G4 isoterm adsorbsi

(1)

Laporan

Laporan Kimia

Kimia Fisik

Fisik KI-3141

KI-3141

PERCOBAAN G-4 PERCOBAAN G-4 ISOTERM ADSORPSI ISOTERM ADSORPSI

Nama

Nama : : Kartika Kartika TrianitaTrianita NIM : 10510007 NIM : 10510007 Kelompok : 2 Kelompok : 2

Tanggal Percobaan : 21 September 2012 Tanggal Percobaan : 21 September 2012 Tanggal Laporan : 28 September 2012 Tanggal Laporan : 28 September 2012

Asisten

Asisten : : Harmaen Harmaen (10508010)(10508010) Nona (10509093) Nona (10509093)

Laboratorium Kimia Fisik

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

2012

(2)

Isoterm Adsorpsi

I.

I. TUJUAN PERCOBAAN

TUJUAN PERCOBAAN

Menentukan tetapan k dan n pada isoterm adsorpsi menurut Freundlich bagi proses Menentukan tetapan k dan n pada isoterm adsorpsi menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang.

adsorpsi asam asetat pada arang.

II.

TEORI DASAR

Adsorpsi adalah pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat Adsorpsi adalah pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain sebagai akibat daripada ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan tersebut. lain sebagai akibat daripada ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan tersebut. Pada proses adsorpsi dalam larutan jumlah zat yang teradsorbsi bergantung pada Pada proses adsorpsi dalam larutan jumlah zat yang teradsorbsi bergantung pada beberapa faktor:

beberapa faktor: 1.

1. Jenis adsorbenJenis adsorben 2.

2. Jenis adsorbat (zat yang teradsorbsi)Jenis adsorbat (zat yang teradsorbsi) 3.

3. Luas permukaan adsorbenLuas permukaan adsorben 4.

4. Konsentrasi zat terlarutKonsentrasi zat terlarut 5.

5. Temperatur.Temperatur.

Untuk suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang Untuk suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan luas atau per satuan berat adsorben dengan konsentrasi zat teradsorpsi per satuan luas atau per satuan berat adsorben dengan konsentrasi zat terlarut pada temperatur tertentu disebut isoterm adsorpsi. Oleh Freundlich

terlarut pada temperatur tertentu disebut isoterm adsorpsi. Oleh Freundlich dinyatakan sebagai: dinyatakan sebagai:    = k.= k.   dengan

dengan x x = = jumlah jumlah zat zat teradsorpsi teradsorpsi (gram)(gram) m = jumlah adsorben (gram) m = jumlah adsorben (gram)

C = konsentrasi zat terlarut dalam larutan setelah tercapai kesetimbangan C = konsentrasi zat terlarut dalam larutan setelah tercapai kesetimbangan adsorpsi

adsorpsi

k dan n = tetapan k dan n = tetapan

(3)

Persamaan di atas dapat diubah menjadi Persamaan di atas dapat diubah menjadi 

 



= log k + n log C= log k + n log C

III.

III. CARA KERJA

CARA KERJA

1.

1. Arang diaktifkan dengan dipanaskan dalam cawan porselin.Arang diaktifkan dengan dipanaskan dalam cawan porselin. 2.

2. Dalam enam labu erlenmeyer bertutup dimasukkan masing-masing larutan asam asetatDalam enam labu erlenmeyer bertutup dimasukkan masing-masing larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,5024 M; 0,2528 Ml 0,1267 M; 0,0635 M; 0,0315 M; dan 0,0157 M. dengan konsentrasi 0,5024 M; 0,2528 Ml 0,1267 M; 0,0635 M; 0,0315 M; dan 0,0157 M. 3.

