laporan resmi praktikum adsorbsi isothermis xa

8/13/2019 Laporan Resmi Praktikum Adsorbsi Isothermis Xa

1/35

L BOR TORIUM

KIMI FISIK

Percobaan : ADSORBSI ISOTHERMIS

Kelompok : X A

Nama :

1. Davi Khoirun Najib NRP. 2313 030 0092. Zandhika Alfi Pratama NRP. 2313 030 0353. Rizuana Nadhifatul M. NRP. 2313 030 0434. Thea Prastiwi Soedarmodjo NRP. 2313 030 095

Tanggal Percobaan : 25 November 2013

Tanggal Penyerahan : 02 Desember 2013

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

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013


2/35

i

ABSTRAK

Percobaan ini bertujuan untuk mengamati peristiwa Adsorbsi Isothermis dari suatularutan pada suhu konstan.

Larutan yang digunakan adalah asam asetat 0,015 N; 0,03 N; 0,06 N; 0,09 N; 0,12 N;0,15 N dengan kecepatan pengadukan sebesar 200 rpm dan lama pengadukan selama 30menit. Metode percobaan Adsorbsi Isotermis ini yaitu dimulai dengan menyiapkan 7

Erlenmeyer dengan tutupnya. Kemudian letakkan 1 gram karbon aktif ke dalam 6 erlenmeyerdan 1 erlenmeyer tanpa karbon aktif. Lalu, membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi0,015 N ; 0,03 N ; 0,06 N ; 0,09 N ; 0,12 N dan 0,15 N dibuat dari larutan 0,15 N. Masukkan100 ml larutan 0,03 N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya,

yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol. Kemudian tutup Erlenmeyer tersebut danmengocoknya secara periodik selama 30 menit yang selanjutnya didiamkan paling sedikit

selama 1 jam agar terjadi kesetimbangan. Setelah itu saring masing-masing larutan memakaikertas saring halus dan membuang 10 ml pertama dari filtrat untuk menghindarkankesalahan akibat adsorb oleh kertas saring. Yang terakhir menitrasi 25 ml larutan filtratdengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP. Lakukan tahap ini sebanyak 2 kaliuntuk setiap larutan. Kemudian hitung volume NaOH rata-rata dari setiap titrasi tersebut.

Dari percobaan Adsorbsi Isothermis ini dapat disimpulkan bahwa faktor-faktor yangmempengaruhi proses Adsorbsi adalah konsentrasi zat terlarut. Dari hasil percobaan kami,dapat diketahui jenis adsorbsi yang terjadi adalah Adsorbsi Isothermis BET. Ditunjukkandari grafik percobaan kami yang menunjukkan semakin besar konsentrasi asam asetat makavolume NaOH yang dititrasi juga semakin besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilaiadsorbsi semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan adsorbat yangdigunakan. Adsorben yang digunakan adalah karbon aktif yang merupakan suatu adsorben

yang sangat baik.

Kata kunci : Adsorbsi isotermis, karbon aktif, BET


3/35

ii

DAFTAR ISI

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

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

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

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 Adsorben dan Adsorbat ............................................................................... II-3

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

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

II.5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi ............................................... II-7

II.6 Karbon Aktif ............................................................................................... II-9

II.7 Titrasi Asam-Basa ....................................................................................... II-9

II.8 Indikator Phenolphtaelin ............................................................................. II-10

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

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

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

III.3 Bahan Percobaan ....................................................................................... III-1

III.4 Prosedur Percobaan .................................................................................... III-1

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 ................................................................................................... v

DAFTAR NOTASI ....................................................................................................... vi

APPENDIKS ................................................................................................................ vii

LAMPIRAN


4/35

iii

DAFTAR GAMBAR

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

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

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

Gambar II.4 Kurva Asam Lemah dan Basa Kuat ......... ......... ......... ......... ......... ........II-10

Gambar II.5 Kurva Asam Kuat dan Basa Lemah .......................................................II-11

Gambar II.6 Kurva Asam Kuat dan Basa Kuat ..........................................................II-11


5/35

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Perbedaan adsorbsi Fisik dan Kimia ................................................... II-2

Tabel IV.1 Hasil Percobaan Volume Titrasi NaOH Terhadap Larutan Asam Asetat

Dengan Penambahan Karbon Aktif ............................................................... IV-1

Tabel IV.2 Hasil Perhitungan N akhir, N Kontrol, dan Faktor Koreksi ............. ......... ..... IV-1

Tabel IV.3 Hasil Perhitungan Larutan Asam Asetat Sebelum dan Sesudah Teradsorbsi

oleh Karbon Aktif ........................................................................................ IV-2


