ADSORPSI PADA LARUTANLAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Laporan Industri Proses

Oleh

Imtihani Fauziah 131411011R. A. Feby Lailani B. 131411023

1 A- D3 Teknik KimiaKelompok 10

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

ADSORPSI PADA LARUTAN

ABSTRAK

Praktikum isoterm adsorpsi karbon aktif ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan isoterm adsorpsi menurut Freundlich bagi proses adsorbsi asam asetat pada arang. Metode yang digunakan dalam praktikum ini yaitu metode grafik. Isoterm adsorpsi karbon aktif ini menggunakan larutan organik asam asetat. Terdapat empat variasi konsentrasi asam asetat yaitu 1.0 N, 0.80 N, 0.60 N dan 0.40 N. Masing-masing variasi konsentrasi larutan asam asetat kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH 1.0 N untuk standarisasi larutan asam asetat. Setelah itu ditentukan pula konsentrasi asam asetat untuk masing-masing variasi yang telah dicampur dengan arang aktif melalu titrasi. Sehingga diperoleh konsentrasi asam asetat yang teradsorpsi, besarnya konsentrasi asam asetat yang teradsorpsi berturut-turut yaitu 0.1501 N, 0.093 N, 0.1907 N, 0.0097 N. Sedangkan massa asam asetat yang teradsorpi untuk masing-masing variasi berturut-turut adalah 0.3092 gram, 0.207 gram, 0.312 gram, 0.0573 gram. Dari hasil tersebut kemudian dihitung besarnya log C dan log x/m, dan diplotkan sebagai ordinat untuk log C dan absis untuk log x/m pada grafik isoterm adsorpsi Freundlich. Dari grafik isoterm adsorpsi Freundlich diperoleh tetapan k sebesar 2,3276 dan n sebesar 0,8128.

KATA KUNCI

Adsorbat; adsorben; adsorpsi; asam asetat; Freundlich; isotherm dan karbon aktif.

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Contoh adsorpsi

adalah karbon aktif yang dapat menyerap molekul asam asetat dalam larutannya. Tiap

partikel adsorban dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik-

menarik. Zat-zat yang terlarut dapat diadsorpsi oleh zat padat, misalnya CH3COOH

oleh karbon aktif, NH3 oleh karbon aktif, phenolptalein dari larutan asam atau basa

oleh karbon aktif dan Ag+ atau Cl- oleh AgCl. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong

besar Karena partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah

digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik wujud

cair maupun gas) pada proses adsorpsi. Adsorben yang paling banyak dipakai untuk

menyerap suatu zat dalam larutan adalah arang. Penyerapan bersifat selektif, yang

diserap hanya zat terlarut atau pelarut saja. Ketika pelarut yang mengandung zat

terlarut tersebut kontak dengan adsorben, terjadi perpindahan massa zat terlarut dari

pelarut ke permukaan adsorben, sehingga konsentrasi zat terlarut didalam cairan dan

padatan akan berubah terhadap waktu dan posisi pada kolom adsorpsi.

B. TUJUAN

1. Melakukan percobaan mengenai proses adsorpsi asam asetat dalam karbon aktif

2. Membuat grafik berdasarkan hasil percobaan

3. Menentukan banyaknya tetapan adsopsi isotherm Freundlich berdasarkan

percobaan

4. Mempraktekkan konsep mol dalam menghitung zat yag teradsorpsi

5. DASAR TEORI

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat

yang diserap disebut fasa terserap (adsorbat) sedangkan zat yang menyerap disebut

adsorben. Kecuali zat padat, adsorben dapat berupa zat cair. Karena itu adsorpsi dapat

terjadi antara zat padat dan zat cair, zat padat dan gas, dan zat cair atau gas dan zat

cair.

Peristiwa adsorpsi ini disebabkan oleh gaya tarik molekul – molekul

dipermukaan adsorben. Adsorpsi ini berbeda dengan absorbsi, karena pada absorbsi

zat yang diserap masuk ke dalam absorben.

Misalnya zat padat akan menarik molekukl-molekul gas atau zat cair pada

permukaannya. Hal ini disebabkan karena zat padat yang terdiri dari molekul-molekul

tidak menarik dengan gaya Van Der Walls. Jika ditinjau dari satu molekul, maka

molekul ini akan dikelilingi molekul yang lain yang tidak mempunyai gaya tarik yang

seimbang. Karena salah satu arah tidak ada molekul lain yang menarik, akibatnya pada

permukaan itu akan menarik molekul disekitarnya.

