Laporan Praktikum Kimia Adsorbsi Larutan

(1)

Laporan Praktikum Kimia

1

Adsorbsi Larutan oleh Zat Padat

Yuliatin*, Nadhira Izzatur Silmi, Pretty Septiana, Vera Nurchabibah, Kitiyah Yuni Fatmawardi, Teguh Andi Aditya Maryadi, Ilham Al Bustomi

Kelompok X, Kelas AB, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 65145, Indonesia

ABSTRAK: _{Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu} terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap kedalam. Peristiwa adsorpsi dipengaruhi oleh luas permukaan, sifat fisik dan sifat kimia adsorben. Percobaan ini dilakukan untuk menentukan luas permukaan spesifik secara sederhana berdasarkan bilangan iodin, mempelajari sifat adsorpsi larutan oleh zat padat dan menentukan persamaan adsorpsi pada suhu tetap.

Penentuan iodin dilakukan dengan menentukan luas permukaan dari karbon yang didapatkan dari angka iodin berdasarkan dari hasil titrasi. Daya adsorpsi didapatkan dari hubungan antara jumlah asam asetat yang terabsopsi terhadap konsentrasi sisa. Hal ini diketahui dari hasil titrasi.

ABSTRACT : Adsorption is a process of absorption by certain solids to certain substances that occur on solid surfaces because of their attractive force of atoms or molecules on solid surfaces without seep into. Events adsorption is influenced by the surface area, the nature of the physical and chemical properties of the adsorbent. This experiment was conducted to determine the specific surface area is simply based on iodine, studying the adsorption properties by solid solution and determine the equation of adsorption at a constant temperature.

Iodine determination is done by determining the surface area of the carbon

obtained from iodine number is based on the results of the titration. Adsorption capacity is obtained from the relationship between the amount of acetic acid adsorbed to the residual concentration. It is known from the results of titrations.

I. PENDAHULUAN

Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap kedalam. Bila gas atau uap bersentuhan dengan permukaan padatan yang bersih, maka gas atau uap tadi akan teradsorpsi pada permukaan padatan tersebut. Permukaan padatan disebut sebagai adsorben, sedangkan gas atau uap disebut sebagai adsorbat [1].

(2)

2

Adsorpsi biasanya digambarkan melalui isoterm , yaitu, fungsi yang menghubungkan jumlah adsorbat pada adsorben . Distribusi logam ion antara fase cair dan fase padat dapat dijelaskan oleh beberapa model isoterm seperti Langmuir dan Freundlich . Langmuir isoterm mengasumsikan adsorpsi monolayer ke permukaan yang mengandung jumlah terbatas.Situasi 𝑛 > 1 adalah yang paling umum dan mungkin karena distribusi pada permukaan atau faktor yang menyebabkan penurunan interaksi adsorben-absorbat dengan meningkatkan densitas permukaan [3].

Pengaruh konsentrasi suatu zat yang dapat diabsorbsi oleh absorben dinyatakan oleh [4] :

a. Persamaan Freundlich

Untuk menghitung daya absorbsi pada suhu tertentu digunakan persamaaan v= k Pa (1.1)

dimana k dan a adalah konstanta dengan (1< a < 0). Persamaan 1.1 dapat dinyatakan log v = log k + a log P

Persamaan Freundlich tidak valid pada tekanan yang sangat tinggi tetapi sangat akurat pada tekanan yang medium. Persamaan Freundlich di sering gunakan pada absorbsi larutan dari zat cair maupun zat padat. Dalam persamaan tersebut P adalah konsentrasi dari zat sehingga dapat diganti C. Sedangkan v sendiri merupakam massa zat yang diapsorbsi (x) dibagi massa absorben (m). Sedangkan a sendiri adalah 1/n. Sehingga didapatkan persamaan [4]:

log ) = log k + log C

intersep dan slope didapatkan dari memplotkan log v dengan log P .sehingga nilai k dan n dapat dihitung.

b. Persamaan Langmuir

Pada isoterm ini secara teoritis menganggap bahwa hanya sebuah monolayer gas yang teradsorbsi, selain itu adsorpsi molekul zat terlarut terlokalisasi, yaitu sekali adsorpsi, molekul-molekul ini tidak dapat bergerak disekeliling permukaaan padatan. Selain pernyataan di atas isoterm ini juga mengasumsikan bahwa panas adsorbsi, Δ𝐻𝐻 adsorpsi, tidak bergantung pada luas permukaan yang ditutupi gas [1].