3. Dalam enam labu erlenmeyer bertutup lainnya dimasukkan masing-masing larutan HClDalam enam labu erlenmeyer bertutup lainnya dimasukkan masing-masing larutan HCl dengan konsentrasi 0,0160 M; 0,0320 M; 0,0620 M; 0,1241 M; 0,2465 M; dan 0,4922 M. dengan konsentrasi 0,0160 M; 0,0320 M; 0,0620 M; 0,1241 M; 0,2465 M; dan 0,4922 M. 4.

4. Dalam ke-12 labu erlenmeyer ini dimasukkan masing-masing 1 gram bubuk arang yangDalam ke-12 labu erlenmeyer ini dimasukkan masing-masing 1 gram bubuk arang yang telah dipanaskan.

telah dipanaskan. 5.

5. Larutan dikocok selama 1 menit dengan selang 10 menit selama setengah jam.Larutan dikocok selama 1 menit dengan selang 10 menit selama setengah jam. 6.

6. Setiap larutan disaring dengan kertas saring kering.Setiap larutan disaring dengan kertas saring kering. 7.

7. Filtrat dititrasi dengan larutan NaOH 0,1049 M. Pada 2 larutan konsentrasi paling tinggiFiltrat dititrasi dengan larutan NaOH 0,1049 M. Pada 2 larutan konsentrasi paling tinggi diambil 10 ml, larutan berikutnya diambil 25 ml, dan 3 larutan konsentrasi paling rendah diambil 10 ml, larutan berikutnya diambil 25 ml, dan 3 larutan konsentrasi paling rendah diambil masing-masing 50 ml.

diambil masing-masing 50 ml.

IV.

IV. DATA PENGAMATAN

DATA PENGAMATAN

[NaOH] = 0,1049 M [NaOH] = 0,1049 M T = 26

T = 26ooCC a.

a. Asam AsetatAsam Asetat

m

m arang arang (gram) (gram) C C asam asam (M)(M) V NaOH (ml)V NaOH (ml) V (ml)V (ml) V asam titrasiV asam titrasi (ml) (ml) V V11 VV22 1 1 0,0157 0,0157 4,6 4,6 - - 4,6 4,6 5050 1 1 0,0315 0,0315 11,5 11,5 - - 11,5 11,5 5050 1 1 0,0635 0,0635 28,8 28,8 - - 28,8 28,8 5050 1 1 0,1267 0,1267 27 27 26,9 26,9 26,95 26,95 2525

(4)

1 1 0,2528 0,2528 22,5 22,5 22,7 22,7 22,6 22,6 1010 1 1 0,5024 0,5024 43 43 42,5 42,5 42,75 42,75 1010 b. b. HClHCl m

m arang arang (gram) (gram) C C asam asam (M)(M) V NaOH (ml)V NaOH (ml) ̅̅ (ml)(ml) V asam titrasi (ml)V asam titrasi (ml) V V11 VV22 1 1 0,0160 0,0160 7,6 7,6 - - 7,6 7,6 5050 1 1 0,0320 0,0320 14,3 14,3 - - 14,3 14,3 5050 1 1 0,0620 0,0620 28,8 28,8 - - 28,8 28,8 5050 1 1 0,1241 0,1241 29,2 29,2 29,5 29,5 29,35 29,35 2525 1 1 0,2465 0,2465 23,5 23,5 25 25 24,25 24,25 1010 1 1 0,4922 0,4922 45,4 45,4 47,5 47,5 46,45 46,45 1010

V.

V. PENGOLAHAN DATA

PENGOLAHAN DATA

Data 1 (Asam Asetat)

       [[]][[ ]]                                       m m arang arang (gram) (gram) C awal C awal (M) (M) V asam V asam (ml) (ml) V NaOH V NaOH (ml) (ml) C akhir C akhir (M) (M) C C adsorpsi adsorpsi (M) (M) xx (gram)