Adsorpsi dipengaruhi oleh :

1.Jenis adsorben

2.Jenis zat yang diadsorpsi

3.Konsentrasi

4.Luas Permukaan adsorben

5.Temperatur

Pengaruh konsentrasi larutan terhadap adsorpsi dapat dinyatakan oleh persamaan

Freundlich.

xm

=kcn

c = konsentrasi zat dalam larutan

x = jumlah zat yang teradsorpsi oleh m gram adsorben

k & n = tetapan adsorpsi

Jika ditulis dalam logaritma :

Log xm

= Log k + n Log c

Untuk menentukan harga n & k, dibuat grafik fungsi dari log c, yang mana slope

(kemiringan) adalah harga n dan intersepnya harga k.

6. ALAT DAN BAHAN

Alat :

o Buret 50mL (berikut dengan statif dan klem)

o Labu Erlenmeyer 250mL

o Corong Gelas

o Kertas Saring (Kasar)

o Pipet Seukuran 25mL

o Gelas Ukur 25mL

o Labu Takar 100mL

o Botol Semprot

o Spatula

o Gelas Kimia 50mL

Bahan :

o Larutan NaOH 1 N

o Kristal Asam Oksalat C2H2O4 . 2H2O

o Larutan Asam Asetat 1 N

o Arang (karbon) aktif

o Aquadest

o Larutan Indikator Penophtalein

Labu Erlenmeyer

+ 3 tetes indicator fenoftalein

Melakukan titrasi dengan larutan NaOH

1,0 N

Larutan berwarna merah muda

Mencatat volume NaOH yang diperlukan

METODA

Dalam laporan ini, kami melakukan percobaan dan studi literatur untuk memperoleh

data dan informasi.

A. Langkah Kerja1. Membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,1M; 0,4M; 0,6M dan 0,8M2. Mengambil 25 mL larutan asam asetat masing-masing 0,1M, 0,4M, 0,6M dan

0,8M, meneteskan dua tetes indikator fenolptalein,kemudian menitrasi dengan larutan standar NaOH 1,0 M sampai larutan berwarna merah muda

3. Mengambil setiap larutan sebanyak 10 mL, kemudian menambahkannya pada masing-masing larutan 0,5 gram arang aktif, dikocok lalu ditutup dengan kertas saring, kemudian didiamkan selama 30 menit, disaring dan diambil filtrat. Meneteskan 3 tetes indikator PP pada filtrat. Menitrasi dengan larutan standar NaOH 1,0 sampai berwarna merah muda. Menghitung asam asetat yang diadsorpsi.

B. Skema KerjaPenentuan Konsentrasi Awal Asam Asetat

25 mlAsam asetat

1,0 N

25 mlAsam asetat

0,8 N

25 mlAsam asetat

0,6 N

25 mlAsam asetat

0,4 N

Penentuan Konsentrasi Akhir Asam Asetat dan Adsorpsi Larutan

Larutan berwarna merah muda

Mencatat volume NaOH

0.5 gram carbon aktif

25 ml asam asetat

1,0 N ; 0,8 N ; 0,6 N ; 0,4 N

Erlenmeyer

Mengaduk selama ± 20 menit

Menunggu selama ± 5 menit

Menyaring larutan dengan kertas saring

Memipet larutan ± 25 ml

Erlenmeyer

Melakukan titrasi dengan larutan NaOH 1,0 N

+ 3 tetes indikator fenolftalein

Memipet larutan sekitar 25 ml

Mengaduk selama ± 20 menit

Melarutkan dengan aquades

Labu takar 100 ml

Memipet 25 ml asam oksalat

Labu Erlenmeyer

+ 3 tetes indicator fenoftalein

Melakukan titrasi dengan larutan

NaOH

Mencatat volume NaOH yang diperlukan

Penentuan Konsentrasi Larutan NaOH yang Sebenarnya

Menimbang 0,628 gram kristal asam oksalat

HASIL

A. Data Hasil Pengamatan

Penentuan Konsentrasi Larutan NaOH

Berat kristal asam oksalat = 0,64 gram

Volume labu takar = 100 mL

Volume larutan NaOH yang diperlukan = 4,2 mL ( rata-rata )

