Laporan Praktikum Adsorpsi Pada Larutan

(1)

ADSORPSI PADA LARUTAN

I. Tujuan

Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa mampu :

1. Melakukan percobaan mengenai proses adsorpsi asam asetat ke dalam karbon aktif.

2. Membuat grafik berdasarkan hasil percobaan.

3. Menentukan besarnya tetapan adsorpsi isotherm Freundlich berdasarkan percobaan.

4. Mempraktekkan konsep mol dalam menghitung zat yang teradsorpsi.

II. Dasar Teori

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat yang diserap disebut fase terserap (adsorbat) sedang yang menyerap disebut adsorben. Misalnya zat padat akan menarik molekul – molekul gas atau zat cair pada permukaanny. Hal ini disebabkan karena zat padat yang terdiri dari molekul – molekul tidak menarik dengan gaya van Der Walls. Jika ditinjau dari satu molekul, maka molekul ini akan dikelilingi molekul yang lain yang tidak mempunyai gaya tarik seimbang. Karena salah satu arah tidak ada molekul lain yang menarik, akibatnya pada permukaan itu akan menarik molekul disektarnya.

Ada dua jenis adsorpsi, yaitu adsorpsi fisika dan absorpsi kimia. Adsorpsi fisika ini disebabkan oleh gaya Van der Walls yang ada pada permukaan adsorben. Panas adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih dari satu molekul, contoh : zat warna (adsorbat) oleh arang aktif (adsorben). Sedangkan pada adsorspi kimia yaitu terjadinya reaksi antara zat yang diserap dengan adsorbennya contoh: hidrogen pada platinum. Lapisan molekul yang terjadi pada permukaan adsorbennya hanya satu dan panas adsorpsinya tinggi. Adsorpsi dipengaruhi oleh :

 Jenis adsorben

 Jenis zat yang diadsorpsi

 Konsentrasi

 Luas permukaan adsorben

(2)

Pengaruh konsentrasi larutan terhadap adsorpsi dapat dinyatakan oleh persamaan Freundlich :

m = konsentrasi zat dalam larutan

x = jumlah zat yang teradsorpsi oleh m gram adsorben

k & n = tetapan adsorpsi

Jika ditulis dalam logaritma :

Untuk menentukan harga n & k dibuat grafik log x/m fungsi dari log c, yang mana slope adalah harga n dan intersepnya harga k.

III. Alat dan Bahan

No. Alat Bahan

1. 1 buah buret 50 mL Larutan NaOH 0,5 N

2. 8 buah labu erlenmeyer 250 mL Larutan Asam Asetat 1 N ; 0,8 N ;

0,6 N ; 0,4 N

3. 1 buah corong gelas Karbon aktif 2 gram

4. 1 buah pipet ukur 25 mL Aquades

5. 1 buah gelas ukur 25 mL Larutan Indikator Phenophtalein

6. 1 buah labu takar 100 mL

7. 1 buah botol semprot

8. 2 buah gelas kimia 50 mL

9. 4 buah kertas saring

(3)

+ 3 tetes indikator phenophtalein Titrasi dengan larutan

NaOH 1,0 N

Larutan berwarna merah muda

Catat volume NaOH yang diperlukan

Labu Erlenmeyer IV. Skema Kerja

a. Penentuan konsentrasi awal asam asetat

b. Penentuan Konsentrasi akhir asam asetat dan adsorpsi isoterm 25 ml Asam asetat 25 ml Asam asetat 25 ml Asam asetat 25 ml Asam asetat

(4)

+ 3 tetes indikator fenolftalein

Titrasi dengan larutan NaOH 1,0 N Erlenmeyer

Saring larutan dengan kertas saring

Diamkan selama ± 5 menit Aduk selama ± 30 menit

Erlenmeyer 25 ml asam asetat 1,0 N ; 0,8 N ; 0,6 N ; 0,4 N

Larutan berwarna merah muda Catat volume NaOH

(5)

c. Penentuan konsentrasi larutan NaOH yang sebenarnya (standarisasi NaOH) Larutkan dengan aquades Labu takar 100 ml Pipet 25 ml asam oksalat Labu Erlenmeyer + 3 tetes indicator phenophtalein Titrasi dengan larutan NaOH

Catat Volume NaOH yang diperlukan Timbang 0,63 gram kristal asam

(6)

V. Data Pengamatan

a. Penentuan Konsentrasi Larutan NaOH

Berat kristal asam oksalat = 0,63 gram

Volume labu takar = 100 ml

Volume larutan NaOH yang diperlukan = 2,9 ml ; 2,9 ml (rata-rata 2,9 ml)

b. Penentuan Konsentrasi Larutan Asam Asetat Mula-mula

Kons. Asam asetat (N) Volume NaOH (ml)

