Percobaan 03 kimi fisika isoterm adsorpsi.doc

(1)

Percobaan 3 Percobaan 3

PROSES ADSORPSI ISOTERM LARUTAN PROSES ADSORPSI ISOTERM LARUTAN

II.. TTUUJJUUAANN

Mengkaji proses dan hasil adsorpsi aseton atau asam asetat pada karbon aktif.

II.. DDAASSAAR R TTEEOORRII

Isoterm adsorpsi adalah penyerapan oleh suatu zat pada suhu atau temperatur yang sama.Variasi keluasan adsorbsi tegantung dari luas permukaan zat pengadsorbsi,karena semakin luas permukanan zat

mengadsorbsi makin semakin besar penyerapan terjadi.Pada zat kimia zat adsorbsi sangat diperlukan .Kebanyakan zat adsorbsi digunakan adalah karbon aktif, ini disebabkan karbon aktif memiliki kapasitas daya serap yang kuat.Oleh karena itu karbon aktif sering digunakan untuk obat penawar racun.

Larutan adalah campuran dua zat atau lebih dimana ada zat terlarut (solven) dan zat pelarut.Penggunaan karbon aktif dimaksudkan sejauh mana pengaruh penyerapan suatu zat pada laruta n terhadap terhadap kesetimbangan zat tersebut.Hal inilah dinamakan dengan isoterm adsorpsi dari larutan,ini sering kali dinyatakan dengan isoterm adsorpsi klasik atau isoterm adsorpsi Freundlich.

Adapun persamaan isoterm Freundlich yaitu :

a = k.c

1/n1/n

dengan

a = massa zat yang teradsorpsi tiap satuan massa adsorben c = konsentrasi kesetimbangan zat teradsorpsi

k dan n = konstanta

Bila dimasukkan kedalam persamaan linear adalah seperti berikut :

Log a = log k + 1/n log c

(2)

Jadi log a fungsi linear log c dengan kemiringan 1/n dan intersepsi log k.Jadi adsorpsi terbatas pada lapisan tunggal (eka-lapis).

Jenis absorpsi Jenis absorpsi

Absorpi ada dua jenis, yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Pada absorpsi fisika, absorpsi diakibatkan oleh gaya Van Der Walls yang ada pada permukaan absorbens. Panas absorbsi fisika biasanya rendah dan

lapisan yang terjadi pada permukaan absorbens biasanya lebih dari satu molekul.

Pada absorpsi kimia, terjadi antara zat yang diserap dan adsorbens. Lapisan molekul pada permukaan absorbens hanya satu lapis panas absorpsinya tinggi.

Dalam hal tertentu, gas diserap dalam keadaan utuh pada permukaan absorbens. Dalam keadaan lain, seperti hidrogen pada permukaan Pt hitam, molekulnya terpecah menjadi atom-atom. Akibat dari hal ini ialah hidrogen menjadi aktif sekali, karena itu Pt selalu dipakaisebagai katalisator untuk reaksi-reaksi dengan hidrogen.

Arang merupakan adsorbens yang paling baik dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan. Zat ini banyak dipakai pabrik untuk menghilangkan zat warna dalam larutan.

Penyerapan dari zat larutan, mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut atau pelarut. Bila dalam larutan ada dua zat atau lebih, zat yang satu akan diserap lebih kuat dari yang lain. Zat-zat yang dapat menurunkan tegangan muka antara, lebih kuat diserap.

IIII.. AALLAAT T DDAAN N BBAAHHAANN

A. Alat

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah tutup karet, kertas saring, erlenmeyer, beker gelas 250 ml dan 100 ml, pipet 5, 10, 25 ml, corong pisah, buret, labu titrasi, dan gelas arloji.

B. Bahan

Bahan yang digunakan untuk percobaan ini adalah karbon aktif, NaOH 0,1 N; asam asetat 1 N, indikator pp.

