Adsorpsi Larutan oleh Zat Padat

ABSTRAK: Pada praktikum kali ini praktikan melakukan percobaan Adsorpsi Larutan oleh Zat Padat untuk menentukan luas permukaan spesifik secara sederhana berdasarkan bilangan iodin, mempelajari sifat adsorpsi larutan oleh zat padat dan menentukan persamaan adsorpsi pada suhu tetap. Menentukan luas permukan spesifik karbon dengan cara menentukan bilangan iodin, praktikan menitrasi larutan yang berisi karbon aktif, HCl, dan larutan iodin dengan larutan natrium tiosulfat. Dengan menggunakan volume peniter hasil titrasi dapat menentukan bilangan iodinnya. Karbon aktif menyerap iodin ke permukaannya membentuk lapisan monolayer sehingga dapat menentukan luas permukaan spesifik karbon aktif. Penentuan daya adsorpsi  dengan cara menentukan banyak asam asetat yang diadsorpsi dengan persamaan Freundlich dan Langmuir dengan cara menitrasi larutan yang berisi asam asetat dan karbon aktif dengan larutan NaOH 0,25M. Berdasarkan percobaan angka iodin sebesar 5,92. Diperoleh persamaan freundlich y= 0.280x - 0.831 dan persamaan langmuir y=-0,3922x + 0,0069. Semakin besar konsentrasi larutan semakin kecil daya adsorpsinya .

Kata kunci: Bilangan iodin, Persamaan Langmuir, Persamaan Freundlich, luas permukaan spesifik karbon,  Adsorpsi, Daya Adsorpsi

I. PENDAHULUAN

Karbon aktif adalah bentuk umum dari berbagai macam produk yang mengandung karbon yang telah diaktifkan untuk meningkatkan luas permukannya. Karbon aktif berbentuk kristal mikro karbon grafit yang pori-porinya telah mengalami pengembangan kemampuan untuk mengadsorpsi gas dan uap dari campuran gas dan zat-zat yang tidak larut atau yang terdispersi dalam cairan [1]. Luas permukaan, dimensi, dan distribusi karbon aktif bergantung pada bahan baku, pengarangan, dan proses aktivasi. Berdasarkan ukuran porinya, ukuran pori karbon aktif diklasifikasikan menjadi 3, yaitu mikropori (diameter <2 nm), mesopori (diameter 2-50 nm), dan makropori (diameter >50 nm) [2]. Penggunaan karbon aktif di Indonesia mulai berkembang dengan pesat, yang dimulai dari pemanfaatannya sebagai adsorben untuk pemurnian pulp, air, minyak, gas, dan katalis.

Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan zat tersebut. Proses adsorpsi dalam larutan, jumlah zat teradsorpsi tergantung pada beberapa faktor, seperti jenis adsorben, jenis adsrobat, luas permukaan adsorben, konsentrasi zat terlarut, dan temperatur. Bagi suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorbsi persatuan luas atau persatuan berat adsorben dengan konsentrasi yang teradsorbsi pada temperatur tertentu disebut dengan isoterm adsorpsi ini dinyatakan sebagai:

x/m = k.Cⁿ

dimana x adalah jumlah zat teradsorpsi (gram), m adalah jumlah adsorben (gram), C adalah konsentrasi zar terlarut dalam larutan setelah tercapai kesetimbangan adsobsi, k dan n adalah tetapan, maka persamaannya menjadi:

log x/m = log k + n log c

Persamaan tersebut mengungkapkan bahwa apabila suatu proses adsorbs menuruti Isoterm Freundich, maka aturan log x/m terhadap log C akan merupakan garis lurus. Dari garis dapat dievaluasi tetapan l dan n [3].

II. METODOLOGI

2.1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah 1 set shaker, 2 buah buret 50 ml, erlenmeyer 250 ml dan kertas saring. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu karbon aktif, larutan HCl 5%, larutan iodin 0,05M, larutan natrium tiosulfat, larutan amilum, larutan asam asetat, larutan standar NaOH 0,25M dan indikator phenolphtalein (PP).

2.2. Prosedur

2.2.1 Penentuan Bilangan Iodin

            Menimbang karbon aktif sebanyak 0,1 gram. Kemudian memasukkannnya ke dalam erlenmeyer 250 ml dan menambahkan larutan HCl 5% sebanyak 5 ml. Lalu menutup mulut tabung erlenmeyer dengan alumunium foil. Mengaduk larutan dengan alat shaker selama 1 menit. Setelah diaduk, menambahkan larutan iodin 0,05 M sebanyak 50 ml dan menutup kembali tabung erlenmeyer dengan alumunium foil. Mengocok kembali larutan selama 1 menit menggunakan alat shaker. Lalu menyarng larutan tersebut dengan menggunakan kertas saring dan corong gelas. Mengambil 5 ml filtrat yang dihasilkan dan memasukkannya ke dalam erlenmeyer, kemudian menambahkan aquades hingga volume larutan menjadi 100 ml. Menitrasi filtrat tersebut dengan larutan natrium tiosulfat hingga terjadi perubahan warna dari jingga menjadi kuning cerah. Lalu menambahkan larutan amilum secukupnya sebagi indikator. Kemudian melanjutkan titrasi dengan natrium tiosulfat hingga larutan menjadi tidak berwarna. Selanjutnya mencatat volume larutan penitran.