6/35

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dewasa ini, sistem penjernihan dalam menyisihkan kandungan warna maupun organik

memiliki beberapa macam teknik. Sistem pengolahan air limbah industri tekstil yang banyak

ditunjukkan untuk menghilangkan warna dan yang umum digunakan adalah koagulasi

flokulasi. Alternatif pengganti untuk proses koagulasi flokulasi adalah proses adsorbsi

(aldehida, 2012). Adsorbsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada

permukaan baik sebagai akibat daripada ketidakjenuhan gaya pada permukaan tersebut

(Alberty dan Daniels, 1983 ). Dalam proses adsorbsi diperlukan karbon aktif. Proses adsorbsi

oleh karbon aktif terbukti membersihkan hasil yang terbaik dalam menyisihkan kandungan

warna maupun organik, namun biaya menjadi sangat mahal untuk mengganti karbon aktif

yang jenuh (anonim, 2012).

Dalam adsorbsi dikenal istilah adsorbat dan adsorben, dimana adsorbat adalah substansi

yang terjerat atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya sedangkan adsorben adalah

suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon (anonim, 2012 ).

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 adsorbsi telah selesai (anonim, 2012 ).

Adorbsi isotermis dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu pengadukan, karakteristik

adsorben, jenis adsorbat, luas permukaan adsorbat, konsentrasi zat terlarut, dan temperatur.

Contohnya pada konsentrasi larutan rendah. Jumlah bahan yang dijerap sedikit, sedang padakonsentrasi tinggi jumlah bahan yang dijerap semakin banyak. Hal ini disebabkan karena

kemungkinan frekuensi tumbukan antara partikel semakin besar (anonim, 2012 ).

Oleh karena itu, untuk lebih mengetahui tentang adsorbsi isothermis oleh karbon aktif

secara mendalam maka dilakukanlah percobaan ini. Dalam prosesnya menggunakan metode

titrasi untuk mengetahui konsentrasi dari suatu zat, yaitu asam asetat.


7/35

I-2

BAB I Pendahuluan

Laboratorium Kimia FisikaProgram StudiD-3 Teknik Kimia

FTI-ITS

I.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana peristiwa adsorbsi isotermis dari suatu larutan pada suhu konstan?

I.3 Tujuan Percobaan

1. Untuk mengamati peristiwa adsorbsi isothermis dari suatu larutan pada suhu konstan.


8/35

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian Adsorbsi

Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan

baik sebagai akibat daripada ketidakjenuhan gaya pada permukaan tersebut (Alberty

dan Daniels, 1983 ). Adsorbsi isoterm adalah hubungan antara jumlah zat diadsorbsi dan

tekanan kesetimbangan atau konsentrasi kesetimbangan pada temperatur tertentu.

Adsorpsi ini disebabkan oleh gaya tarik molekul-molekul di permukaan adsorben

( sukardjo, 1990 ).

Dalam adsorbsi digunakan istilah adsorbat dan adsorben, dimana adsorbat

adalah substansi yang terjerat atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya

sedangkan adsorben adalah suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa

karbon (anonim, 2012 ).

Berdasarkan sifatnya, Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Adsorpsi Fisik atau Van der Walls

Jenis adsorpsi ini hampir sama dengan proses kondensasi. Daya tarik cairan

terhadap permukaan padatan relatif lemah dan terjadi panas yang menyelimuti

selama terjadi proses adsorpsi yang besarnya sama dengan panas kondensasi yaitu

sebesar 0,5 sampai 5 kkal/gmol (Smith, 1970).

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, misalnyaadsorbsi gas pada charcoal ( sukardjo, 1990 ). Penerapannya antara lain pada

penentuan luas permukaan, analisis kromotografi, pemurnian gas dan pertukaran

ion (anonim, 2012 ).

2. Adsorpsi Kimia atau aktivasi

Tipe penyerapan ini sangat spesifik dan dilingkupi oleh kondisi yang lebih kuat

dari pada penyerapan fisika. Menurut Langmuir molekul-molekul bergerak ke

ujung permukaan oleh adanya valensi gaya dari beberapa jenis seperti yang terdapat


9/35

II-2

BAB II Tinjauan Pustaka


FTI-ITS

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).

