POSTLAB KIMIA FISIKA

“ISOTERM ADSORPSI”

OLEH

PUTRI ANDHIKA( 12030234206 ) KIMIA B / 2012

JURUSAN KIMIA

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2015

Soal postlab kimia fisika IV Isoterm Adsorpsi

1. Tuliskan tujuan praktikum yang telah kalian lakukan serta tentukan adsorben,

adsorbat, dan variabel yang terlibat dalam percobaan isoterm adsorpsi?

2. Tuliskan faktor-faktor yang dapat memengaruhi hasil percobaan, jelaskan!

3. Jelaskan perbedaan antara adsorpsi isoterm menurut Freundlich dan

Langmuir?

4. Tuliskan kendala yang dihadapi saat melakukan percobaan dan jelaskan cara

mengatasinya

5. Data apa saja yang diperlukan dalam isoterm adsorpsi? Tuliskan pula langkah

kerja dan diagram alir percobaan isoterm adsorpsi secara lengkap!

6. Bagaimana relevansi antara tujuan percobaan dengan data hasil percobaan?

Jelaskan disertai grafik hasil percobaan yang telah kalian lakukan?

Jawab:

1. Tujuan praktikum: Menentukan isotherm adsorpsi menurut Freundlich pada

proses adsorpsi asam oleh karbon aktif.

a. Adsorben: Karbon aktif seberat 1 gram

b. Adsorbat: Larutan HCl

c. Variabel:

a) Kontrol : Massa karbon aktif, waktu kontak antara adsorben

dan adsorbat, serta volume HCl mula-mula.

b) Manipulasi : Konsentrasi larutan HCl.

c) Respon : Volume NaOH

2. Faktor-faktor yang memengaruhi percobaan:

Jenis adsorben dan jenis adsorbat

o Yaitu sifat dari adsorbat maupun adsorben yang memengaruhi kuat

interaksi adsorbat dengan adsorben. Kepolaran digunakan untuk

meramalkan komponen mana yang akan diadsorpsi. Apabila

adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar

akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang

kurang polar.

Massa adsorben yang ditambahkan

o Hal ini berpengaruh sebab semakin besar massa adsorben akan

semakin banyak pula adsorbat yang ada. Namun ini juga

dipengaruhi oleh titik jenuh dari adsorben itu sendiri. Apabila

sudah sampai pada titik jenuhnya, maka adsorbat tidak dapat lagi

diadsorpsi oleh adsorben.

Luas permukaan

o Semakin besar luas permukaan adsorben, maka akan kecepatan

adsorpsinya akan semakin cepat. Sehingga dalam praktiknya,

seringkali digunakan adsorben dalam bentuk poweder karena lebih

efisien.

Temperatur

o Temperatur memengaruhi laju adsorpsi yang akan meningkat

apabila terperaturnya juga meningkat dan akan menurun apabila

temperaturnya juga menurun. Namun dalam hal ini, perbedaan

yang kecil tidak akan berpengaruh besar dalam proses adsorpsi.

Pengadukan

o Proses adsorpsi dipengaruhi olek difusi film (tahap di mana akan

terjadi jika dilakukan pada kecepatan pengadukan yang rendah)

dan difusi pori (tahap di mana akan terjadi jika dilakukan pada

kecepatan pengadukan yang cepat dan konstan sehingga adsorbat

masuk ke dalam pori adsorben dan proses adsorpsi berjalan cukup

efisien).

Lama pengadukan

o Ini berkaitan pula dengan lama waktu interaksi antara adsorben dan

adsorbat di mana jika waktu yang dibutukan semakin lama, maka

kesempatan untuka dsorben dapat menyerap banyak sekali

pengotor dalam adsorbat, maka sebakin bagus pula yang dihasilkan

dalam proses adsorpsi.

3. Perbedaan

a. Isoterm Adsorpsi Langmuir

Isoterm ini berdasar asumsi bahwa :

a. Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanyadapat mengadsorbsi

satu molekul untuk setiap molekul adsorbennya. Tidak ada interaksi antara

molekul-molekul yang terserap.

b. Semua proses adsorbsi dilakukan dengan mekanisme yang sama.

c. Hanya terbentuk satu lapisan tunggal saat adsorbsi maksimum.

Namun, biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal berikut :

selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan, molekul teradsorbsi tidak inert

dan mekanisme adsorbsi pada molekul pertama asangat berbeda dengan

mekanisme pada molekul terakhir yang teradsorpsi.

Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah

sebagai berikut : A(g) + S ↔ AS, dimana A adalah molekul gas dan s adalah

permukaan adsorpsi.

Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat diturunkan secara teoritis

dengan menganggap terjadinya kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang

diadsorpsi pada permukaan adsorben dengan molekulmolekul zat yang tidak

teradsorpsi. Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat dituliskan sebagai

berikut :

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti pada Gambar 1.

Irving langmuir pada 1916 berasal isoterm adsorbsi sederhana pada

pertimbangan teoritis berdasarkan teori kinetika gas. Ini disebut sebagai adsorpsi

isoterm Langmuir.

b. Isoterm Adsorpsi Freundlich

Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi

dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh

Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai

permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang

berbeda-beda. Persamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak

digunakan saat ini. Persamaannya adalah :

x/m = k C 1/n

di mana:

x = banyaknya zat terlarut yng teradsorpsi (mg)

m = massa adsorben (mg)

C = konsentrasi adsorben yang sama

k,n = konstanta adsorben

sedangkan kurva isoterm adsorpsinya disajikan pada Gambar 2.

Dari persamaan tersebut, jika konsentrasi larutan dalam kesetimbangan

diplot sebagai ordinat dan konsentrasi adsorbat dalam adsorben sebagai absis pada

koordinat logaritmik, akan diperoleh gradien n dan intersept. Dari isoterm ini,

akan diketahui kapasitas adsorben dalam menyerap air. Salah satu kelemahan dari

isoterm Freundlich adalah bahwa ia gagal pada tekanan tiggi gas.

4. Kendala yang dihadapi adalah ketika pengocokan dilakukan setelah

penambahan HCl pada karbon aktif di dalam erlenmeyer. Pengocokan yang

dilakukan adalah dengan waktu yang sama, secara periodik dalam waktu 30

menit, namun kecepatan yang dilakukan berbeda-beda sebab dalam lima

erlenmeyer tidak dikocok secara berbarengan dan sama. Untuk mengatasinya,

pengocokan dilakukan oleh praktikan yang sama sehingga kecepatan yang

terjadi dapat diperkirakan. Kendala yang berikutnya adalah warna dari

adsorbat yang tidak berwarna sehingga ketika dilakukan proses adsorbsi,

tidak dapat dipastikan aakah proses tersebut dapat berjalan dengan baik atau

tidak sehingga dilakukan pengukuran dengan perhitungan.

5. Data-data yang diperlukan:

- Berat adsorben (arang aktif)

- Volume NaOH saat titrasi

- mmol HCl awal, sisa, dan yang bereaksi

- Banyak zat yang teradsorpsi

- Konsentrasi awal dan akhir larutan yang ada di dalam erlenmeyer.

Langkah kerja dan diagram alir percobaan isoterm adsorpsi

6. Dari percobaan yang telah dilakukan, yaitu isoterm adsorpsi dengan tujuan

untuk menentukan isoterm adsorpsi menurut Freundlich pada proses adsorpsi

asam oleh karbon aktif, didapatkan data yang kemudian diplotkan dalam

grafik sebagai berikut:

ResiduFiltrat

- Diambil untuk

konsentrasi 0,5 N 10 mL; 0,25 N 10 mL; 0,125 N 25 mL; 0,0625 N 50 mL; 0,0313 N 50 mL; 0,0156 N 50 mL.

3 tetes indicator PP

- Dititrasi dengan NaOH 0,1 N

V NaoH

1 gram karbon aktif- Dimasukkan dalam 6 erlenmeyer yang berbeda (masing-masing 1 gram)

100 mL Larutan asam dengan konsentrasi 0,5 N; 0,25 N; 0,125 N; 0,0625 N; 0,0313 N; 0,0156 N.

-2.4 -2.2 -2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8

-3-2.5

-2-1.5

-1-0.5

0

f(x) = 0.680501480170825 x − 0.955904893957725R² = 0.799948959628721

Grafik Konsentrasi vs x/m

log CLinear (log C)

log C

log

x/m

:

Grafik tersebut dapat menjelaskan bahwa isoterm adsorpsi yang dilakukan

mengikuti isoterm Freundlich, yaitu dengan adanya persamaan isoterm

adsorpsi Freundlich dituliskan dengan Log (x/m) = log k + 1/n log c

membentuk kurva isoterm adsorpsi dengan aluran log x/m terhadap log C

akan merupakan garis lurus dan grafiknya linier.