Sebelum Adsorpsi

Konsentrasi Asam Asetat

(N)

Volume NaOH

(mL)

N Asam Asetat Berat Asam Asetat

(gr)

1,0 40,25 0,9737 1,4606

0,8 31,00 0,7550 1,1325

0,6 29,13 0,7047 1,0571

0,4 15,13 0,3660 0,5490

Setelah Adsorpsi

Konsentrasi Asam Asetat

(N)

Volume NaOH

(ml) N Asam Asetat

Berat Asam Asetat

(gr)

1,0 32,00 0,8236 1,1514

0,8 25,55 0,6620 0,9255

0,6 20,53 0,5174 0,7451

0,4 13,55 0,3563 0,4917

Persamaan Isoterm Freundlich

Log

xm

= Log k +

1n

log c

X (gram) m (gram)xm

Logxm

c Log c

0,3092 0,5 0,6184 -0,2087 0,8236 -0,0843

0,2070 0,5 0,4140 -0,3830 0,6620 -0,1791

0,3120 0,5 0,6240 -0,2048 0,5174 -0,2862

0,0573 0,5 0,1146 -0,9408 0,3563 -0,4482

Berdasarkan kurva adsorpsi ishoterm freundlich, didapatkan persamaan sebagai berikut :

Y = -0,09x + 0,3669

Sehingga,

x/m = kc1/n

Log c = x dan log x/m = y

Log x/m = log k + 1/n log c

y = log k + 1/n x

y = -0,09x + 0,3669

k = 2,3276

n = 0,8128

PEMBAHASAN

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Pada praktikum ini dilakukan penentuan besarnya tetapan adsorpsi isotherm freundlich dari suatu adsorben (zat yang menyerap) berupa arang aktif dengan adsorbat (fasa terserap) berupa CH3COOH (asam asetat). Pengolahan data pada praktikum ini dilakukan dengan menggunakan persamaan freundlich yang dapat melihat besarnya pengaruh konsentrasi larutan terhadap adsorpsi.

Ada tiga tahap pengerjaan yang dilakukan dalam praktikum ini. Tahap pertama adalah penentuan konsentrasi awal (standarisasi) CH3COOH (asam asetat), dilakukan dengan melakukan titrasi CH3COOH yang berbeda konsentrasi dalam sebuah labu erlenmeyer dengan larutan NaOH 1,0 N. Dimana sebelumnya asam asetat ditambahkan indikator phenophtalein. Dari volum NaOH yang diperoleh saat titik akhir titrasi, kita dapat menentukan konsentrasi CH3COOH awal.

Tahap selanjutnya yaitu penentuan konsentrasi akhir CH3COOH (asam asetat) yang telah mengalami proses adsorpsi oleh arang aktif. Proses yang dilakukan sama dengan tahap pertama. Perbedaanya hanya sebelum dititrasi, asam asetat ditambah dengan 0,5 gram arang aktif, kemudian diaduk dengan alat pengaduk (shaker) selama 30 menit. Setelah itu, larutan tersebut disaring dan diukur volum filtratnya. Masing-masing filtrat ditambah ±3 tetes indikator phenophtalein dan titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N. Dari volum NaOH yang diperoleh sampai titik akhir titrasi, kita dapat menentukan konsentrasi larutan CH3COOH.

Tahap selanjutnya adalah penentuan konsentrasi NaOH yang sebenarnya. Dilakukan dengan cara, menimbang 0,63 gram kristal asam oksalat kemudian dilarutkan dengan aquadest sampai volume 100mL labu takar. Kemudian, dititrasi dengan larutan NaOH 1,0 N. Dari volume rata-rata NaOH yang diperoleh saat titik akhir titrasi, kita dapat menentukan konsentrasi NaOH yang sebenarnya.

Tetapan adsorpsi isotherm freundlich dapat diperoleh dengan cara menghitung slope dari grafik persamaan adsorpsi isotherm freundlich. Harga n dan k dapat ditentukan menurut perhitungan kalkulator dan kurva. Penetuan harga n dan k menurut hasil hitungan kalkulator diperoleh masing-masing 0,8128 dan 2,3276. Penentuan harga k menurut kurva diperoleh,0118. Hasil perhitungan keduanya menunjukkan harga yang tidak jauh berbeda.