1,0 27,5

0,8 20,5

0,6 15,3

0,4 10,8

c. Penentuan Konsentrasi Larutan Asam Asetat Setelah Terjadi Kesetimbangan (Setelah Adsorpsi)

Kons. Asam asetat (N) Vol.as.Asetat (ml) Volume NaOH (ml)

1,0 20 21,5

0,8 22,5 17

0,6 20 10,2

0,4 23 9,4

VI. Pengolahan Data

a. Penentuan Konsentrasi Larutan NaOH Mr oksalat (C2H2O4.2H2O) = 126

BE Oksalat = Mroksalat₂ ekivalen /mol 63

2 126 _ 

Normalitas oksalat = X_V_labu

BE oksalat Berat 1000 = x 0,100 N 100 1000 63 63 , 0 

VNaOH x NNaOH = Voksalat x Noksalat

2,9 ml x NNaOH = 25 ml x 0,100 N

NNaOH = 25 ml x 0,100 N

2,9 ml NNaOH = 0,86 N

(7)

 Nasetat mula-mula :

1. Vasetat x Nasetat = VNaOH x NNaOH

25 ml x Nasetat = 27,5 ml x 0,86 N

Nasetat = 27,5 ml x 0,86 N

25 ml Nasetat = 0,946 N

 Nasetat setelah adsorpsi :

22,5 ml x Nasetat = 17 ml x 0,86 N

Nasetat = 17 ml x 0,86 N

22,5 ml Nasetat = 0,650 N

(8)

c. Penentuan Jumlah Zat yang Teradsorpsi

 Jumlah zat mula-mula :

a. 1,0 N = 60

1000 x N asetatmula mulax asetat ml _ = X 0,946 X 60 1,419gr 1000 25  b. 0,8 N = 60

1000 x N asetatmula mulax asetat ml  = X 0,705 X 60 1,058gr 1000 25 _ c. 0,6 N = 60

1000 x N asetatmula mulax asetat ml _ = X 0,526 X 60 0,789gr 1000 25 _ d. 0,4 N = 60

1000 x N asetatmula mulax asetat ml  = X 0,372 X 60 0,558gr 1000 25 

 Jumlah zat sisa :

a. 1,0 N = 60 1000 x N asetat sisa x asetat ml = X 0,925 X 60 1,110gr 1000 20 _ b. 0,8 N = 60 1000 x N asetat sisa x asetat ml = X 0,650 X 60 0,878gr 1000 5 , 22 

(9)

c. 0,6 N = 60 1000 x N asetat sisa x asetat ml = X 0,439X 60 0,527gr 1000 20 _ d. 0,4 N = 60 1000 x N asetat sisa x asetat ml = X 0,351X 60 0,484gr 1000 23 _

Tabel Pengolahan Data

a. Sebelum adsorpsi

Kons. asetat (N) Vol. NaOH (ml) Nasetat Berat asetat (gr)

1,0 27,5 0,946 1,419

0,8 20,5 0,705 1,058

0,6 15,3 0,526 0,789

0,4 10,8 0,372 0,558

b. Setelah adsorpsi

Kons.asetat (N) Vol. NaOH (ml) Nasetat sisa Berat asetat sisa (g)

20 21,5 0,925 1,110

22,5 17 0,650 0,878

20 10,2 0,439 0,527

23 9,4 0,351 0,484

c. Persamaan Isoterm Freundlich

x (gram) m (gram) m x m x Log _c _{Log c} 0,309 0,5 0,618 -0,209 0,925 -0,034 0,180 0,5 0,360 -0,444 0,650 -0,187 0,262 0,5 0,524 -0,281 0,439 -0,357 0,074 0,5 0,148 -0,830 0,351 -0,455 VII. Pembahasan

PEMBAHASAN OLEH SAHARA TULAINI (131411025)

Pada praktikum ini, dilakukan percobaan untuk menentukan tetapan adsorpsi pada persamaan Isotherm Freundlich. Percobaan yang dilakukan adalah dengan menggunakan asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda sebagai adsorbat (zat yang diserap) dan menggunakan arang (karbon) aktif sebagai adsorben (zat yang menyerap). Kosentrasi

(10)

asam asetat yang digunakan adalah 1,0; 0,8; 0,6; 0,4, sedangkan arang aktif yang digunakan sebanyak 0,5 gram pada masing-masing larutan asam asetat.