(3)

IIII.. PPRROOSSEEDDUUR R KKEERRJJAA

Asam asetat 1 M

Menitrasi filtrat dengan NaOH, - konsentrasi 0,8 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,6 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,4 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,2 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,1 M sebanyak 50 ml 10 ml asam asetat

- menitrasi dengan 0,5 M NaOH dan indikator fenolflatein

- menitrasi filtrat dilakukan 2 kali untuk setiap larutan 1 gram karbon aktif

- mengambil dari setiap larutan asam asetat 25 ml - memasukkan larutan itu pada 1 gram karbon aktif - mengaduk dan mengocok beberapa saat

- menutup dengan kertas saring selama 30 menit kertas saring

- menitrasi dengan larutan standar 0,5 M NaOH masing-masing 10 ml

- menitrasi dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap larutan

(4)

II

III.I. HAHASISIL L PEPERCRCOBOBAAAAN N DADAN N PEPEMBMBAHAHASASANAN A. 1. Tabel hasil pengamatan

No Langkah pengamatan Hasil pengamatan 1. Membuat 5 sampel asetat

• Konsentrasi 0,8 M

V1= 40 ml

• Mengambil 10 ml larutan • _{Menitrasi dengan NaOH}

sebanyak 2x + indikator PP

V1= 30 ml

• Mengambil 10 ml larutan • Menitrasi dengan NaOH

V1= 20 ml

V1= 10 ml

sebanyak 2x + indikator PP • Konsentrasi 0,1 M Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 5,9 ml Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 4,3 ml Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 3 ml Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 1,6 ml

(5)

V1= 0,5 ml

sebanyak 2x + indikator

Warna bening

Warna ungu Vrata-rata= 1,15 ml

2. Membuat 5 sampel asetat

• Konsentrasi 0,8 M V1= 40 ml • Mengambil 25 ml larutan + karbon aktif 1 gr • Mengocok dan mengaduk • Menunggu 30 menit • _Menyaring • Menitrasi (NaOH + PP) • Konsentrasi 0,6 M V1= 30 ml • Mengambil 25 ml larutan + karbon aktif 1 gr • Mengocok dan mengaduk • Menunggu 30 menit • Menyaring • Menitrasi (NaOH + PP) • Konsentrasi 0,4 M V1= 20 ml • Mengambil 25 ml larutan + karbon aktif 1 gr • Mengocok dan mengaduk • Menunggu 30 menit Warna hitam Warna hitam Endapan Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 4,3 ml Warna hitam Warna hitam Endapan Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 3 ml Warna hitam Warna hitam Endapan

(6)

• Menyaring • Menitrasi (NaOH + PP) • Konsentrasi 0,2 M V1= 10 ml • Mengambil 25 ml larutan + karbon aktif 1 gr • Mengocok dan mengaduk • Menunggu 30 menit • Menyaring • Menitrasi (NaOH + PP) • Konsentrasi 0,1 M V1= 0,5 ml • Mengambil 25 ml larutan + karbon aktif 1 gr • Mengocok dan mengaduk • Menunggu 30 menit • Menyaring • Menitrasi (NaOH + PP) Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 2 ml Warna hitam Warna hitam Endapan Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 1,2 ml Warna hitam Warna hitam Endapan Warna bening Warna ungu Vrata-rata= 0,75 ml A.2. Perhitungan A.2. Perhitungan

(7)

Diketahui :  a1(titrasi pertama) = 5,9 ml  a2(titrasi pertama) = 4,3 ml  a3(titrasi pertama) = 2,9 ml  a4(titrasi pertama) = 1,6 ml  a5(titrasi pertama) = 1,15 ml  b1(titrasi kedua) = 4,3 ml  b2(titrasi kedua) = 3 ml  b3(titrasi kedua) = 2 ml  b4(titrasi kedua) = 1,2 ml  b5(titrasi kedua) = 0,75 ml Ditanya :

1. konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi ? 2. massa asetat sebelum adsorpsi ?

3. konsentrasi asam asetat setelah adsorpsi ? 4. massa asetat setelah adsorpsi ?