KESIMPULAN

Semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi daya adsorpsinya dan semakin banyak pula zat yang teradsorpsi demikian juga sebaliknya.

Isoterm adsorpsi karbon aktif merupakan hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi (acetic acid) persatuan luas atau persatuan berat adsorben, dengan konsentrasi zat terlarut pada temperatur tertentu.

Penetuan harga n dan k menurut hasil hitungan kalkulator diperoleh masing-masing 0,8128 dan 2,3276.

DAFTAR PUSTAKA

Djalil, Latifah Abdul. 2003. Penuntun Praktikum Titrimetri. Bogor : SMAKBO.

Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : Universitas Indonesia Press.

Marlina, Ari dkk. 2008. Buku Petunjuk Pelasanaan Praktikum Kimia Fisika. Bandung :

Politeknik Negeri Bandung.

LAMPIRAN

Pengolahan DataPenentuan Konsentrasi Larutan Asam Oksalat

Mr Oksalat (C2H2O4.2H2O) = 126

BE Oksalat =

Mr Oksalat2 ekivalen /mol

= 1262

= 63

Normalitas oksalat =

Berat oksalatBE

X1000V labu

=

0 ,6463

x1000100

= 0 , 1016 N

Penentuan Konsentrasi Larutan NaOH

V NaOH x N NaOH = V oksalat x N oksalat

4,2 ml x N NaOH = 25 ml x 0,1016 N

N NaOH =

25 X 0 , 1016 N4,2

N NaOH = 0,6048 N

Penentuan Konsentrasi Larutan Asam Asetat

N Asam Asetat Mula-mula :

1) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

25 ml x N asetat = 40,25 x 0,6048

N asetat =

40 ,25 x 0,6048 25

=0 , 9737N

2) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

25 ml x N asetat = 31,00 x 0,6048

N asetat =

31 , 00 x 0,604825

= 0 ,7550N

3) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

25 ml x N asetat = 16 X 0,6048

N asetat =

29 ,13 x 0,604825

= 0 ,7047N

4) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

25 ml x N asetat = 11 x 0,6048

N asetat =

15 , 13 x 0,604825

= 0 ,3660N

N Asam Asetat Sisa :

5) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

23,5 ml x N asetat = 32,0 x 0,6048

N asetat =

32 ,0 x 0,604823 ,5

= 0 ,8236N

6) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

23,3 ml x N asetat = 25,55 X 0,6048

N asetat =

25 , 55 x 0,604823 , 3

= 0 ,6620N

7) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

24 ml x N asetat = 20,53 X 0,6048

N asetat =

20 ,53 x 0,604824

= 0 ,5174N

8) V asetat x N asetat = V NaOH x N NaOH

23 ml x N asetat = 13,55 x 0,6048

N asetat =

13 , 55 x0,604823

= 0 , 3563N

Penentuan Jumlah Zat yang Teradsorpsi

Jumlah Zat Mula-mula :

9) 1,0 N =

ml asetat1000

x N asetat mula−mula x 60

=

251000

X 0 ,9737 X 60 = 1 , 4606 gr

10) 0,8 N =

ml asetat1000

x N asetat mula−mula x 60

=

251000

X 0 ,7550 X 60 = 1 , 1325 gr

11) 0,6 N =

ml asetat1000

x N asetat mula−mula x 60

=

251000

X 0 ,7047 X 60 = 1, 0571 gr

12) 0,4 N =

ml asetat1000

x N asetat mula−mula x 60

=

251000

X 0 ,3660 X 60 = 0 ,5490 gr

Jumlah zat sisa :

13) 1,0 N =

ml asetat1000

x N asetat sisa x 60

=

23 , 31000

X 0 ,8236 X 60 = 1 ,1514 gr

14) 0,8 N =

ml asetat1000

x N asetat sisa x 60

=

23 , 31000

X 0 ,6620 X 60 = 0 , 9255 gr

15) 0,6 N =

ml asetat1000

x N asetat sisa x 60

=

241000

X 0 ,5174 X 60 = 0 ,7451 gr

16) 0,4 N =

ml asetat1000

x N asetat sisa x 60

=

231000

X 0 ,3563 X 60 = 0 , 4917 gr