(gram) x/m x/m log log x/m x/m log log CCadsads 1 1 0,0157 0,0157 50 50 4,6 4,6 0,0097 0,0097 0,0097 0,0097 0,0580 0,0580 0,0580 0,0580 -1,2369 -1,2369 -2,0154-2,0154 1 1 0,0315 0,0315 50 50 11,5 11,5 0,0241 0,0241 0,0241 0,0241 0,1449 0,1449 0,1449 0,1449 -0,8390 -0,8390 -1,6175-1,6175 1 1 0,0635 0,0635 50 50 28,8 28,8 0,0604 0,0604 0,0604 0,0604 0,3628 0,3628 0,3628 0,3628 -0,4403 -0,4403 -1,2188-1,2188 1 1 0,1267 0,1267 25 25 26,95 26,95 0,110,1131 31 0,1131 0,1131 0,6791 0,6791 0,6791 0,6791 -0,1681 -0,1681 -0,9466-0,9466

(5)

1

1 0,2528 0,2528 10 10 22,6 22,6 0,2371 0,2371 0,2371 0,2371 1,4236 1,4236 1,4236 1,4236 0,1534 0,1534 -0,6251-0,6251 1

1 0,5024 0,5024 10 10 42,75 42,75 0,4484 0,4484 0,4484 0,4484 2,6929 2,6929 2,6929 2,6929 0,4302 0,4302 -0,3483-0,3483

Grafik log x/m terhadap lg C Grafik log x/m terhadap lg Cadsads

y = x + 0,778 y = x + 0,778 log

log 



= log k + n log C= log k + n log Cadsads

log k = 0,778 log k = 0,778 k = 5,9979 k = 5,9979 n=1 n=1 Data 2 (HCl) Data 2 (HCl)        [[]][[ ]]                                       m m arang arang (gram) (gram) C awal C awal (M) (M) V V asam asam (ml) (ml) V V NaOH NaOH (ml) (ml) C akhir C akhir (M) (M) C C adsorpsi adsorpsi (M)

(M) x x (gram) (gram) x/m x/m log log x/m x/m log log CCadsads

y = x + 0.7785 y = x + 0.7785 R² = 1 R² = 1 -2.0000 -2.0000 -1.8000 -1.8000 -1.6000 -1.6000 -1.4000 -1.4000 -1.2000 -1.2000 -1.0000 -1.0000 -0.8000 -0.8000 -0.6000 -0.6000 -0.4000 -0.4000 -0.2000 -0.2000 0.0000 0.0000 --33..00000000 --22..55000000 --22..00000000 --11..55000000 --11..00000000 --00..55000000 00..00000000 l l o o g g x x / / m m log C.ads log C.ads

asam asetat

(6)

1 1 0,016 0,016 50 50 7,6 7,6 0,0159 0,0159 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0002 0,0002 -3,6958 -3,6958 -4,2581-4,2581 1 1 0,032 0,032 50 50 14,3 14,3 0,0300 0,0300 0,0020 0,0020 0,0073 0,0073 0,0073 0,0073 -2,1370 -2,1370 -2,6993-2,6993 1 1 0,062 0,062 50 50 28,8 28,8 0,0604 0,0604 0,0016 0,0016 0,0058 0,0058 0,0058 0,0058 -2,2397 -2,2397 -2,8020-2,8020 1 1 0,1241 0,1241 25 25 29,35 29,35 0,1232 0,1232 0,0009 0,0009 0,0035 0,0035 0,0035 0,0035 -2,4612 -2,4612 -3,0235-3,0235 1

1 0,2465 0,2465 10 10 24,25 24,25 0,2544 0,2544 -0,0079 -0,0079 -0,0288 -0,0288 -0,0288 -0,0288 #NUM! #NUM! #NUM!#NUM! 1

1 0,4922 0,4922 10 10 46,45 46,45 0,4873 0,4873 0,0049 0,0049 0,0180 0,0180 0,0180 0,0180 -1,7440 -1,7440 -2,3063-2,3063