Penyelesaian :

1. konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi (Ca) VCH3COOH. MCH3COOH= V NaOH. M NaOH

10 ml . MCH3COOH= 5,9 ml (0,5) MCH3COOH= ml ml ml mmol 10 9 , 5 . / 5 . 0 = 0,295 M

2. massa asam asetat sebelum adsorpsi (ma)

ma= ml ml 10 25 . 5,9 ml . 0,5 mmol/ml . 60 = 442,5 mg

3. massa asam asetat setelah adsorpsi (m b)

m b= ml ml 10 25 . 4,3 ml . 0,5 mmol/ml . 60 = 322,5 mg

(8)

4. konsentrasi asam asetat setelah adsorpsi (C b)

VCH3COOH. MCH3COOH= V NaOH. M NaOH

10 ml . MCH3COOH= 4,3 ml (0,5) MCH3COOH= ml ml ml mmol 10 3 , 4 . / 5 , 0 = 0,215 M

5. jumlah asam asetat yang diadsorpsi (Xi) Xi = ma- m b = [ ml ml 10 25 . (5,9 – 4,3).0,5. 60]mg . ₁₀₀₀1 gr _mg = 0,12 gr Hasil perhitungan No Ca Cb ma m b Xi 1. 0,295 M 0,215 M 442,5 mg 322,5 mg 0,12 gr 2. 0,215 M 0,15 M 322,5 mg 225 mg 0,0975 gr 3. 0,15 M 0,1 M 225 mg 150 mg 0,0754 gr 4. 0,08 M 0,06 M 120 mg 90 mg 0,03 gr 5. 0,0575 M 0,0375 M 86,25 mg 56,25 mg 0,03 gr A.3. grafik A.3. grafik 1. grafik x/m Vs C 2.grafik log x/m Vs C

log x/m lawan log C log x/m lawan log C

-1.5 -1 -0.5 0 -2 -1 0 Log C Log C l o g x / m log C Kurva x/m lawan C Kurva x/m lawan C 0 0.1 0.2 0.3 0 0.05 0.1 0.15 C C x / m C

(9)

3. grafik c/(x/m) Vs C

B. Pembahasan B. Pembahasan

Pada percobaan ini asam asetat normal diencerkan dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu, 0,8 M; 0,6 M; 0,4 M; 0,2 M; 0,1 M masing-masing 50 ml. Sebelum dititrasi dengan NaOH dan indikator PP, larutan masih berwarna bening, setelah dititrasi larutan berwarna ungu dengan V rata-rata yang berbeda. Dengan konsentrasi yang lebih kecil maka Vrata-rata hasil titrasi semakin kecil, sebaliknya dengan konsentrasi yang besar maka Vrata-rata juga semakin besar.

Pada saat larutan diberi karbon aktif 1 gr, maka larutan menjadi berwarna hitam, dan dibiarkan beberapa menit larutan tadi membentuk

endapan, setelah dititrasi dengan NaOH dan indikator PP maka larutan tadi warnanya menjadi ungu.adsorpsi pada percobaan ini terjadi antara zat padat, yaitu karbon aktif dengan zat cair, yaitu larutan asam asetat. Karbon

aktif merupakan adsorbrns yang paling banyak dipakai untuk menyerap

Kurva c/(x/m) lawan C Kurva c/(x/m) lawan C 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 2 4 C C c c / / ( ( x x / / m m ) ) Series1

(10)

zat-zat dalam larutan, karena permukaannya yang sangat halus sehingga adsorpsi dapat terjadi disetiap permukaan. Peristiwa adsorpsi ini terjadi karena adanya gaya tarik antara molekul dipermukaan adsorbens dalam hal ini adalah karbon aktif.

Konsentrasi asam asetat yang terserap dan tidak terserap berbeda dengan konsentrasi pada saat diencerkan. Konsentrasi asam asetat yang tidak terserap nilai normalitasnya lebih kecil daripada nilai normalitas awal dan nilai normalitas yang terserap.