Pada konsentrasi tersebut, karbon aktif memiliki struktur berpori dan luas permukaan yang besar sehingga efektif untuk melakukan penyerapan. Jika dihubungkan dengan luas permukaan karbon aktifnya, maka semakin banyak substansi asam asetat yang melekat dipermukaan karbon aktifnya tersebut.

Karbon aktif yang digunakan dalam bentuk serbuk memiliki luas permukan lebih besar daripada bongkahan atau batangan, tetapi jika ditinjau dari jenis adsorbat asam asetat memiliki polaritas yang rendah sehingga kemampuan adsorpsi molekulnya lebih rendah dibandingkan dengan larutan asam asetat dengan berbagai konsentrasi seperti yang disebutkan diatas pada labu Erlenmeyer, selanjutnya diaduk selama 30 menit. Hal ini bertujuan agar terjadi reaksi antara arang (karbon) dengan zat terlarut asam asetat. Reaksi yang terjadi adanya gaya tarik menarik molekul. Dimana molekul-molekul asam asetat yang ada disekitar akan ditarik oleh molekul-molekul karbon tersebut pada permukaan. Hal ini terbukti pada saat dilakukan penyaringan, volume asam asetat, yang awalnya 25 ml. Setelah dilakukan penyaringan volumenya menjadi kurang dari 25 ml. Hal tersebut terjadi karena adanya molekul-molekul zat terlarut asam asetat yang terserap oleh molekul karbon.

Setelah dilakukan penyaringan dan telah diukur volume larutan setelah terjadi adsorpsi. Selanjutnya dititrasi dengan larutan NaOH 1,0 N. Hal ini bertujuan untuk mengetahui asam asetat yang teradsorpsi. Sebelum dilakukan titrasi, dimasukkan 3 tetes indikator phenopthalein (PP). Dari proses tersebut, didapat volume NaOH yang digunakan pada masing-masing larutan asam asetat yang berbeda konsentrasi tersebut. Setelah data diperoleh, selanjutnya dengan menggunakan konsep mol dapat dicari variabel-variabel yang terdapat pada persamaan Isotherm Freundlich, sehingga didapat tetapan adsorpsi.

(11)

PEMBAHASAN OLEH R.A. FEBY LAILANI BELLADINA (131411023)

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan besarnya harga tetapan adsorpsi isotherm menurut freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang. Percobaan ini dilakukan secara kuantitatif, yaitu dengan cara menghitung volume larutan asetat mula-mula sebelum ditambah karbon aktif dibandingkan dengan volume larutan asetat setelah ditambah karbon aktif, seperti yang tercantum di hasil percobaan. Dalam percobaan ini digunakan karbon aktif sebagai adsorben, asam asetat dengan berbagai konsentrasi sebagai adsorbat serta larutan NaOH 1,0 N sebagai larutan standar. Larutan asam asetat yang telah dibuat dalam berbagai konsentrasi dimasukkan arang aktif dan dikocok selama 30 menit. Bila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selisih ditentukan oleh dosis karbon aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel karbon aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama.

Peristiwa adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana asam asetat lebih mudah teradsorbsi dari pelarut (air), karena arang aktif (karbon) hanya mampu mengadsorpsi senyawa-senyawa organik.

Perubahan konsentrasi asam asetat sebelum dan sesudah adsorpsi dapat diketahui dengan cara mentitrasi filtrat yang mengandung asam asetat dengan larutan standar NaOH 1,0 N. Dengan memasukkan tiga tetes PP lalu titrasi dengan NaOH 1,0 N hingga berwarna pink. Konsentrasi awal asam asetat mempengaruhi volume titrasi yang digunakan. Semakin besar konsentrasinyanya semakin banyak larutan NaOH yang digunakan. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasi, letak antara molekulnya semakin berdekatan sehingga susah untuk mencapai titik ekivalen pada saat proses titrasi.

Dalam percobaan isoterm adsorpsi arang aktif digunakan larutan asam asetat dalam berbagai variasi konsentrasi, yaitu 0,4 N ; 0,6 N ; 0,8 N ; 1,0 N dengan volume masing-masing 25 ml. Dan dimasukkan 0,5 gram arang aktif pada masing- masing konsentrasi asam asetat.

Dalam percobaan ini, larutan asam asetat mendapat dua perlakuan yang berbeda. Pertama, asam asetat yang murni, tidak mendapat perlakuan apa-apa, sedangkan yang kedua ditambah dengan arang dan disaring. Kedua perlakuan ini dilakukan untuk membandingkan konsentrasi asam asetat yang dicampur arang dan asam asetat yang tidak

(12)

diberikan perlakuan khusus yang nantinya akan sama-sama dititrasi dengan larutan baku NaOH 1,0 N dengan indikator phenolphtalein. Indikator PP sangat peka terhadap gugus OH-yang terdapat pada larutan NaOH.