2.2.2 Penentuan Daya Adsorpsi

            Menyiapkan larutan asam asetat dnegan cara mengencerkan larutan asam asetat menjadi larutan dengan konsentrasi 1 M; 0,8 M; 0,6 M; 0,4 M; 0,2 M dan 0,1 M. Lalu mengambil 5 ml larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,6 M – 1 M, sedangkan mengambil 10 ml untuk larutan asam asetat 0,1 M – 0,4 M. Kemudian memasukkan masing-masing larutan ke dalam erlenmeyer 250 ml. Lalu menambahkan setetes indikator PP ke dalam masing-masing larutan. Menitrasi semua larutan menggunakan NaOH 0,25 M. Lalu mencatat volume larutan titrasi sebagai konsentrasi asam asetat mula-mula. Selanjutnya mengambil setiap larutan asam asetat sebanyak 25 ml dan memasukkannya ke dalam erlenmeyer 250 ml. Lalu menambahkan 1 gram karbon aktif pada masing-masing larutan. Menutup erlenmeyer dengan alumunium foil dan mengocok larutan dengan shaker selama 30 menit. Lalu menyaring larutan dengan menggunakan kertas saring dan corong gelas. Mengambil filtratnya sebanyak 5 ml untuk konsentrasi asam asetat 0,6 M – 1 M dan 10 ml untuk konsentrasi asam asetat 0,1 M – 0,4 M. Menitrasi masing-masing larutan dengan NaOH 0,25 M dengan indikator PP. Mencatat volume hasil titrasi sebagai volume konsentrasi asam asetat sisa. Selanjutnya menghitung asam asetat yang diadsorpsi.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah melakukan praktikum kali ini didapat data sebagai berikut :

            Angka Iodine (I_n) diperoleh dari massa iodine awal dikurangi dengan massa iodine sisa kemudian hasilnya di bagi dengan massa karbon. Dari penentuan bilangan iodine, Angka Iodine (I_n) yang diperoleh sebesar 5.92. Angka Iodine (I_n) merupakan jumlah miligram iodine yang diserap oleh 1 gram karbon aktif dari larutannya dalam air saat konsentrasi filtrat sisa mencapai 0.02 M, sehingga berdasarkan data yang diperoleh dapat dikatakan bahwa sebanyak 5.92 miligram iodine yang serap oleh 1 gram karbon aktif dari larutannya dalam air. 

             Data hasil percobaan diatas menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi larutan asam asetat maka semakin banyak jumlah molekul asam asetat (zat terlarut) dalam larutan yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif. Grafik persamaan freundlich menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi semakin besar pula nilai (x/m), konstanta adsorpsi (n) sebesar 3,57 serta konstanta adsorpsi (k) sebesar 0,85. Grafik persamaan Langmuir menunjukkan bahwa kurva konsentrasi terhadap mengalami penurunan  yang berarti daya adsoprsinya semakin menurun seiring bertambahnya konsentrasi akhir. Harga 1/a sebesar 0,0069 dan b/a sebesar -0,3922 sehingga daya adsorpsi pada nilai a sebesar 144,93 dan b sebesar -56,84.

IV. KESIMPULAN

Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa luas permukaan spesifik berdasarkan bilangan iodin sebesar 5,92 . Sedangkan persamaan freundlich y= 0.280x - 0.831 dan persamaan langmuir y=-0,3922x + 0,0069. Berdasarkan persamaan freundlich diperoleh konstanta adsorpsi (k) pada suhu tetap adalah 0,85 dan konstanta n pada suhu tetap adalah 3,57. Berdasarkan persamaan langmuir didapatkan bahwa semakin besar konsentrasi larutan maka semakin kecil daya adsorpsi larutannya.

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Kustanto. 2000. Karbon Aktif dalam Kehidupan Sehari-hari. Jogjakarta: Universitas Gadjah Mada

[2] Murdiyanto. 2005. Senyawa Karbon. Malang: Universitas Brawijaya

[3] Fessenden,RJ dan Fessenden,JS.1992. kimia Organik. Jilid 2. Erlangga. Jakarta.