Isoterm Adsorpsi

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakterisasi Zeolit

4.4 Isoterm Adsorpsi

Pada penelitian ini, untuk menentukan model isoterm adsorpsi yang sesuai dilakukan dengan membuat grafik perbandingan berdasarkan model isoterm Langmuir dan isotherm Freundlich.

Untuk model isoterm Langmuir dibuat kurva 1/Qe terhadap 1/Ce. Untuk model isoterm Freundlich dibuat kurva log Qe terhadap log Ce. Menurut Bulut, dkk (2008), Hubungan Kesetimbangan antara adsorbat yang diadsorpsi oleh adsorben dapat ditunjukkan melalui isoterm adsorpsi.

Gambar 4.3 Grafik Linear Isoterm Langmuir Adsorpsi Mangan Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

Gambar 4.4 Grafik Linear Isoterm Freundlich Adsorpsi Mangan Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

y = 0.0261x + 0.0202

0.1000 0.3000 0.5000 0.7000 0.9000 1.1000 1.3000

1/qe

-0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

Log qe

Log Ce

Freundlich

Kinetika Freundlich

Tabel 4.2 Persamaan dan Nilai Koefisien Korelasi Pemodelan Isoterm Adsorpsi Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

Pada gambar 4.7 dan Tabel 4.2, adsorpsi detergen disajikan dalam kurva pola isoterm adsorpsi Langmuir dengan persamaan garis lurus y = 0.0261x + 0.0202 yang memiliki gradien 1/q_maks K_L

= 1,2921 dengan menghasilkan nilai regresi (R²) sebesar 0.7391. Kapasitas adsorpsi maksimum diperoleh sebesar (q_maks) = 38,31 mg/g dan konstanta kesetimbangan (K_L) sebesar 1,2921 l/mg.

Untuk kurva pola isoterm adsorpsi Freundlich dengan persamaan garis lurus y = 0.3134x + 1.357 yang memiliki gradien 1/n = 3,1908 dan memotong sumbu log qe pada 1,357, sehingga diperoleh nilai kapasitas adsorpsi maksimum yang diperoleh dengan model isoterm Freundlich (k_f) adalah 22,7510 dengan nilai R² = 0.6976. Nilai intensitas adsorpsi menggunakan model isoterm Freundlich diperoleh sebesar 3,1908.

Untuk lebih jelas, parameter model isoterm adsorpsi detergen dan fosfat dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Parameter Isoterm Mangan

Model Parameter Mangan

Model Isoterm Langmuir

Adsorpsi maks (mgN/g) 38,31

Konstanta afinitas Langmuir (l/mg) 1,2921

RL Dimensi kuantitas adsorpsi 0.0714

Model Isoterm Freundlich

Intensitas adsorpsi (mgN/g) 3,1908

Konstanta freundlich (l/mg) 22,7510

Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

Dari Tabel 4.3 diperoleh bahwa kapasitas maksimum untuk adsorpsi mangan yaitu sebesar 38,31 mg/g. Nilai konstanta afinitas Langmuir (kL) untuk adsorpsi mangan yaitu 1,2921 l/mg. Untuk nilai dimensi kuantitas adsorpsi (RL) mangan yaitu 0.0714. Sehingga dapat diindikasi bahwa adsorpsi mangan yang terjadi termasuk baik (favorable). Menurut Igwe dan Abia (2007), nilai RL

diantara 0 hingga 1 merupakan indikasi adsorbsi baik (favorable). Jika nilai RL = 0 merupakan indikasi adsorbsi irreversible, RL = 1 adalah adsorbsi linear dan RL > 1 adalah adsorbsi unfavorable. Ciri penting dari isoterm Langmuir yaitu RL (dimensi kuantitas adsorpsi) dengan rumus:

RL 1/(1+KL Co) ...(4.1) Pada model isoterm adsorpsi Freundlich diperoleh nilai intensitas adsorpsi (¹/n) mangan yaitu 3,1908. Menurut Hesti, dkk. (2018), semakin besar nilai 1/n maka akan semakin kecil afinitas dari adsorben dalam mengadsorpsi adsorbat. Untuk nilai konstanta Freundlich (Kf) pada adsorpsi mangan yaitu 22,7510. Menurut Igwe dan Abia (2007), semakin besar nilai Kf maka semakin besar intensitas adsorpsi.

Dari tabel 4.2 diperoleh nilai R² untuk model isoterm adsorpsi Langmuir untuk adsorpsi mangan yaitu 0.7391. Nilai R² untuk model isoterm adsorpsi Freundlich untuk adsorpsi mangan yaitu 0.6976. Menurut Hesti, dkk. (2018), jika nilai R² semakin mendekati 1 maka dapat dikatakan bahwa terdapat pengaruh yang semakin besar dan keterkaitan antar variabel semakin kuat.Untuk mengetahui metode estimasi yang memberikan hasil yang lebih baik, maka kriteria yang digunakan adalah dengan membandingkan nilai R-Square( R²) yang menunjukkan seberapa besar proporsi variasi variabel dependen yang dijelaskan oleh variabel independen. Menurut Imam Ghozali (2011), nilai yang kecil berarti kemampuan variabel-variabel independen dalam menjelaskan variasi variabel dependen sangat terbatas. Nilai yang mendekati satu berarti variabe variabel independen memberikan hampir semua informasi yang dibutuhkan untuk memprediksi variasi variabel dependen. Apabila nilai koefisiendeterminasi semakin besar, maka semakin besar kemampuan semua variable independen dalam menjelaskan varians dari variabel dependennya.