Grafik log x/m terhadap lg C Grafik log x/m terhadap lg Cadsads

y = mx + c y = mx + c y = 0,855x + 0,105 y = 0,855x + 0,105 log log  

= log k + n log C= log k + n log Cadsads

k = 1,2735 k = 1,2735 n = 0,885 n = 0,885 y = 0.8554x + 0.105 y = 0.8554x + 0.105 R² = 0.9918 R² = 0.9918 -4.0000 -4.0000 -3.5000 -3.5000 -3.0000 -3.0000 -2.5000 -2.5000 -2.0000 -2.0000 -1.5000 -1.5000 -1.0000 -1.0000 -0.5000 -0.5000 0.0000 0.0000 0.5000 0.5000 --55..00000000 --44..00000000 --33..00000000 --22..00000000 --11..00000000 00..00000000 l l o o g g x x / / m m log C.ads log C.ads

HCl

(7)

VI.

VI. PEMBAHASAN

PEMBAHASAN

Adsorpsi berbeda dengan adsorpsi. Absorpsi memperhitungkan volume, Adsorpsi berbeda dengan adsorpsi. Absorpsi memperhitungkan volume, tidak memperhitungkan permukaan, sedangkan adsorpsi memperhitungkan

tidak memperhitungkan permukaan, sedangkan adsorpsi memperhitungkan permukaan.

permukaan.

Pada percobaan ini pengaktivan arang dilakukan dengan Pada percobaan ini pengaktivan arang dilakukan dengan

memanaskan arang dalam cawan porselin. Indonesia merupakan negara yang lembab. memanaskan arang dalam cawan porselin. Indonesia merupakan negara yang lembab. Dimungkinkan masih ada kandungan air pada arang sehingga dilakukan pemanasan Dimungkinkan masih ada kandungan air pada arang sehingga dilakukan pemanasan untuk menguapkan air. Dengan begitu dapat diperoleh arang murni yang

untuk menguapkan air. Dengan begitu dapat diperoleh arang murni yang permukaannya pun bersih sehingga adsorbat dapat mudah untuk terserap pada permukaannya pun bersih sehingga adsorbat dapat mudah untuk terserap pada

permukaan arang sehingga arang pun menjadi aktif. Keaktifan arang membuat arang permukaan arang sehingga arang pun menjadi aktif. Keaktifan arang membuat arang mengalami perubahan sifat fisik dan kimia. Pada percobaan ini arang berperan

mengalami perubahan sifat fisik dan kimia. Pada percobaan ini arang berperan sebagai

sebagai adsorben (penyerap). Sedangkan yang adsorben (penyerap). Sedangkan yang berperan sebagai adsorbat atau berperan sebagai adsorbat atau yangyang terserap adalah asam, dalam percobaan ini digunakan asam asetat dan HCl. Pada terserap adalah asam, dalam percobaan ini digunakan asam asetat dan HCl. Pada percobaan ini digunakan arang berbentuk serbuk agar luas permukaannya lebih besar percobaan ini digunakan arang berbentuk serbuk agar luas permukaannya lebih besar sehingga dapat memaksimalkan luas permukaannya. Artinya daya serapnya pun bisa sehingga dapat memaksimalkan luas permukaannya. Artinya daya serapnya pun bisa menjadi lebih tinggi.

menjadi lebih tinggi.

Pada data pengamatan diperoleh bahwa konsentrasi asam sebelum Pada data pengamatan diperoleh bahwa konsentrasi asam sebelum proses adsorbsi dilakukan lebih besar daripada setelah proses adsorbsi dilakukan. Hal proses adsorbsi dilakukan lebih besar daripada setelah proses adsorbsi dilakukan. Hal ini menunjukkan bahwa selama proses adsorpsi berlangsung terjadi peristiwa

ini menunjukkan bahwa selama proses adsorpsi berlangsung terjadi peristiwa adsorben menyerap adsorbat.

adsorben menyerap adsorbat.