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, O 2 pada Ag, H 2 pada Ni ( sukardjo, 1990 ). Adapun

perbedaan diantara keduanya yang dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tabel II.1 Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben olehgaya van der Waals

Molekul terikat pada adsorben olehikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi 4 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 adsorbat Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaanmerupakan fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaanmerupakan karakteristik adsorben danadsorbat

Tidak melibatkan energi aktifasitertentu Melibatkan energi aktifasi tertentu


10/35

II-3



FTI-ITS

II.2 Adsorben dan Adsorbat

Zat yang diserap disebut adsorbat, sedangkan zat yang menyerap adalah

adsorben. Adsorben padat yang baik ialah adsorben yang mempunyai fotosintesis yang

tinggi seperti arang dan silikal gel. Permukaan zat ini sangat luas sehingga terjadi

adsorpsi pada banyak tempat (Sukardjo, 1990 ).

Berbagai adsorben organik dapat juga digunakan, misalnya pada magnesia,

magnesium silikat, kalium hidroksida, silika gel, dan tanah diatom. Diantara adsorben

organik yang sering digunakan adalah arang gula dan karbon aktif (anonim, 2012 ).

II.3 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 yang

mengelilingi 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, dimana

penyerap yang biasanya berbentuk serbuk dibubuhkan, dicampur dan diaduk

dengan air dalam suatu bangunan, sehingga terjadi penolakan antara partikel penyerap dengan fluida.

2. Proses adsorbsi yang dijalankan dalam suatu bejana dengan sistem filtrasi, dimana

bejana 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 ).


11/35

II-4



FTI-ITS

II.4 Persamaan untuk Adsorpsi

Pengukuran isoterm adsorpsi pada umumnya disasarkan atas turunan dari persamaan

1. Isoterm Langmuir

Menurut Langmuir, bila gas diserap pada permukaan zat padat lapisan yang

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

bahwa gas diadsorpi 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 mengadsorpsi

satu 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 sama

3. 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 pertama

sangat berbeda dengan mekanisme adsorpsi yang pada molekul terakhir

teradsorpsi.

Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

Dimana :

A = molekul gas dan

S = permukaan adsorpsi

A + S AS


12/35

II-5



FTI-ITS

Gambar II.1 Grafik Isotermis 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 Freundlich

Hubungan 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

Y = k.


13/35

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 atau massa adsorben.

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 menyerap

pada kapasitas konstan melebihi daerah kesetimbangan

2. Kurva isoterm yang curam, artinya kapasitas adsorpsi meningkat seiring dengan

meningkatnya konsentrasi keseimbangan.

Gambar II.2 Grafik Isotermis Freudlich

Y = x/m = k.


14/35

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 adsorbat 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 adalah : Isoterm

Langmuir biasanya lebih baik apabila diterapkan untuk adsorpsi kimia, sedangkan

isoterm BET lebih baik daripada isoterm Langmuir bila diterapkan pada adsorpsi

fisika.

(anonim, 2012 ).

Gambar II.3 Grafik Isotermis BET

II.5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi

Proses Adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

1. KonsentrasiProses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi

rendah dari campuran yang mengandung bahan lain dengan konsentrasi tinggi.

2. Luas permukaan

Tumbukan efektif antara partikel itu akan meningkat dengan meningkatnya luas

permukaan karena tergantung pada banyanya tumbukan yang terjadi antara

adsorben dan adsorbat.


15/35

II-8



FTI-ITS

3. Suhu

Adsorpsi akan semakin cepat berlangsung pada suhu rendah, namun tidak

berpengaruh sebesar adsorpsi zat cair ketika terjadi pada zat gas.

4. Ukuran partikel

Semakin kecil ukuran partikel yang diadsorpsi semakin cepat prosesnya.

5. pH

pH mempunyai pengaruh dalam proses adsorpsi. Ph optimum dari suatu proses

adsorpsi ditetapkan melalui uji laboratorium.

6. Waktu kontak

Waktu kontak untuk mencapai keadaan setimbang pada proses serapan pada

proses serapan logam oleh adsorben karena berkisar pada jangka waktu yang lama.

(Bernasconi, 1995)

Tidak hanya itu, adapun faktor lain yang turut mempengaruhi suatu adsorbsi.

Seperti halnya Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben. Gejala yang umum

dipakai untuk meramalkan komponen mana yang diadsorpsi lebih kuat adalah

kepolaran adsorben dengan adsorbatnya. Apabila adsorbennya bersifat polar, maka

komponen yang bersifat polar akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen

yang kurang polar (Setiawan et al, 2004).

Porositas adsorben juga mempengaruhi daya adsorpsi dari suatu adsorben.

Adsorben dengan porositas yang besar mempunyai kemampuan menjerat yang lebih

tinggi dibandingkan dengan adsorben yang memilki porositas kecil. Untuk

meningkatkan porositas dapat dilakukan dengan mengaktivasi secara fisika seperti

mengalirkan uap air panas ke dalam pori-pori adsorben, atau mengaktivasi secara

kimia (Setiawan et al, 2004) .

