MAKALAH KIMIA FISIK II 2011

1. Pengertian Adsorpsi

Adsorpsi (penyerapan) merupakan suatu proses pemisahan dimana komponen dari

suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap (adsorben).

Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia yang

merupakan ikatan kuat antara penyerap dan zat yang diserap sehingga tidak mungkin

terjadi proses yang bolak-balik. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan

adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan

dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media

penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon.

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan/ pengayaan (enrichment) suatu komponen di

daerah antar fasa. Pada peristiwa adsorpsi, komponen akan berada di daerah antar

muka, tetapi tidak masuk ke dalam fasa ruah. Komponen yang terserap disebut

adsorbat (adsorbate), sedangkan daerah tempat terjadinya penyerapan disebut

adsorben (adsorbent/ substrate). Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan

menjadi adsorpsi fisik dan kimia.

1.1. Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi dua yaitu :

1. Physisorption (adsorpsi fisika)

Terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul antara larutan

dan permukaan media lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan larutan,

maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media. Physisorption ini

memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya relatif kecil. Molekul terikat sangat

lemah dan energi yang dilepaskan pada adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol.

Contoh : Adsorpsi oleh karbon aktif. Aktivasi karbon aktif pada temperatur yang

tinggi akan menghasilkan struktur berpori dan luas permukaan adsorpsi yang besar.

Semakin besar luas permukaan, maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat

pada permukaan media adsorpsi.

MAKALAH KIMIA FISIK II 2011

2. Chemisorption (adsorpsi kimia)

Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut

dalam larutan dengan molekul dalam media. Kemisorpsi terjadi diawali dengan adsorpsi

fisik, yaitu partikel-partikel adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya

van der Waals atau melalui ikatan hidrogen. Kemudian diikuti oleh adsorpsi kimia yang

terjadi setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan

dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari

tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat (Atkins 1999).

Contoh : Ion exchange.

Tabel Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada

adsorben oleh gaya van

der Waals

Molekul terikat pada adsorben oleh ikatan

kimia

Mempunyai entalpi reaksi

– 4 sampai – 40 kJ/mol

Mempunyai entalpi reaksi – 40 sampai –

800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan

multilayerMembentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

MAKALAH KIMIA FISIK II 2011

pada suhu di bawah titik

didih adsorbat

Jumlah adsorpsi pada

permukaan merupakan

fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaan

merupakan karakteristik adsorben dan

adsorbat

Tidak melibatkan energi

aktifasi tertentuMelibatkan energi aktifasi tertentu

Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik

Dalam adsorpsi dikenal adsorbat dan adsorben, adsorbat merupakan substansi

yang akan disisihkan sedangkan adsorben yaitu padatan dimana di permukaannya

terjadi pengumpulan substansi yang disisihkan.

1.2. Karakteristik Adsorben

Adsorben yang biasa digunakan berbentuk butiran, batangan, batu dengan

diameter 0,5 sampai 10 mm. Untuk pemakaian yang terus menerus diperlukan

adsorben yang tahan terhadap suhu tinggi, tahan abrasi dan panas. Pada kebanyakan

industri adsorben dibagi menjadi 3 kelas:

Oxygen-containing compounds: biasanya hydrophilic dan bersifat polar, contohnya

yang terkandung dalam silica gel dan zeolites.

Carbon-based compounds: biasanya hydrophobic dan nonpolar, contohnya yang

terkandung dalam activated carbon dan graphite.

Polymer-based compounds: terdiri dari poros porous polymer matrix mengandung

polar atau nonpolar grup fungsi.

Ada beberapa contoh adsorben yang telah banyak digunakan, seperti yang dijelaskan

sebagai berikut:

MAKALAH KIMIA FISIK II 2011

a. Karbon aktif

Karbon aktif merupakan material microcrystalline yang terbuat dari dekomposisi

termal dari kayu, batu bara, dll. Mempunyai luas area 300-1200 m2/g dengan ukuran

diameter rata-rata pori 10-60 Å. Pada umumnya larutan organik dapat di-adsorb dengan

karbon aktif.

b. Silika gel

Adsorbent ini dibuat dari perlakuan asam sodium silikat yang kemudian dikeringkan.

Mempunyai luas area 600-800 m2/g dan diameter rata-rata pori 20-50 Å. Silika gel

biasanya digunakan untuk dhidrasi gas dan liquid dan untuk memfraksinasi

hidrokarbon.

c. Alumina aktif

Alumunium oksida hidrat dipanaskan hingga semua kandungan air hilang. Biasanya

digunakan untuk menghilangkan kandungan air pada gas dan liquid. Mempunyai luas

area 200-500 m2/g dengan diameter rata-rata pori 20-140 Å.

d. Molecular sieve zeolites

Zeolit ini merupakan kristal aluminasilikat berpori yang membentuk molekul-molekul

kristal terbuka yang terdiri dari pori yang seragam. Mempunyai diameter rata-rata pori

30-10 Å. Zeolit digunakan dalam proses pengeringan, pemisahan hidrokarbon,

pengadukan, dll.

e. Polimer sintetik atau resin

Terbuat dari proses polimerisasi dari dimer ataupun monomer, dengan bahan baku

senyawa aromatik seperti styrene dan divinylbenzene. Biasanya digunakan untuk

meng-adsorb senyawa organik nonpolar dari suatu larutan. Sedangkan untuk meng-

adsorb senyawa polar digunakan acrylic esters.

2. Perbedaan Adsorpsi dengan Absorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida, cairan maupun gas,

terikat kepada suatu padatan atau cairan (zat penyerap, adsorben) dan akhirnya

membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terserap, adsorbat) pada

MAKALAH KIMIA FISIK II 2011

permukaannya. Berbeda dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh

fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.

Absorpsi, dalam kimia, adalah suatu fenomena fisik atau kimiawi atau suatu proses

sewaktu atom, molekul, atau ion memasuki suatu fase limbak (bulk) lain yang bisa

berupa gas, cairan, ataupun padatan. Proses ini berbeda dengan adsorpsi karena

pengikatan molekul dilakukan melalui volume dan bukan permukaan.