Adsorpsi karbon aktif umunya, terdapat molekul-molekul dari asam asetat dalam larurtannya pada temperatur yang tetap,bergantung pada konsentrasi dari asam asetatnya. Adsorpsi dan desorpsi (pelepasan) merupakan suatu proses kesetimbangan yang terjadi dalam asam asetat.

Dari hasil perhitungan dan percobaan yang dilakukan dapat diketahui proses dan hasil adsorpsi asam asetat dengan volume tertentu pada suatu karbon aktif.

Reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

IIVV.. KKEESSIIMMPPUULLAANN

1. Jenis adsorpsi yamg dipakai pada percobaan ini adalah adsorpsi isoterm 2. Karbon aktif dapat digunakan srbagai adsorbens untuk menyerap zat-zat

dalam suatu larutan

3. Konsentrasi asam asetat yang tidak terserap normalitasnya lebih kecil daripada normalitas awal dan yang terserap

4. Adsorpsi karbon aktif pada temperatur pada konsentrasi dari asam asetat.

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

(11)

Bird, Tony. 1987. KIMIA FISIKA UNTUK UNIVERSITAS . PT. Gramedia. Jakarta. 309.

Sukardjo, Prof. Dr.1984. KIMIA ANORGANIK . Kineka Cipta. Yogyakarta.290, 292,293, 295.

PERCOBAAN 3 PERCOBAAN 3

(12)

PROSES ADSORPSI ISOTERM LARUTAN PROSES ADSORPSI ISOTERM LARUTAN

V

V.. TTUUJJUUAAN N PPEERRCCOOBBAAAANN

Mempelajari secara kuantitatif sifat-sifat adsorpsi zat terlarut dari suatu larutan pada permukaan karbon aktif.

V

VII.. PPRROOSSEEDDUUR KR KEERRJJAA

Asam asetat 1 M

Menitrasi filtrat dengan NaOH, - konsentrasi 0,8 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,6 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,4 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,2 M sebanyak 50 ml - konsentrasi 0,1 M sebanyak 50 ml 10 ml asam asetat

- menitrasi dengan 0,5 M NaOH dan indikator fenolflatein

- menitrasi filtrat dilakukan 2 kali untuk setiap larutan

1 gram karbon aktif

- mengambil dari setiap larutan asam asetat 25 ml - memasukkan larutan itu pada 1 gram karbon aktif - mengaduk dan mengocok beberapa saat

- menutup dengan kertas saring selama 30 menit

(13)

- menitrasi dengan larutan standar 0,5 M NaOH masing-masing 10 ml

- menitrasi dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap larutan

Hasil

Mengencerkan sampai 100 ml

Ditempatkan berturut-turut dan ditambahkan

Memasukkan dan mengocok selama 15 menit

Menyaring isi l abu 10 ml asam asetat normal

5 gr cuplikan karbon aktif

Masing-masing labu

(14)

Mengambil untuk filtrat

-2 ml dari 100 ml untuk pengenceran 100 ml -5 ml dari 100 ml untuk pengenceran 50 ml -10 ml dari 100 ml untuk pengenceran 20 ml -25 ml dari 100 ml untuk pengenceran 10 ml -50 ml dari 100 ml untuk pengenceran 4 ml -50 ml dari 100 ml untuk pengenceran 2 ml filtrat

(15)

Menambah 3 tetes pp

Mentitrasi masing-masing

VI

VIII.. DADATTA HA HASASIIL PL PENENGAGAMMATATANAN

No V sampel (ml) V pengenceran (ml) V pemipetan (ml) V titrasi (ml) 1 110000 110000 22 1515,,66 2 5500 110000 55 1818,,55 3 2200 110000 1100 1313,,88 4 1100 110000 2255 1414,,99 5 44 110000 5500 5,,555 6 6 22 110000 5500 3,,535 NaOH 0,1 N Hasil

(16)