Jumlah zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben merupakan proses berkesetimbangan, sebab laju peristiwa adsorpsi disertai dengan terjadinya desorpsi.

Pada awal reaksi, peristiwa adsorpsi lebih dominan dibandingkan dengan peristiwa

desorpsi, sehingga adsorpsi berlangsung cepat. Pada waktu tertentu peristiwa adsorpsi

cendung berlangsung lambat, dan sebaliknya laju desorpsi cenderung meningkat.

Waktu ketika laju adsorpsi adalah sama dengan laju desorpsi sering disebut sebagai

keadaan berkesetimbangan. Pada keadaan berkesetimbangan tidak teramati perubahan


16/35

II-9



FTI-ITS

secara makroskopis. Waktu tercapainya keadaan setimbang pada proses adsorpsi

adalah berbeda-beda, Hal ini dipengaruhi oleh jenis interaksi yang terjadi antara

adsorben dengan adsorbat. Secara umum waktu tercapainya kesetimbangan adsorpsi

melalui mekanisme fisika (fisisorpsi) lebih cepat dibandingkan dengan melalui

mekanisme kimia (Castellans, 1982).

II.6 Karbon Aktif

Karbon aktif umumnya memilii daya adsorpsi yang rendah daya adsorpsi tersebut

dapat diperbesar dengan mengaktifkab arang dengan menggunakan uap atau bahan

kimia. Aktivasi karbon bertujuan memperbesar luas permukaan arang dengan

membuka pori-pori yang tertutup. Hidrokarbon allppkatt dapat digunakan sebagai

bahan pengaktif karbon yang mempunyai aktivasi baik ( karenen,1987 ).

Pembuatan karbon aktif dilakukan dengan proses kartonasi dan dilanjutkan dengan

proses aktivasi cartona cartona material berkarbon biasanya berasal dari tumbuh-

tumbuhan. Adsorben yang paling baik adalah arang yang dihasilkan oleh kayu, lignin

tempurung kelapa, kulit biji kacang ( Susana, 1993 ).

Berdasarkan bentuknya karbon aktif dibedakan menjadi empat golongan, yaitu :

1. Karbon aktif serbuk

2. Karbon aktif granula

3. Karbon aktif pelet

4. Karbon aktif berlapisi polimer

II.7 Titrasi Asam-Basa

Menentukan konsentrasi suatu larutan dengan konsetrasi dan volume yang 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. Prosedur titrasi.

Suatu indikator digunakan untuk memberitahukan kapan titrasi harus dihentikan.

Biasanya indikator adalah suatu senyawa yang mempunyai satu warna dalam larutan

yang bersifat asam dan mempunyai warna lain dalam larutan yang bersifat basa

(Goldberg,2004) .

Titrasi asam basa dapat memberikan titik akhir yang cukup tajam dan digunakan

sebagai pengamatan dengan indikator bila pH pada titik ekuivalen antara 4-10. Titik


17/35

II-10



FTI-ITS

akhir ditandai dengan semcam perubahan sifat fisis. Titik ekuivalen adalah titik di mana

asam telah beraksi sempurna atau telah ternetralkan oleh basa ( Chang, 2005 ).

II.8 Indikator Phenolphtaelin

Titik ekivalen titrasi yang mana memiliki campuran dua zat pada perbandingan

tepat sama. Dalam hal ini membutuhkan pemilihan indikator yang perubahan warnanya

mendekati titik ekivalen. Indikator yang dipilih bervariasi dari satu titrasi ke titrasi yang

lain.

Asam lemah vs Basa kuat

Diagram berikut menunjukan kurva pH untuk penambahan asam kuat pada

basa kuat, bagian yang diarsir pada gambar tersebut adalah rentang pH untuk jingga

metal dan phenolphtalein.

Gambar II.4 Kurva Asam Lemah vs Basa Kuat

Dapat dilihat bahwa tidak terdapat perubahan indikator pada titik ekivalen.

Akan tetapi, gambar menurun tajam pada titik ekivalen tersebut yang menunjukan

tidak terdapat perbedaan pada volume asam yang ditambahkan apapun indikator

yang anda pilih. Akan tetapi, hal tersebut berguna pada titrasi untuk memilihkemungkinan warna terbaik melalui penggunaan tiap indikator.

Jika anda menggunakan phenolphtalein, anda akan mentitrasi sampai

phenolphtalein berubah menjadi tak berwarna (pada PH 8,8) karena itu adalah titik

terdekat untuk mendapatkan titik ekivalen.

Dilain pihak, dengan menggunakan jingga metil, anda akan menitrasi sampai

dengan bagian pertama kali muncul warna jingga dalam larutan. Jika lalrutan

berubah menjadi merah, anda mendapatkan titik yang lebih jauh dari titik ekivalen.


18/35

II-11



FTI-ITS

Asam kuat vs basa lemah

Gambar II.5 Kurva Asam Kuat dan Basa Lemah

Kali ini adalah sangat jelas bahwa phenolphtalein akan lebih tidak berguna.Akan tetapi jingga metil berubah kuning menjadi jingga sangat mendekati titikekivalen. Anda memiliki pilihan indikator yang berubah warna pada bagian kurvayang curam.

Asam kuat vs basa kuat

Gambar II.6 Kurva Asam Kuat dan Basa Kuat

Kali ini jingga metil sia-sia. Akan tetapi, phenolphtalein berubah warna dengan tepat pada tempat yang anda inginkan.

(anonim, 2012 )


19/35

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

1. Kecepatan pengadukan : 200 rpm

2. Waktu pengadukan : 30 menit

III.2 Bahan Yang Digunakan

1. Larutan NaOH 0,1 N

2. Larutan asam asetat (0,15 N, 0,12 N, 0,09 N, 0,06 N, 0,03 N,0,015 N)

3. Karbon aktif

4. Indikator PP

5. Aquadest

III.3 Alat Yang Digunakan

1. Erlenmeyer

2. Corong kaca

3. Gelas Ukur

4. Labu Ukur

5. Pipet Tetes

6. Kaca Arloji

7. Gelas Bekker

8. Buret, Klem holder, dan Statif

9. Kertas saring

10. Shaker (Alat Pengaduk)

III.4 Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan 7 Erlenmeyer dengan tutupnya. Kemudian letakkan 1 gram karbon aktif ke

dalam 6 erlenmeyer dan 1 erlenmeyer tanpa karbon aktif.

2. Buat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,15N, 0,12N, 0,09N, 0,06N, 0,03N,

0,015N yang dibuat dari larutan 0,15N. Lalu tuangkan pada erlenmeyer dengan volume

masing-masing 100 ml.


20/35

III-2


LABORATORIUM KIMIA FISIKA

PROGRAM D3 TEKNIK KIMA

FTI-ITS

3. Masukkan 100 ml larutan 0,03N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak ada

karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol.

4. Menutup Erlenmeyer dan mengocoknya secara periodik selama 30 menit dan

mendiamkannya paling sedikit selama 1 jam agar terjadi kesetimbangan.

5. Saring masing-masing larutan memakai kertas saring halus dan membuang 10 ml

pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi.

6. Menitrasi 25 ml larutan filtrat dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP.

Lakukan tahap ini sebanyak 2 kali untuk setiap larutan.


21/35

III-3




FTI-ITS

III.5 Diagram Alir Percobaan

Menyiapkan 7 Erlenmeyer dengan tutupnya. Kemudian letakkan 1 gram

karbon aktif ke dalam 6 erlenmeyer dan 1 erlenmeyer tanpa karbon aktif.

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

0,03N, 0,015N yang dibuat dari larutan 0,15N. Lalu tuangkan pada erlenmeyer

dengan volume masing-masing 100 ml.

Masukkan 100 ml larutan 0,03N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak

ada karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol.

Menutup Erlenmeyer dan mengocok secara periodik selama 30 menit dan

mendiamkannya paling sedikit selama 1 jam agar terjadi kesetimbangan.

Saring masing-masing larutan memakai kertas saring halus dan membuang

10 ml pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi.

SELESAI

MULAI

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

indikator PP. Lakukan tahap ini sebanyak 2 kali untuk setiap larutan.


22/35

III-4




FTI-ITS

III.6 Gambar Alat Percobaan

Erlenmeyer Corong kaca

Gelas ukur Labu ukur

Pipet tetes Kaca Arloji


23/35

III-5




FTI-ITS

Gelas Beaker Buret , Klem dan Statif

Kertas saring Shaker


24/35

IV-1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. 1 Hasil Percobaan

Tabel IV.1 Hasil Percobaan Volume Titrasi NaOH Terhadap Larutan Asam Asetat

Dengan Penambahan Karbon Aktif

Bahan Variabel

Volume NaOH Rata-rata

Volume NaOH

(ml)V1 (ml) V2 (ml)

Larutan

Asam Asetat

0,015 6,8 7 6,9

0,03* 7,4 7,6 7,5

0,03 9,6 10,2 9,9

0,06 11,2 11,7 11,45

0,09 22,3 22,6 22,45

0.12 29,8 30,1 29,95

0,15 41,2 41,5 41,35

(*) = tanpa KarbonTabel IV.2 Hasil Perhitungan N akhir, N Kontrol, dan Faktor Koreksi

