ISOTERM ADSORPSI FREUNDLICH

Tujuan : Menentukan nilai n, k atau tetapan Freundlich pada proses

adsorpsi arang aktif terhadap asam oksalat

Nama Kelompok : I Wayan Hery Karistiana (1113031034)

Ni Putu Via Arisandi (1113031038)

I Gusti Ayu Pratiwi (1113031043)

I. Dasar Teori

Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap (adsorbsi).

Zat yang diserap disebut adsorbat. Zat padat terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul yang

saling tarik menarik dengan daya tarik Van Der Waals. Kalau ditinjau molekul-molekul di dalam

zat padat, maka gaya tarik menarik antara satu molekul dengan molekul yang lain

disekelilingnya adalah seimbang, karena gaya tarik yang satu akan dinetralkan oleh yang lain

yang letaknya simetri (atau resultantenya = 0) (Suardana, 2002).

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu, makin tinggi konsentrasi adsorbat

makin besar zat yang dapat diserap. Proses adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila

kecepatan desorbsi sama dengan kecepatan adsorbsi. Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru. Desorbsi adalah kebalikan adsorbsi, yaitu

peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari permukaan adsorben. Adsorbsi isotermis adalah

adsorbsi yang terjadi pada temperatur tetap. Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif dapat didasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan Van’t Hoff. A. Bagi suatu

sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi persatuan luas atau

persatuan berat adsorben dengan konsentrasi zat terlarut pada temperatur tertentu disebut dengan

isoterm adsorpsi. Oleh Freundlich isoterm adsorpsi ini dinyatakan dengan rumus:

= kC1/n …………………………………………………………………. 1

Dimana, x merupakan jumlah zat yang teradsorpsi (gram), m adalah jumlah adsorben (gram) dan

C adalah konsentrasi zat terlarut dalam larutan setelah tercapainya kesetimbangan adsorpsi.

Sedangkan k dan n merupakan suatu tetapan. Persamaan 1 di atas dapat diubah menjadi:

………………………………………….………… 2

Dimana, k dan n merupakan suatu tetapan.

Persamaan 2 mengungkapkan bahwa bila suatu proses adsorpsi menurut isoterm

Freundlich, maka aturan terhadap log C merupakan garis lurus. Berdasarkan garis lurus

yang diperoleh pada aluran tersebut, harga n dan k dapat ditentukan.

Persamaan Freundlich berlaku pada proses penyerapan yang berlangsung dalam larutan

encer, isotermal dan biasanya untuk menjelaskan penyerapan di permukaan dengan panas

penyerapan yang heterogen. Nilai 1/n biasanya berkisar antara 0,2 sampai dengan 0,7 dengan

kurva berbentuk parabolik. Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich didasarkan atas terbentuknya

lapisan monolayer dari molekul-molekul adsorbat pada permukaan adsorben. Namun pada

adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben bersifat heterogen.

Terdapat beberapa kemungkinan adsorbsi larutan oleh zat padat, seperti:

1. Adsorbsi positif, yaitu adsorpsi apabila solut relatif lebih besar teradsorbsi daripada

adsorben. Contohnya seperti penyerapan zat warna oleh aluminium atau kromium.

2. Adsorbsi negatif, yaitu adsorpsi apabila solven relatif lebih besar teradsorbsi daripada

solut dalam larutan. Contohnya adsorpsi alkaloid dengan karbon aktif.

Berdasarkan kondisi dikenal dua jenis adsorbsi, yaitu:

1. Adsorbsi fisika (physisorption)

Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur rendah dan prosesnya reversibel jumlah asam

yang hilang karena diadsorp = pengurangan konsentrasi asam dalam larutan.

2. Adsorbsi kimia (chemisorption, activated adsorbsion)

Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur tinggi disertai dengan reaksi kimia yang

irreversibel.

Karbon Aktif

Arang tersusun dari kristal molekulerato karbon yang berbentuk heksagonal berlapis.