Pada percobaan ini akan ditentukan harga tetapan-tetapan adsorbsi isotherm Freundlich bagi proses adsorpsi CH3COOH terhadap arang. Variabel yang terukur pada percobaan adalah volume larutan NaOH 1,0 N yang digunakan untuk menitrasi CH3COOH. Setelah konsentrasi awal dan akhir diketahui, konsentrasi CH3COOH yang teradsorbsi dapat diketahui dengan cara pengurangan konsentrasi awal dengan konsentrasi akhir. Selanjutnya dapat dicari berat CH3COOH yang teradsorbsi. Setelah itu dapat dicari harga tetapannya dengan menggunakan persamaan Log (x/m) = log k + 1/n log c.

Dari data pengamatan dan hasil perhitungan, konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi lebih tinggi daripada setelah adsorpsi. Hal ini karena asam asetat telah diadsorpsi oleh arang aktif.

(13)

PEMBAHASAN OLEH RIKA MUSTIKA (131411024)

Pada praktikum kali ini, percobaan yang dilakukan bertujuan untuk mencari nilai konstanta adsorpsi berdasarkan persamaan isotherm Freundlich. Percobaan dilakukan dengan menghitung massa larutan asam asetat sebelum dan setelah terjadinya adsorpsi oleh arang aktif. Banyaknya arang aktif yang digunakan untuk mengadsorpsi dalam percobaan ini adalah sebanyak 0,5 gram. Adapun larutan asam asetat yang digunakan perlu distandarisasi dengan larutan NaOH (yang sebelumnya telah distandarisasi dengan larutan asam oksalat).

Dalam standarisasi larutan NaOH dengan larutan asam oksalat, diperlukan 0,63 gram kristal oksalat yang dilarutkan dalam 100 ml. Setelah dilakukan perhitungan, diperoleh normalitas asam oksalat sebesar 0,1 N. Adapun volume NaOH yang diperlukan yaitu sebanyak 2,9 ml, sehingga diperoleh normalitas NaOH sebesar 0,86 N.

Larutan asam asetat (1,0 N; 0,8 N; 0,6 N; 0,4 N) yang masing-masing volumenya 25 ml kemudian distandarisasi menggunakan larutan NaOH 0,86 N dan memerlukan NaOH sebanyak 27,5 ml; 20,5 ml; 15,3 ml; dan 10,8 ml sehingga diperoleh normalitas larutan asam asetat (sebelum adsorpsi) sebesar 0,946 N; 0,705 N; 0,526 N; dan 0,372 N. Dengan data normalitas tersebut, dapat dihitung massa asam asetat sehingga diperoleh 1,419 gram; 1,058 gram; 0,789 gram; dan 0,558 gram.

Larutan asam asetat yang telah ditambahkan arang aktif sebanyak 0,5 gram kemudian diaduk selama 30 menit. Setelah 30 menit, volume larutan asam asetat berkurang karena adanya adsorpsi oleh arang aktif (diperoleh volume filtrat asetat). Larutan asam asetat yang semula masing-masing 25 ml menjadi 20 ml; 22,5 ml; 20 ml; dan 23 ml. Normalitas asam asetat setelah adsorpsi adalah 0,925 N; 0,650 N; 0,439 N; dan 0,351 N. Dengan data normalitas tersebut, dapat dihitung massa asam asetat sehingga diperoleh 1,110 gram; 0,878 gram; 0,527 gram; dan 0,484 gram.

Setelah diperoleh semua data, dibuat grafik dengan mengalurkan

m x Log

terhadap log c, dengan x adalah massa larutan asam asetat yang teradsorpsi, m adalah massa arang aktif yang digunakan, dan c adalah konsentrasi asam asetat setelah adsorpsi. Setelah dibuat grafik, ternyata grafik tidak sesuai dengan teoritis. Seharusnya grafik yang diperoleh berupa garis linear, tapi berdasarkan percobaan, grafik yang diperoleh mengalami kenaikan kemudian turun lagi (zig zag) dikarenakan massa larutan asam asetat yang teradsorpsi juga tidak sebanding dengan kenaikan konsentrasi. Berdasarkan teori,

(14)

seharusnya semakin besar konsentrasi zat, massa yang teradsorpsinya juga semakin besar. Ketidaksesuaian antara hasil percobaan dengan teori dikarenakan kurang telitinya saat penimbangan arang aktif (tidak tepat 0,5 gram) sehingga larutan asam asetat yang teradsorpsinya menjadi berbeda, penimbangan kristal asam oksalat (tidak tepat 0,63 gram), dan alat-alat yang digunakan kurang bersih.