Bahan VariabelN

NaOH

V Rata-

rata (ml)N akhir N kontrol

Faktor

Koreksi

Larutan

Asam

Asetat

0,015 0,1 6,9 0,0276 0,03 0,92

0,03* 0,1 7,5 0,03 0,03 1

0,03 0,1 9,9 0,0396 0,03 1,32

0,06 0,1 11,45 0,0458 0,03 1,5267

0.09 0,1 22,45 0,0898 0,03 2,9933

0,12 0,1 29,95 0,1198 0,03 3,9933

0,15 0,1 41,35 0,1654 0,03 5,5133

(*) = tanpa Karbon


25/35

IV-2




FTI-ITS

Tabel IV.1.3 Hasil Perhitungan Larutan Asam Asetat Sebelum dan Sesudah

Teradsorbsi oleh Karbon Aktif

(*) = tanpa Karbon

IV.2 Pembahasan

Percobaan ini dilakukan untuk mengamati peristiwa adsorbsi isothermis dari suatu

larutan pada suhu tetap (konstan). Pada percobaan adsorbsi larutan asam asetat diadsorbsi

oleh karbon. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan larutan asam asetat dalam

berbagai konsentrasi, yaitu : 0,015 N, 0,03 N, 0,06 N, 0,09 N, 0,12 N, 0,15 N agar dapat

mengetahui seberapa besar hubungan antara variasi konsentrasi dengan daya adsorbsi. Filtrat

dari larutan tersebut diaduk dengan kecepatan 200 rpm selama 30 menit yang kemudian

didiamkan selama 1 jam yang bertujuan agar terjadi kesetimbangan, sehingga larutan karbon

aktif tersebut menjadi stabil setelah proses pengadukan yang cukup lama. Selanjutnya dititrasi

dengan larutan NaOH 0,1 N. Dan tujuan dari titrasi ini adalah untuk mencari konsentrasi akhirdari asam asetat setelah teradsorbsi dengan karbon aktif. Sesuai dengan tabel yang ada, dapat

terlihat bahwa faktor konsentrasi zat terlarut (asam asetat) dapat mempengaruhi peristiwa

adsorbsi isothermis. Percobaan ini dilakukan untuk menentukan harga rata-rata volume NaOH

dari variabel tersebut. Selain itu dalam percobaan ini juga menghitung N akhir, N kontrol dan

faktor koreksi dari masing-masing variabel.

Bahan VariabelFaktor

KoreksiN Teori

Jumlah mol

Awal Akhir Terabsorbsi

Larutan

Asam

Asetat

0,015 0,92 0,0138 0,375 0,69 -0,315

0,03* 1 0,03 0,75 0,75 0

0,03 1,32 0,0396 0,75 0,99 -0,24

0,06 1,5267 0,0916 1,5 1,145 0,355

0,09 2,9933 0,2694 2,25 2,245 0,005

0,12 3,9933 0,4791 3 2,995 0,005

0,15 5,5133 0,827 3,75 4,315 -0,0565


26/35

IV-3




FTI-ITS

Volume

NaOH

Normalitas CH 3COOH

Grafik IV.2.1 Hubungan Normalitas Asam Asetat dengan Volume Titrasi NaOH

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa volume rata-rata NaOH pada

normalitas 0,015 N sebesar 6,9. Pada 0,03 N (*) volume rata-rata NaOH sebesar 7,5. Pada

0,03 N volume rata-rata NaOH sebesar 9,9. Pada 0,06 N volume rata-rata NaOH sebesar

11,45. Pada 0,09 N volume rata-rata NaOH sebesar 22,45. Pada 0,12 N volume rata-rata

NaOH sebesar 29,95. Pada 0,15 N volume rata-rata NaOH sebesar 41,35. Dari data tersebut

dapat disimpulkan bahwa semakin besar normalitas larutan asam asetat maka semakin besar

pula volume NaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi larutan asam asetat tersebut. Hal ini

sesuai dengan teori dimana nilai adsorbsi semakin meningkat dengan meningkatnya

konsentrasi larutan yang diukur. Dari data tersebut dapat diperoleh rumus perhitungan sebagai

berikut.

N1.V1 = N 2.V2

Keterangan :

N1 = Konsentrasi asetat

V1 = Volume asetat

N1 = Konsentrasi NaOH

V2 = Volume NaOH

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,015 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15

asam


27/35

IV-4




FTI-ITS

Berdasarkan grafik IV.2.1, dapat diambil kesimpulan bahwa grafik tersebut sesuai

grafik adsorbs isothermis BET dibawah ini.