Antar atom karbon yang satu dengan yang karbon yang lain terikat dengan ikatan kovalen,

sedangkan antara lapisan heksagonal yang satu dengan yang lapisan heksagonal yang lain

dihubungkan oleh gaya Van der Waals. Atom-atom karbon pada arang mengalami hibridisasi

sp2. Orientasi sp2 adalah trigonal datar, maka bagian dari kristal yang terikat secara kovalen

membentuk lapisan atau lembaran. Diantara lembaran atau lapisan inilah gas atau zat lain dapat

diserap. Ikatan yang lemah antar lapisan menyebabkan arang mempunyai sifat yang rapuh

sehingga mudah dibuat bubuk dengan ukuran partikel yang halus (Anonim,2009).

Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang

memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon

atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material

yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2 (didapat dari pengukuran adsorpsi gas

nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja,

namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif

itu sendiri (Anonim, 2009).

Gambar 1. Arang Aktif

Daya absorpsi arang sangat ditentukan oleh porositas dan luas permukaan arang. Semakin

luas ukuran partikel arang semakin besar daya adsorpsi arang tersebut. Aktivitas arang bertujuan

untuk memperluas luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga

biasanya diisi oleh ter, hidrokarbon, abu, air serta persenyawaan yang mengandung nitrogen dan

sulfur. Aktivitas arang dapat dilakukan secara fisika dengan mengalirkan uap air panas atau

secara kimia dengan menggunakan bahan kimia.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat Jumlah Bahan KeteranganCawan porselin 1 buah

Larutan asam oksalat0,3 N; 0,2 N; 0,1 N; 0,05 N; 0,01 N; dan 0,005 N

Labu Erlenmeyer bertutup

6 buah

Pipet volume 10 mL 1 buahPipet tetes 1 buah Arang aktif 15 gramCorong 1 buah Larutan standar NaOH 0,1 NBuret 50 mL 1 buah Indikator fenolptalein 5 mL Kaca arloji 1 buah Kertas saring SecukupnyaSpatula 1 buah

III. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN

No Prosedur Kerja Hasil Pengamatan

1 Memasukkan ke dalam enam buah labu erlenmeyer tertutup masing-masing 5 gram arang aktif.

2 Menyediakan larutan asam oksalat sebanyak 100 mL dengan konsentrasi masing-masing 0,3 M; 0,2 M; 0,1 M; 0,05 M; 0,01 M; dan 0,005 M.

3 Memasukkan masing-masing larutan asam oksala ke dalam labu erlenmeyer yang telah diisi arang aktif.

Menutup labu erlenmeyer dan dibiarkan selama 3 jam sambil diaduk secara perlahan-lahan sehingga tercapai kesetimbangan.

Membiarkan campuran sampai 7 hari Mencatat temperatur selama percobaan

dan menjaga agar tidak terjadi perubahan temperatur yang terlalu besar. Jika diperlukan, maka digunakan penangas air.

4 Menyaring larutan dengan menggunakan kertas saring yang kering.

6 Membuat larutan NaOH 0,1 N untuk digunakan mentitrasi filtrat.

Sebelum digunakan, larutan NaOH yang telah dibuat distandarisasi terlebih dahulu dengan larutan asam oksalat, dimana masing-masing 5 mL larutan H2C2O4 ditambahkan 3 tetes indikator PP kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1 N sampai ditunjukkan perubahan warna menjadi merah muda. Volume NaOH yang digunakan selanjutnya dicatat.

7 Filtrat dititrasi dengan menggunakan larutan NaOH 0,1 N dan ditambahkan 3

tetes indikator PP.

Lembar Pengamatan

KonsentrasiH2C2O4

Volum total filtrat

(H2C2O4

akhir)

Volume H2C2O4

(Titrat)

Konsentrasi NaOH

(Titran)

Volume NaOH (Titran)

yang dihabiskan

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Titrasi I =Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III =

Titrasi I = Titrasi II = Titrasi III = Rata-rata =

Dosen Pengampu

( )

Lembar Pengamatan

Konsentrasi

H2C2O4

Awal

Volume

Total

Filtrat

yang

diperoleh

Volume

Filtrat

(H2C2O4

sisa) yang

dititrasi

Konsentrasi

Titran

(NaOH)

Volume Titran (NaOH) yang

dihabiskan pada saat Titrasi

I II III

0,30 N 0,10 N

0,20 N 0,10 N

0,10 N 0,10 N

0,05 N 0,10 N

0,01 N 0,10 N

0,005 N 0,10 N

Dosen Pengampu

( )