=

+ C Dimana :

C = konsentrasi zat terlarut pada saat kesetimbangan q = masa zat terlarut diadsorpsi per masa adsorben

𝐾= Konstanta adsorpsi yang didapat dari percobaan (intersept) qo = daya adsorpsi maksimum

Luas permukaan zat padat dapat diperkirakan dengan menggunakan satandart tertentu tergantung sejauhmana proses adsorbsi berlangsung. Makna angka standart tertentu adalah jumlah milligram ion chrom dalam larutan yang mampu diserap oleh sejumlah miligram zeolit. Dengan demikian angka standar tertentu dapat dipandang sebagaikapasitas monolayer

yang dapat digunakan untuk memperkirakan luas permukaan spesifik zeolit. Luas permukaan spesifik zeolit dapat dihitung dengan persamaan [5]:

S = ( Xm / M ) .N.Am . 10-20

dimana:

S = luas permukaan spesifik (m2/gram)

Xm = kapasitas monolayer per gram adsorben

M = massa molekul relatif adsorben (gram/mol)

(3)

3 Am = luas yang tertutupi satu molekul adsorben pada lapisan monolayer sempurna

Dari persamaan tersebut diatas maka dapat diketahui bahwa pada proses adsorbsi jumlah zat yang dapat diserap oleh adsorben mempunyai perbandingan tertentu tergantung pada sifat zat yang diserap, jenis adsorben dan suhu adsorbsi. Semakin besar konsentrasi larutan, semakin banyak jumlah zat terlarut yang dapat diadsorbsi sehingga tercapai keseimbangan tertentu, dimana laju zat yang diserap sama dengan zat yang dilepas dari adsorben pada suhu tertentu [5].

(4)

4

II. METODOLOGI

II.1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah 12 buah erlenmeyer 250 mL, 4 buah gelas kimia 250 mL, 2 buah buret 50 mL, 2 buah pipet volume 5 mL, 2 buah pipet volume 10 mL, 1 buah pipet ukur 5 mL, 1 buah pipet ukur 10 mL, 1 buah hot plate, 1 buah shaker, 4 buah corong gelas, dan kertas saring.

Bahan yang digunakan adalah karbon aktif, larutan HCl 5%, larutan Iodine 0,05 M, larutan natrium tiosulfat, larutan amilum, larutan asam asetat, larutan standar NaOH 0,25 M dan indicator phenolphthalein (PP).

II.2. Prosedur kerja

1.2.1 Penentuan Bilangan Iodin

Ditimbang 0,2 gram karbon aktif, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL, ditambah 5 mL HCl 0,05% kemudian ditutup dengan alumunium foil, dikocok selama 1 menit. Ditambahkan 15 mL larutan Iodine 0,05 M ditutup dan dikocok selama satu menit dan disaring. Setelah itu diambil filtrat sebanyak 5 mL kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat sampai warna kekuningan lalu ditambahkan larutan amilum 1% 3 tetes dan dilanjutkan titrasi sampai tidak berwarna. Volume larutan peniter dicatat untuk menghitung massa iodin sisa.

Dimasukkan 5 mL HCl 0,05 % ke dalam Erlenmeyer 250 mL. Ditambahkan 15 mL larutan Iodine 0,05 M ditutup dan dikocok selama satu menit. Setelah itu diambil larutan sebanyak 5 mL kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat sampai warna kekuningan lalu ditambahkan larutan amilum 1% 3 tetes dan dilanjutkan titrasi sampai tidak berwarna. Volume larutan peniter dicatat untuk menghitung massa iodin awal.

1.2.2 Penentuan Daya Adsorpsi

(5)

Konsentrasi (M) Volume NaOH (mL)

0.1 3.5

Konsentrasi (M) Volume NaOH (mL)

0.1 5.5

a. Penentuan massa iodin (dengan karbon) N1V1 = N2V2

a1 M1V1 = a2 M2V2

1 xM1 x 5 mL = 2 x 0.05M x 0.4 mL

M1 = 0.008 M

Massa Iodin : Berat molekul iodin = 0.008 M Massa iodin = 0.008 x 253.808

= 2.030 mg/ml Massa iodin = 15 x 2.030 mg dalam 15 mL = 30.45 mg

b. Penentuan Massa Iodin (tanpa karbon) N1V1 = N2V2

a1 M1V1 = a2 M2V2

(6)

6

M1 = 0.077 M

Massa Iodin : Berat molekul iodin = 0.077 M

Massa iodin = 0.077 x 253.808

Berdasarkan data hasil percobaan untuk menentukan luas permukaan berdasarkan bilangan iodine, didapatkan hasil 745.5 m2/g. Sedangkan secara teoritis, luas permukaan adsorben yaitu sebesar 300-3500 m2/g [6]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan yang dilakukan berhasil.

(7)

7

larutan maka semakin banyak jumlah zat terlarutnya yang dapat diadsorbsi hingga tercapai kesetimbangan tertentu.

Karbon digunakan sebagai adsorben karena berbentuk amorf dengan luas permukaan yang besar dan daya serapnya tinggi. Luas permukaan merupakan sifat fisis yang paling penting dari karbon berpori, sehingga memungkinkan dijadikan bahan adsorben.

Asam asetat akan berubah warna dari tidak berwarna menjadi pink keunguan. Hal ini disebabkan karena indikator PP pada pH asam akan menjadi tidak berwarna. Karena adanya penambahan NaOH, menyebabkan pH larutan menjadi semakin basa. Hal ini mengubah asam asetat tidak berwarna menjadi pink keunguan.

Iodine berwarna coklat kekuningan. Akan tetapi, setelah di titrasi menggunakan natrium tiosulfat, warna iodine sedikit memudar. Kemudian ditambahkan dengan amilum, iodine berubah warna menjadi biru tua pekat. Setelah itu, dititrasi kembali dengan natrium tiosulfat. Iodine berubah menjadi tidak berwarna. Hal ini disebabkan karena iodine telah menutupi seluruh permukaan karbon secara sempurna dengan ketebalan sebesar satu molekul. Dengan demikian, dapat diperkirakan luas permukaan spesifik dari karbon aktif

Grafik isoterm adsorbsi Freundlich diperoleh nilai n sebesar 2.177 dan nilai k

sebesar 2.397. Pada grafik Langmuir, diperoleh nilai a sebesar 2.63 dan nilai b sebesar 6.98. Pada grafik Freundlich diperoleh nilai R2 0.316. Sedangkan pada grafik Langmuir nilai R2 sebesar 0.6397 . hal ini menunjukkan bahwa grafik dari hasil percobaan tidak linier. Hal ini dapat disebabkan karena adanya kesalahan dalam pembacaan skala pada buret titrasi,

(8)

(9)

9

IV. KESIMPULAN

(10)

1 Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Bird, T. 2007. Kimia Fisik untuk Universitas. Jakarta : Gramedia.

[2] Levine,Ira N. 2009 . Physical Chemistry Sixth Edition.New York. MC Graw Hill Companies.

[3]Desta, Mulu Berhe.2013.Langmuir and Freundlich Isotherm Studies for the Adsorption of Textile Metal Ions onto Teff Straw(Eragrostis tef ) Agricultural Waste. Journal of Thermodynamics. Ethiophia : Hindawi Publishing Corporation.

[4] Handayani, Murni dan Eko Sulistiyono.2009. Uji Persamaan Langmuir dan Freundlich Pada Penyerapan Limbah Chrom (VI) Oleh Zeloit. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir.Bandung: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI.

[5] Monk,Paul. 2004 . Physical Chemistry Understanding Our Chemical World. London.John Wiley & Sons Ltd.