Grafik IV.2.2 Adsorbsi Isothermis BET

Grafik tersebut sesuai dengan percobaan kami dikarenakan hanya menggunakan satu

(homogen) zat yaitu asam asetat yang berbeda normalitasnya. Adsorbsi isothermis BET

mengasumsikan bahwa molekul-molekul adsorbat bisa membentuk lebih dari satu lapisan

adsorbat di permukaannya. Dapat disimpulkan bahwa adsorbsi isothermis ini tergolong

adsorbsi fisik karena molekul terikat pada adsorben oleh gaya Van Der Walls, yaitu adanya

gaya yang mempunyai jarak jauh tetapi bersifat lemah dan energi dilepaskan jika partikel

teradsorbsi secara fisik (mempunyai orde besaran yang sama dengan entalphi kondensasi).

Selain itu adsorbsi fisik hanya terjadi pada suhu dibawah titik didih adsorbat, bersifat

reversible , dan tidak melibatkan energi aktifasi tertentu.Selain volume NaOH yang dititrasi terhadap larutan asam asetat, faktor pengadukan

juga berpengaruh dimana semakin lama waktu adsorbsi (pengadukan dan didiamkan), maka

volume titran yang diperlukan semakin sedikit.


28/35

IV-5




FTI-ITS

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.20.3

0.4

0.015 0.03 0,06 0,09 0,12 0,15

asam asetat

Mol Asam

Asetat

Normalitas CH 3COOH

Grafik IV.2.3 Hubungan Normalitas Asam Asetat dengan mol Asam Asetat yang

Teradsorbsi

Berdasarkan grafik diatas diketahui bahwa jumlah mol asam asetat pada normalitas

0,015 N sebesar -0,315. Pada 0,03 N (*) mol yang teradsorbsi sebesar 0. Pada 0,03 N mol

yang teradsorbsi sebesar -0,24. Pada 0,06 N mol yang teradsorbsi sebesar 0,355. Pada 0,09 N

mol yang teradsorbsi sebesar 0,005. Pada 0,12 N mol yang teradsorbsi sebesar 0,005. Dan

pada 0,15 N mol yang teradsorbsi sebesar -0,0565. Hal ini tidak sesuai dengan rumus mol

teradsorbsi. Karena hal ini dapat disebabkan oleh rusaknya indikator pp yang digunakan pada

saat titrasi. Rumus mol teradsorbsi yaitu, sebagai berikut :

FaktorKoreksi

Normalitas CH 3COOH

Grafik IV.2.4 Hubungan Faktor Koreksi dengan Normalitas

Teradsorbsi = n awal n akhir

0

1

2

3

4

5

6

0,015 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15

Asam asetat


29/35

IV-6




FTI-ITS

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa pada 0,015 N diperoleh faktor koreksi

sebesar 0,92. Pada 0,03 N (*) diperoleh faktor koreksi sebesar 1. Pada 0,03 N diperoleh faktor

koreksi sebesar 1,32. Pada 0,06 N diperoleh faktor koreksi sebesar 1,5267. Pada 0,09 N

diperoleh faktor koreksi sebesar 2,9933. Pada 0,12 N diperoleh faktor koreksi sebesar 3,9933.

Dan pada 0,15 N diperoleh faktor koreksi sebesar 5,5133. Dari data tersebut dapat

disimpulkan bahwa semakin besar normalitas larutan asam asetat semakin besar pula faktor

koreksi yang diperoleh, karena jika dilihat sesuai dengan rumus perhitungan, sebagai berikut.

Faktor Koreksi = N akhir N kontrol

Hal ini dikarenakan normalitas asam asetat berbanding lurus dengan faktor koreksi.

N Teori

Normalitas CH 3COOH Grafik IV.2.4 Hubungan Normalitas dengan N Teori

Berdasarkan grafik diatas, dapat kita lihat bahwa pada 0,015 N diperoleh N Teori

sebesar 0,0138. Pada 0,03 N (*) diperoleh N Teori sebesar 0,03. Pada 0,03 N diperoleh N

Teori sebesar 0,0396. Pada 0,06 N diperoleh N Teori sebesar 0,0916. Pada 0,09 N diperoleh N

Teori sebesar 0,2694. Pada 0,12 N diperoleh N Teori sebesar 0,4791. Dan pada 0,15 N

diperoleh N Teori sebesar 0,8270. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar

konsentrasi larutan asam asetat maka semakin besar pula N Teori yang dihasilkan.