Pada larutan HCl 0,2465 M diperoleh C adsorpsi yang negatif. Ini Pada larutan HCl 0,2465 M diperoleh C adsorpsi yang negatif. Ini dikarenakan koensentrasi asam lebih besar setelah diadsorpsi. Hal ini bisa terjadi dikarenakan koensentrasi asam lebih besar setelah diadsorpsi. Hal ini bisa terjadi karena ada faktor-faktor yang mempengaruhi hasil adsorpsi. Faktor-faktor tersebut karena ada faktor-faktor yang mempengaruhi hasil adsorpsi. Faktor-faktor tersebut dantaranya adalah penentuan titik akhir titrasi yang tidak tepat. Pada percobaan ini dantaranya adalah penentuan titik akhir titrasi yang tidak tepat. Pada percobaan ini titrasi dilakukan oleh beberapa orang yang berbeda. Hal ini bisa mngakibatkan titrasi dilakukan oleh beberapa orang yang berbeda. Hal ini bisa mngakibatkan

perbedaan dalam menentukan titik akhir titrasi pula. Selain itu, dimungkinkan terjadi perbedaan dalam menentukan titik akhir titrasi pula. Selain itu, dimungkinkan terjadi perbedaan dalam perlakukan pada sampel, misalnya ketika campuran dikocok.

(8)

VII. VII. KESIMPULAN

KESIMPULAN

Asam asetat Asam asetat k = 5,9979 k = 5,9979 n=1 n=1 HCl HCl k = 1,2735 k = 1,2735 n = 0,885 n = 0,885

VIII. VIII. DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

Steinbach,King. “Eksperiments in Physical Chemistry”. P 213 Steinbach,King. “Eksperiments in Physical Chemistry”. P 213-216.-216. W. J. 1970.

W. J. 1970. “Laboratory Manual of “Laboratory Manual of Physical Chemistry” Physical Chemistry” P 200P 200-202.-202. http://mazwahyou.page.tl/KIMIA-ADSORPSI.htm (26

http://mazwahyou.page.tl/KIMIA-ADSORPSI.htm (26 September 2012, pk 4.15)September 2012, pk 4.15)

IX.

IX. LAMPIRAN

LAMPIRAN

Pertanyaan Pertanyaan

1.

1. Apakah proses adsorpsi ini merupakan adsorbsi fisik atau khemisorpsi?Apakah proses adsorpsi ini merupakan adsorbsi fisik atau khemisorpsi? 2.

2. Apakah perbedaan kedua jenis adsorpsi ini? Berikan beberapa contohdari kedua jenisApakah perbedaan kedua jenis adsorpsi ini? Berikan beberapa contohdari kedua jenis adsorpsi ini.

adsorpsi ini. 3.

3. Apakah perbedaannya yang terjadi pada pengaktifan arang dengan cara pemanasan?Apakah perbedaannya yang terjadi pada pengaktifan arang dengan cara pemanasan? 4.

4. Bagaimana isoterm adsorpsi Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat?Bagaimana isoterm adsorpsi Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat? Apa pembatasnya?

Apa pembatasnya? 5.

5. Mengapa isotermMengapa isoterm adsorpsi Freundlichadsorpsi Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padatuntuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang memuaskan dibandingkan dengan isoterm adsorpsi

kurang memuaskan dibandingkan dengan isoterm adsorpsi Langmuir Langmuir ??

Jawaban Pertanyaan Jawaban Pertanyaan

1.

1. Proses adsorpsi ini Proses adsorpsi ini merupakan adsorpsi merupakan adsorpsi fisik fisik dikarenakan ikatan yang dikarenakan ikatan yang terlibat dalamterlibat dalam adsorpsi ini yaitu ikatan yang lemah yang merupakan ikatan van der waals dan adsorpsi ini yaitu ikatan yang lemah yang merupakan ikatan van der waals dan menggunakan panas reaksi yang rendah.

menggunakan panas reaksi yang rendah. 2.