Ini menunjukkan bahwa proses adsorpsi yang terjadi cenderung mengikuti pola isoterm adsorpsi Freundlich. Menurut Khamaluddin, dkk. (2016) ini berarti adsorpsi yang terjadi bersifat kimia dan terbentuk lapisan tunggal (monolayer).

4.5 FT-IR (Fourier Trasform Infra Red)

Untuk mengetahui gugus fungsi pada zeolite alam teraktivasi dan zeolite alam tanpa aktivasi maka dilakukan analisis FT-IR. Gambar 4.1 (a) zeolite aktivasi dan gambar 4.3 (b) zeolite non aktivasi menunjukkan terjadi perubahan gugus fungsi dan perubahan intensitas transmittan yang dihasilkan. Perubahan gugus fungsi terjadi karena adanya peran aktivator yang dapat melarutkan pengotor sedangkan perubahan intensitas transmittan menandakan semakin tinggi intensitas pada suatu spektrum maka akan mempengaruhi kuantitas gugus fungsi tersebut (Dhony, 2012).

Inframerah dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu pada bilangan gelombang 4000-1250 cm-1 dan 1250-350 cm-1 (Geidel dkk, 2003 yang dikutip dari Tony Suroto). Kelompok pertama mengamati gugus yang bukan merupakan identitas spesifik dari struktur zeolit sedangkan kelompok kedua merupakan identitas spesifik dari struktur zeolit. Hasil pengamatan dengan spektrofotometer inframerah menunjukkan puncak-puncak yang spesifik.

Gambar 4.5 FT-IR Adsorben Non Aktivasi Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

Pada adsorben non aktivasi memiliki puncak 1074,6 cm-¹ adalah serapan yang menunjukkan adanya vibrasi ulur asimetris Si-O atau Al-O pada TO4. Hasil yang hampir sama dengan karakter zeolit alam Malang pada kisaran 1055,0 cm-1 (Tony Suroto, 2004). (Heraldy, 2003) menyatakan angka 1043,3 dan 1052,3 cm-¹ merupakan vibrasi ulur asimetris Si-O-Si atau Al-O-Al pada zeolit alam Ponorogo dan zeolit alam Wonosari. (Han dkk, 1997) melaporkan intensitas serapan pada sekitar 1050 cm-¹ merupakan vibrasi ulur dari Si-O-Si untuk zeolit. (Shigemoto dkk, 1995) mengungkapkan bahwa puncak ini dapat dihubungkan dengan adanya gugus silanol (Si-O-H) dalam kerangka zeolit. Puncak 793,06 cm-¹,merupakan vibrasi tekuk Si-O pada jalinan eksternal (kerangka zeolit). Pada zeolit alam Malang berada pada kisaran 796,5 dan 777,3 cm-¹. Pada zeolit alam Ponorogo pada bilangan 794,6 cm-¹.

Gambar 4.6 FT-IR Adsorben Aktivasi Sumber : Analisis dan Perhitungan,2019

Gambar diatas menunjukkan bahwa adsorben mempunyai puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 2778,35 ; 1636,38 ; 964,10 cm-¹. Pada zeolit terhidrasi. serapan pada 1639,4 cm-¹ merupakan vibrasi tekuk gugus O-H dari molekul H2O yang teradsorb. Hasil yang hampir sama dengan karakter zeolit alam Malang pada kisaran 1637,5 cm-¹ (Tony Suroto, 2004). (Carrado

dkk, 2001) melaporkan bahwa H2O yang terjerap memberikan pita serapan pada daerah 3435 dan 1628 cm-¹.

Pada bilangan gelombang 2778,35 cm-¹ menunjukkan bahwa perlakuan asam menyebabkan hilangnya serapan vibrasi O-H pada struktur zeolit. Serapan ini lebih mencerminkan gugus O-H yang berada di luar kerangka zeolit. (Madejova, 2003) menyatakan bahwa perlakuan asam akan merusak struktur gugus O-H di dalam mineral zeolit. Diperkirakan penurunan ini disebabkan karena lepasnya molekul air di dalam zeolit yang terikat secara fisik. Hilangnya serapan ini membuktikan bahwa padatan zeolit lebih bersih dari pengotor sehingga pori-pori zeolit akan lebih terbuka. Penurunan ini semakin memperkuat dugaan bahwa ada pengurangan intensitas molekul air di dalam zeolit, tetapi tidak sampai menghilangkan semua molekul air di dalam zeolit. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan pori terbuka semakin banyak. Perlakuan asam fosfat menghilangkan pengotor yang berada pada pori zeolit sehingga pori zeolit semakin bersih.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN