1.METODE LANGMUIRMeskipun terminology adsorbs pertama kali diperkenalkan oleh Kayser (1853-1940), penemu teori adsorbs adalah Irving Langmuir (1881-1957). Nobel laureate in Chemistry (1932). Isotherm adsorpsi Langmuir didasarkan atas beberapa asumsi, yaitu :a.Adsorpsi hanya terjadi pada lapisan tunggal (monolayer)b.Panas adsorpsi tidak tergantung pada penutupan permukaanc.Semua situs dan pemukaannyaPersamaan isotherm adsorpsi Langmuir dapat diturunkan secara teoritis dengan menganggap terjadinya kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben dengan molekul-molekul zat yang teradsorpsi. Persamaan isothermLangmuir dapat dituliskan sebagai berikut :C merupakan konsentrasi adsorbat dalam larutan, x/m adalah konsentrasi adsorbat yang terjerap pergram adsorben, k adalah konstanta yang berhubungan dengan afinitas adsorpsi dan (x/m) max adalah kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben. Kurva isotherm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti gambar

Pendekatan Langmuir meliputi lima asumsi yaitu :a.Gas yang teradsorpsi berkelakuan ideal dalam fasa uapb.Gas yang teradsorpsi dibatasi sampai lapisan monolayerc.Permukaan adsorbat homogeny, artinya afinitas setiap kedudukan ikatan untuk molekul gas sama.d.Tidak ada interaksi lateral antar molekul adsorbate.Molekul gas yang teradsorpsi terlokalisasi artinya mereka tidak bergerak pada permukaan.

2.METODE BET (BRUNAEUR-EMMET-TELLER)BET merupakan singkatan dari nama-nama ilmuwan yang menemukan teori luas permukaan pada suatu material. Mereka adalah Brunaeur, Emmet dan Teller. BET digunakan untuk karakterisasi permukaan suatu material yang meliputisurface area(SA, m2/g), diameter pori (D) dan volume pori (Vpr, cc/g). Teori BET menjelaskan bahwa adsorbsi terjadi di atas lapisan adsorbat monolayer. Sehingga, isotherm adsorbs BET dapat diaplikasikan untuk adsorbs multilayer.Keseluruhan proses adsorpsi dapat digambarkan sebagai berikut :a.Penempatan molekul pada permukaan padatan (adsorben) membentuk lapisan monolayer.b.Penempatan molekul pada lapisan monolayer membentuk lapisan multilayer.Pada pendekatan ini, perbandingan kekuatan ikatan pada permukaan adsorben dan pada lapisan adsorbat monolayer didefinisikan sebagai konstanta c. Lapisan adsorbat akan terbentuk sampai tekanan uapnya mendekati tekanan uap dari gas yang teradsorbsi. Pada tahap ini, permukaan dapat dikatakan basah (wet). Bila V menyatakan volume gas teradsorbsi, Vm menyatakan volume gas yang diperlukan untuk membentuk lapisan monolayer, dan x adalah P/P*, maka isotherm adsorbs BET dapat dinyatakan sebagai:=Kesetimbangan antara fasa gas dan senyawa yang teradsorbsi dapat dibandingkan dengan kesetimbangan antara fasa gas dan cairan dari suatu senyawa. Dengan menggunakan analogi persamaan Clausius Clapeyron, maka :

Dimana Hadsadalah entalpi adsorbs. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa tekanan kesetimbangan dari gas teradsorpsi bergantung pada permukaan dan entalpi adsorpsi.Metode ini menganggap bahwa molekul padatan yang paling atas berada pada kesetimbangan dinamis. Ini berarti jika permukaan hanya dilapisi oleh satu molekul saja, maka molekul-molekul gas ini berada dalam kesetimbangan dalam fase uap padatan. Jika terdapat dua atau lebih lapisan, maka lapisan teratas berada pada kesetimbangan dalam fase uap padatan. Bentuk isotherm tergantung pada macam zat adsorbat, sifat adsorben dan struktur pori. Gejala yang diamati pada adsorpsi isotherm berupa adsorpsi lapisan molekul tunggal, adsorpsi lapisan molekul ganda dan kondensasi dalam kapiler. Persamaan BET dapat ditulis sebagai berikut :

Persamaan BET (2) akan merupakan garis lurus apabila dibuat grafik 1/[W(P/P0-1)] versus P/P0. Prosedur standar multipoint BET minimal diperlukan tiga titik kisaran tekanan relative yang tepat. Berat gas nitrogen yang membetuk lapisan tipis (monolayer) Wm dapat ditentukan dari slope (s) dan intersep (i) pada grafik BET dan dari persamaan (2) didapatkan :Slope (s) =.(3)Intersep (i) =(4)Berat gas nitrogen yang membentuk lapisan tipis (Wm) didapatkan dari menggabungkan persamaan (3) dan (4) sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :Wm =(5)Selanjutnya pada aplikasi metode BET adalah menghitung luas muka. Untuk itu perlu diketahui luas muka cross section dari molekul gas nitrogen (adsorben), luas muka total (St) dari cuplikan adalah :St=.(6)Dimana N= bilangan Avogadro (6,023 1023molekul/mol)M= Berat molekul dari gas nitrogenWm= Berat gas nitrogen (gram)Acs= Cross sectional area for nitrogen (10,2 amstrong)Luas permukaan spesifik (s) dapat dihitung dari luas muka total (st) dibagi dengan berat culikan (bc) sehingga didapat persamaan sebagai berikut :S=..(7)Dimana St= Luas muka total, m2/gS= luas muka spesifik , m2/gBc= berat cuplikan, gram

3.METODE BARRET-JOYNER-HALLENDA (BJH)Berdasarkan metode BJH (Barret- Joyner- Hallenda) perhitungan ukuran pori dilakukan dengan asumsi bahwa geometri pori berbentuk silindris sehingga bentuk persamaan Kelvin untuk gas N2 sebagai adsorbat dengan titik didih normal 77K seperti persamaan (v).rk=4,15/log (Po/P) ...............................................................................(v)Jari-jari kelvin (rk) adalah jari-jari pori-pori ketika terjadi pada tekanan relatifPo/P. Karena sebelumkondensasi peristiwa adsorpsi telah terjadi diatas dinding poridenganketebalantsehingga rktidak menggambarkan jari-jari pori yang sebenarnya.Metode yang lebih sesuai untuk menyatakan t telah diajukan oleh Halsey, dalambentuk persamaan (vi).t(A)=3,35[5/2,303log(Po/P)]...........................................................(vi)Dengandemikianuntukmenghitungdistribusiukuranporidiberikanpadapersamaan (VII).rp= rk+t.......................................................................................................(vii)Untuk memperoleh volume pori komulatif (Vp) dihitung dari volume gas N2yang teradsorb (Vgas ) seperti pada persamaan (viii) dan (ix) kemudian untukmenghitungluas permukaanpori digunakan persamaan (x) (Lowelland Shield,1984 : 62-67).Vliq= Vgas / 22,4.103x34,6 = Vgas (1,54x10-3)cm3..................(viii)Vp = (rp/rk)2[Vliq- (t S)(10-4)]cm3..................................................(ix)S=2Vp/rpx 104(m2).............................................................................................(x)

4.METODE t-PLOT DAN ALPHA PLOTa.Metode T-PlotPada perlakuan isotherm perubahan tekanan yang lebih besar pada saat awal kemungkinan menyebabkansuatu padatan memiliki luas permukaan yang tinggi.Perubahan tertinggi pada awal ditemukan pada material dengan sedikit pori yangberukuran meso dan sebagian besar luas permukaannya sangat kecil (mikro) pori. Untuk mengetahui beberapa sifat dari suatu material maka digunakan metode yangdikenal dengan metode T-Plot. T plot dikenalkan oleh de Boer, yang bertujuan untuk mengukur luas permukaan dari metode prior Braunaur, Emmet dan Teller kira-kira tahun 1929berkembang penggunaannya kira-kira 1965. Versi yang terakhir sama dengan yang ada hingga sekarang dan beberapa material berserta turunannya ditemukan sebelum1991.Sayangnya analisis ini memerlukan data isotherm yang diperoleh untuk menghitung luas permukaan mesopori dan mikropori. Hal ini dapat terlihat pada material dengan perbandingan besarnya luas permukaan mikropori, ditunjukkan dengan besarnya perubahan tekanan pada saat awal (volume pada saat awal naik secara mendadak), atau jugasecara relatif dengan terjadi perubahan plot isotherm yang mendatar pada saat awal dari setiap kenaikan tekanan relatif pada setiap unitnya, yakni pada akhir percobaan isotherm besarnya luas permukaan mesopori ditunjukkan dengan adanya perubahan tekanan yang besar (volume naiksecara mendadak) pada akhir isotherm. Persamaan T-plot digunakan untuk memperkirakan ukuran mesopori dan mikropori dengan menghitung luas permukaan total dari suatu material, yakni sebuah pori terisi oleh adsorban yang menyababkan suatu kondisi menurun sehingga memperbesar permukaan. Energy yang diperlukan untuk memperbesar sebuah bulatan secara mendadak dan perubahan kadar molar yang sangat kecil diperoleh dengan persamaan :

Dimana t adalah thickness (ketebalan) dari sebuah lapisan teradsorb. Sehingga,jari-jari pori dapat ditentukan dengan adanya pengisian gas nitrogen yang terserap,volume adsorbet dapat terukur secra cepat yakni perubahan tekanan relatif pada isotherm BET.Persamaaninilebihsederhanadalampenggunaannyadaripadapersamaan Kelvin, dan dapat diperoleh sebuah harga r untuk mengoreksi persamaan t.Lebihjelasnya,pori pori yang paling kecil dapat terukur tergantungpadabelahan molekul yang menyerap. Plot dari volume teradsorbed total (Vi) (diambildari data BET) versus harga t (dalam satuan amstrong unit) pada masing-masingdaerah tekanan relatif akan memberikan keterangan.

DAFTAR PUSTAKA

Ishizaki,K.,Komarneni,S.,Nanko,M.,1998,Porous Material : process Technology and Aplication. Kluwer Academic Publishers : NedherlandsPrawira,Muhammaadin Hary.2008.TugasAkhir;Penurunan Kadar Minyakpada LimbahBengkeldengan Menggunakan ReaktorPemisah Minyakdan Karbon AktifsertaZeolitsebagaiMedia Adsorben.Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan.Universitas Islam Indonesia:YogyakartaSchmidt, Arthur P dan Bores, Richard J.2003. Advanced Mechanics of Materials.USA: Jhon Wiley & SonShea,KJ.,danLoy,D.A,2001,Bridged Polysilsesquioxanes.Molecular- EngneeredHybrid Organic-Inorganic Materials, Chem.Mater., 13, 33063319