2. Adsorpsi fisika terjadi karena adanya gaya-gaya fisika. Pada jenis adsorpsi fisika ini,Adsorpsi fisika terjadi karena adanya gaya-gaya fisika. Pada jenis adsorpsi fisika ini, terjadi beberapa lapisan gas. Besarnya energi adsorpsi fisika ±10 kj/mol. terjadi beberapa lapisan gas. Besarnya energi adsorpsi fisika ±10 kj/mol. Molekul-molekul yang diadsorpsi secara fisika tidak terikat kuat pada permukaan, dan molekul yang diadsorpsi secara fisika tidak terikat kuat pada permukaan, dan biasanya terjadi proses balik yang cepat (reversibel), sehingga mudah untuk diganti biasanya terjadi proses balik yang cepat (reversibel), sehingga mudah untuk diganti

(9)

dengan molekul yang lain. Adsorpsi fisika didasarkan pada gaya Van Der Waals, dan dengan molekul yang lain. Adsorpsi fisika didasarkan pada gaya Van Der Waals, dan dapat terjadi pada permukaan yang polar dan non polar.

dapat terjadi pada permukaan yang polar dan non polar.

Adsorpsi kimia terjadi karena adanya gaya-gaya kimia dan diikuti oleh reaksi kimia. Adsorpsi kimia terjadi karena adanya gaya-gaya kimia dan diikuti oleh reaksi kimia. Besarnya energi adsorpsi kimia ±100 kj/mol. Adsorpsi jenis ini menyebabkan Besarnya energi adsorpsi kimia ±100 kj/mol. Adsorpsi jenis ini menyebabkan terbentuknya ikatan secara kimia sehingga diikuti dengan reaksi kimia, maka terbentuknya ikatan secara kimia sehingga diikuti dengan reaksi kimia, maka adsorpsi jenis ini akan menghasilkan produksi reaksi berupa senyawa yang baru. adsorpsi jenis ini akan menghasilkan produksi reaksi berupa senyawa yang baru. Ikatan kimia yang terjadi pada kemisorpsi sangat kuat mengikat molekul gas atau Ikatan kimia yang terjadi pada kemisorpsi sangat kuat mengikat molekul gas atau cairan dengan permukaan padatan sehingga sangat sulit untuk dilepaskan kembali cairan dengan permukaan padatan sehingga sangat sulit untuk dilepaskan kembali (irreversibel).

(irreversibel). 3.

3. Pengaktifan arang dengan metoda pemanasan merupakan metoda aktifasi fisika yangPengaktifan arang dengan metoda pemanasan merupakan metoda aktifasi fisika yang merupakan terjadinya proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan merupakan terjadinya proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan karbon dioksida.

bantuan panas, uap dan karbon dioksida. 4.

4. Isotherm Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang baik atauIsotherm Freundlich untuk adsorpsi gas pada permukaan zat padat kurang baik atau memuaskan. Hal ini terjadi karaena pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada memuaskan. Hal ini terjadi karaena pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben bersifat heterogen. Gas merupakan campuran yang homogen permukaan adsorben bersifat heterogen. Gas merupakan campuran yang homogen sehingga kurang cocok jika digunakan dalam isoterm Freundlich.

sehingga kurang cocok jika digunakan dalam isoterm Freundlich.

Batasannya : adsorpsi Freundlich dapat digunakan untuk campuran yang heterogen. Batasannya : adsorpsi Freundlich dapat digunakan untuk campuran yang heterogen. 5.

5. Karena pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben bersifatKarena pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben bersifat heterogen, sedangkan adsorpsi pada Langmuir bersifat homogen. Ketika

heterogen, sedangkan adsorpsi pada Langmuir bersifat homogen. Ketika mengadsorpsi gas yang wujudnya campuran yang homogen, maka adsorpsi mengadsorpsi gas yang wujudnya campuran yang homogen, maka adsorpsi Freundlich kurang cocok.

(10)