N Teori = Variabel x Faktor Koreksi

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.015 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15

asam asetat


30/35

V-1

BAB V

KESIMPULAN

1. Pada larutan asam asetat jumlah mol yang teradsorbsi pada normalitas 0,015 N sebesar

-0,315. Pada 0,03 N (*) mol yang teradsorbsi sebesar 0. Pada 0,03 N mol yang

teradsorbsi sebesar 0,24. Pada 0,06 N mol yang teradsorbsi sebesar 0,355. Pada 0,09

N mol yang teradsorbsi sebesar 0,005. Pada 0,12 N mol yang teradsorbsi sebesar

0,005. Dan pada 0,15 N mol yang teradsorbsi sebesar -0,0565. Hal ini tidak sesuai

dengan rumus mol teradsorbsi.

2. Semakin besar normalitas larutan asam asetat maka semakin besar pula faktor koreksi

yang diperoleh. Hal ini dapat disimpulkan bahwa normalitas asam asetat berbanding

lurus dengan faktor koreksi.

3. Semakin besar konsentrasi larutan asam asetat, maka semakin besar pula N Teori yang

dihasilkan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa N Teori selalu berbanding lurus

dengan variabel normalitas larutannya.

4. Faktor yang mempengaruhi proses Adsorbsi Isotermis adalah konsentrasi zat terlarut.

Dalam hal ini adalah asam asetat.

5. Adsorbsi isothermis pada percobaan kami termasuk adsorbsi isothermis BET.

Adsorbsi isothermis ini tergolong adsorbsi fisik karena molekul terikat pada adsorben

oleh gaya Van Der Walls, dapat membentuk lapisan multilayer, adsorbs hanya terjadi

pada suhu dibawah titik didih adsorbat, bersifat reversible , dan tidak melibatkan

energi aktifasi tertentu.


31/35

v

DAFTAR PUSTAKA

SMITH M. Chemical Engineering Kinetic International Student Edition, Second

Edition, Mc. Graw Hill Kogakusha Ltd,

BUNJAMIN LUSTMAN AND FRANK KERZE, JR. The Metalurgy of zirconium. First

Edition, Mic Graw Hill Book Company,

Sukardjo. 1997. Kimia Fisika 1. Jakarta: Rineka Cipta

Maron, H. Samuel and Jerome B. Lando. 1944. Fundamentals of Physical Chemistry .

London: Collier Macmillan Publisher


32/35

vii

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

N Normalitas N

n Mol mol

V Volume ml


33/35

APPENDIKS

Perhitungan N akhir

Rumus :

1. N akhir 0,015 =

= 0,0276

2. N akhir 0,03* =

= 0,03

3. N akhir 0,03 =

= 0,0396

4. N akhir 0,06 =

= 0,0458

5. N akhir 0,09 =

= 0,0898

6. N akhir 0,12 =

= 0,1198

7. N akhir 0,15 =

= 0,1654

(*) : tanpa karbon

Perhitungan Faktor Koreksi

Rumus :

1. = 0,92

2. = 1

3. = 1,32

4. = 1,5267

5. = 2,9933

6. = 3,9933

7. = 5,5133

(*) : tanpa karbon

N akhir


34/35

Perhitungan N teori

Rumus :

1. 0,92 = 0,0138

2. 1 = 0,033. x 1,32 = 0,03964. 1,5267 = 0,09165. x 2,9933 = 0,26946. x 3,9933 = 0,47917. x 5,5133 = 0,827

(*) : tanpa karbon

Perhitungan n Awal

Rumus :

1. x 25 = 0,3752. = x 25 = 0,753. = x 25 = 0,754. = x 25 = 1,55. = x 25 = 2,256. = x 25 = 37. = x 25 = 3,75

(*) : tanpa karbon

Perhitungan n Akhir

Rumus :

1. x 25 = 0,692. = x 25 = 0,75

3. = 0,0396 x 25 = 0,994. = 0,0458 x 25 = 1,1455. = 0,0898 x 25 = 2,2456. = 0,1198 x 25 = 2,9957. = 0,1654 x 25 = 4,315

(*) : tanpa karbon

N teori = N awal x Faktor koreksi

n awal = N awal x Volume titrasi

n akhir = N akhir x Volume titrasi


35/35

Perhitungan Teradsorbsi

Rumus :

1.

Teradsorbsi

0,375 - 0,69 = - 0,3152. Teradsorbsi = 0,75 - 0,75 = 03. = 0,75 - 0,99 = - 0,244. = 1,5 - 1,145 = 0,3555. = 2,25 - 2,245 = 0,0056. = 3 - 2,995 = 0,0057. 3,75 - 4,315 = - 0,0565

(*) : tanpa karbon

Teradsorbsi = n awal - n akhir

laporan resmi praktikum adsorbsi isothermis xa

Documents