(15)

PEMBAHASAN OLEH NURISYA’BAN AZIEZAH (131411021)

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan besarnya tetapan Adsorpsi dari suatu adsorben yang berupa karbon aktif, adapun adsorbannya berupa asam asetat. Dalam pengolahan data praktikum digunakan persamaan Freundlich sehingga dalam pengolahan data diperoleh besarnya n dan k. Percobaan ini dilakukan dalam dua tahap, antara lain tahapan sebelum adsorpsi dilakukan untuk mencari konsentrasi awal

larutan asetat (CH3COOH) dan konsentrasi akhir larutan asetat (CH3COOH).

Dalam percobaan pertama untuk mengetahui konsentrasi awal dilakukan dengan cara titrasi asam asetat dengan Larutan NaOH 0,1 N. Asam asetat yang digunakan memilki normalitas berbeda yaitu 1,0 N, 0,8 N, 0,6 N dan 0,4 N. Melalui titrasi ini didapat volume NaOH, sehingga dapat ditentukan konsentrasi awal CH3COOH.Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, diperoleh N asam asetat yaitu 0,946 N; 0,705 N; 0,526 N; dan 0,372 N (konsentrasi asam asetat mula-mula) melalui perhitungan.

Dalam Percobaan kedua dilakukan dengan penambahan adsorben berupa karbon aktif sebanyak 0,5 gram kedalam masing-masing larutan asam asetat 25 ml yang memiliki normalitas berbeda yaitu 1,0 N, 0,8 N, 0,6 N dan 0,4 N . Setelah itu, dilakukan pengadukan agar adsorpsi merata. Setelah itu dilakukan penyaringan untuk memisahkan filtratnya dari proses adsorpsi tersebut. Untuk menentukan konsentrasi akhirnya, filtrat tersebut dititrasi dengan NaOH 0,1 N. Dari percobaan yang dilakukan , diperoleh normalitas asam asetat sebesar : 0,925 N; 0,650 N; 0,439 N; dan 0,351 N.

Berdasarkan dari pengolahan data, diketahui Pengurangan konsentrasi CH3COOH

dari keadaan awal mengindikasikan adanya konsentrasi CH3COOH yang teradsorpsi ke

dalam karbon aktif. Percobaan ini juga mencari nilai tetapan adsorpsi yang didapat melalui proses perhitungan. Dari pengolahan data yang dilakukan, diperoleh n sebesar 0,571 dan k sebesar 0,69016.

Dalam percobaan kali ini terdapat beberapa faktor kesalahan antara lain alat yang kurang bersih sehingga hasil yang didapatkan kurang maksimal dan lain-lain.

(16)

VIII. Kesimpulan

 Volume NaOH yang diperlukan dalam standarisasi adalah 2,9 ml sehingga diperoleh konsentrasi NaOH sebesar 0,86 N.

 Konsentrasi larutan asam asetat sebelum adsorpsi adalah 0,946 N; 0,705 N; 0,526 N; dan 0,372 N.

 Massa larutan asam asetat sebelum adsorpsi adalah 1,419 gram; 1,058 gram;

0,789 gram; dan 0,558 gram.

 Konsentrasi larutan asam asetat setelah adsorpsi adalah 0,925 N; 0,650 N; 0,439

N; dan 0,351 N.

 Massa larutan asam asetat setelah adsorpsi adalah 1,110 gram; 0,878 gram; 0,527

gram; dan 0,484 gram.

 Berdasarkan grafik, diperoleh nilai tetapan adsorpsi yaitu n=0,571 dan nilai k=0,69016.

 Ketidaksesuaian hasil percobaan dengan teori dikarenakan kurang telitinya saat

penimbangan arang aktif (tidak tepat 0,5 gram) sehingga larutan asam asetat yang teradsorpsinya menjadi berbeda, penimbangan kristal asam oksalat (tidak tepat 0,63 gram), dan alat-alat yang digunakan kurang bersih.

IX. Daftar Pustaka

1. Yahya, utoro dkk, (1982), Petunjuk Praktikum Kimia Fisika, Laboratorium Kimia Fisika FMIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

2. Bird, Tony (1987), Penuntun Praktikum Kimia Fisik Untuk Universitas, PT Gramedia, Jakarta.

3. Bassett, Jet all, (1987), Textbook of Quantitative Inorganic Analysis, 4th_edition,

John Wiley & Sons, New York.

4. Hulupi, Mentik dkk, (1996), Petunjuk Praktikum Kimia Fisika, Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik, Bandung.