yang menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,0876 M. Sedangkan pada

normalitas 0,03 M (tanpa karbon) diperoleh volume rata-rata sebesar 7,5 ml yang

menghasilkan konsentrasi akhir CH3COOH sebesar 0,03 M.Hal ini dapat disimpulkan

bahwa semakin besar konsentrasi CH3COOH maka semakin besar pula volume NaOH

yangdibutuhkan untuk menitrasi CH3COOH. Pada hubungan normalitas dengan volume

rata-rata, sesuai dengan teori dimana nilai adsorbsi semakin meningkat denganmeningkatnya konsentrasi larutan yang diukur.

2. Pada larutan asam asetat jumlah mol yang teradsorbsi pada normalitas 0,015 N sebesar -1,15.Pada0,03 N (tanpa karbon) mol yang teradsorbsisebesar-4,5. Pada0,03 N mol yang

teradsorbsisebesar-4,3.Pada0,06 N mol yang teradsorbsisebesar-4,2.Pada0,09 N mol

yang teradsorbsisebesar -5,5. Pada0,12 N mol yang teradsorbsi sebesar-8,25. Dan pada

0,15N mol yang teradsorbsisebesar-6,9. Hal initidaksesuai dengan rumusmolteradsorbsi

3. Pada percobaan adsorbsi isotermis ini, tergolong jenis adsorbsi fisik karena molekulterikat pada adsorben oleh gaya Van Der Walls, dapat membentuk lapisan multilayer,

adsorbs hanya terjadi pada suhu dibawah titik didih adsorbat, bersifat reversible, dan

menggunakan karbon aktif dimana karbon aktif adalah adsorben yang baik.


30/38

vi

DAFTAR PUSTAKA

(2012). Retrieved from Anonim: http://iinlestariblog.wordpress.com/2012/04/26/29/

(2012). Retrieved from yuni: http://yuninainggolan.wordpress.com/2012/03/23/titrasi-asam-

basa/

(2013). Retrieved from Anonim:http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-

fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/
http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/


31/38

viii

APPENDIKS

Dengan data yang diperoleh dari percobaan adsorbsi isotermis ini maka

ditentukan konsentrasi CH3COOH akhir, sebagai berikut :

Menghitung volume rata-rata NaOH :

- Padanormalitas0,015 NV1NaOH = 2,2 ml

V2NaOH = 3,1 ml

V NaOH rata-rata =1+2

2

=2,2+3,1

2

= 2,65 ml

- Padanormalitas0,03 NV1NaOH =6,3 ml

V2NaOH = 7,9 ml


2

=6,3+7,9

2

= 7,1 ml


V2NaOH = 9,7 ml


2

=12,5+9,7

2

= 11,1 ml

V rata-rata = V1 + V2

2


32/38

xi

- Padanormalitas 0,09 NV1NaOH =15,2 ml

V2NaOH =13,8 ml


2

=15,2+13,8

2

= 14,5 ml

- Padanormalitas0,12 NV1NaOH =18,5ml

V2NaOH =22 ml


2

=18,5+22

2

= 20,25 ml


V2NaOH =19 ml


2

=24,8+1,9

2

= 21,9 ml

- Pada normalitas 0,03 N (tanpa karbon)V1NaOH =7,6 ml

V2NaOH = 7,4 ml


2

=7,6+7,4

2

= 7,5 ml


33/38

x

Menghitung konsentrasi akhir CH3COOH:

1. Nakhir0,015N = 1 2,6525

= 0,106 N

2. Nakhir0,03N = 1 7,125

= 0,284 N

3. Nakhir0,06N = 1 11,125

= 0,444 N

4. Nakhir0,09N = 1 14,525

= 0,58 N

5. Nakhir0,12N = 1 20,2525

= 0,81 N

6. Nakhir0,15N =1 21,9

25

= 0,876 N

7. Nakhir0,03N = 1 7,525

(Tanpa Karbon)

= 0,3N

Nakhir = N NaOH x Volume rata-rata

Vol. Larutan yang dititrasi


34/38

xi

Perhitunganmolawal

1. Molvariabelkonsentrasi 0,015N = 0,015 x 100= 1,5mmol

2. Molvariabelkonsentrasi 0,03N = 0,03 x 100= 3mmol



5. Mol variable konsentrasi 0,12N = 0,12 x 100= 12 mmol

6. Molvariable konsentrasi 0,15N = 0,15 x 100= 15mmol

7. Molvariabelkonsentrasi 0,03N* = 0,03 x 100= 3mmol

Perhitunganmolakhir

1. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,015N = 0,106 x 25 = 2,65 mmol2. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,03N = 0,284 x 25 = 7,1 mmol3. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,06N = 0,444 x 25 = 11,1 mmol4.

Molakhirvariabelkonsentrasi 0,09N = 0,58 x 25 = 14,5 mmol

5. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,12N = 0,81x 25 = 20,25mmol6. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,15N = 0,876 x 25 = 21,9 mmol7. Molakhirvariabelkonsentrasi 0,03N* = 0,3 x 25 = 7,5 mmol

Molawal = M awal x V awal

Molakhir = M akhir x V akhir


35/38

x

Perhitunganmolteradsorbsi (adsorban)

1. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,015N = 1,52,65 = -1,152. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,03N = 37,1 = -4,33. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,06N = 610,2 =-4,24. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,09N = 914,5 = -5,55. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,12N = 1220,25 = -8,256. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,15N = 1521,9 = -6,97. n adsorbatpadavariabelkonsentrasi 0,03N* = 37,5 = -4,5

(*) tanpa karbon

nadsorbat = n awal n akhir


36/38

vii

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

V Volume Ml

N Normalitas N

s Kelarutan Mol / L

Panas pelarutan k kal

R Konstanta gas ideal kal/g mol K

T Suhu K


37/38

LEMBAR REVISI

No. KETERANGANTANGGAL

TERIMA

TANGGAL

KEMBALITTD


38/38

adsorbsi isothermis_8 a

Documents