VI

VIIII.I. PPEMEMBABAHHASASANAN

Pada percobaan ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar atau sejauh mana proses dan hasil adsorpsi terhadap kestimbangan reaksi dimana larutan yang mengandung asam asetat,nantinya akan ditambahkan karbon aktif.Mula-mula sampel dipipet dimana normalitasnya telah diketahui,lalu dienceerka.Pada percobaan ini ada enam (6)perlakuan,yatiu: Untuk sampel 2 ml diencerkan sampai 100 ml,yang dipipet hanya 50 ml,untuk sampel 4 ml diencerkan sampai 100 ml,yang dipipet hanya 50 ml,untuk sampel 10 ml diencerkan sampai 100 ml,yang dipipet hanya 25 ml,untuk sampel 20 ml diencerkan sampai 100 ml,yang dipipet hanya 10 ml,untuk sampel 50 ml diencerkan sampai 100 ml,yang dipipet hanya 5 ml,dan untuk sampel 100 ml tidak diencerkan lagi ,yang dipipet hanya 2 ml.

Kemudian ditimbang 3 gr karbon aktif,dimasukkan ke masing-masing labu sebanyak 3 gr juga.Pada tahan ini dilakukan pengocokan,adapun fungsi pengocokan hanyalah agar karbon aktif bereaksi sempurna demgan zat dalam sampel.Hasil pengocokan setelah

(17)

Untuk tahap titrasi menggunakan indikator fenolftalein,penggunaan fenolftalein tersebut karena lebih memungkinkan titik ekivalen cepat terjadi.Ini disebabkan Suasana reaksi nanti akan menjadi basa karena dititrasi dengan NaOH yang merupakan basa kuat.

Pada percobaan ini didapat,untuk sampel 2ml yang dipipet diperoleh aa sebesar 0,008,dan log aa sebesar -2,05. untuk sampel 5ml yang dipipet diperoleh aa sebesar 0,013,da n log aa sebesar –1,88. untuk sampel 10ml yang dipipet diperoleh aa sebesar 0,0124 dan log aa sebesar – 1,906,untuk sampel 25 ml yang dipipet diperoleh aasebesar 0,0202,dan log a

a sebesar –1,609. untuk sampel 50 ml yang dipipet diperoleh aa sebesar 0,029,dan log aa sebesar –1,537. untuk sampel 2ml yang dipipet diperoleh a

a sebesar 0, 013,dan log aa sebesar –1,886.

IIXX.. KKEESSIIMMPPUULLAANN

Dari percobaan diatas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

(a) Isoterm adsor psi larutan adalah reaksi penyerapsan oleh adsorban pada larutan sehingga konsentrasi zat teradsorpsi terpengaruh yang berlangsung dalam temperatur yang sama.

(b) Besarnya massa zat yang teradsorbsi dipen garuhi oleh besarnya massa adsorben sebagai zat pengadsorbsi dikalikan dengan konsentrasi larutan. (c) Dari grafik dapat diperoleh persamaan y = ….x + dengan slope 1/N

dan intercept sama dengan log k.

(d) Pada percobaan ini didapat,untuk sampel 2ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0,008,dan log a sebesar -2,05.; sampel 5ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0,013,dan log a sebesar –1,88. ; sampel 10 ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0,0124 dan log a sebesar –1,906. ; sampel 25 ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0,0202,dan log a sebesar –1,609. ; sampel 50 ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0,029,dan log a sebesar –1,537. untuk sampel 2ml yang dipipet diperoleh a sebesar 0, 013,dan log a sebesar– 1,886

(18)

LAMPIRAN LAMPIRAN

PERHITUNGAN PERHITUNGAN

 Asam asetat normal 100 mL

Diketahui : N NaOH = 0,1 N V NaOH = 15,6 mL V CH3COOH = 2 mL

N CH3COOH = 1 N

BM CH3_{COOH = 60 gr/mol}

massa adsorban = 3 gram Ditanya : C, a = …?

Jawab : C = N NaOH x V NaOH V CH3COOH

= 0,1 N x 15,6 mL 2 mL = 0,78 N

a = (N mula-mula - N titrasi) x V CH3COOH x BE CH3COOH

3 gr = ( 1 – 0,78 )N x 0,002 L x 60 gr/mol

(19)

3 gr = 0,0088

log a = - 2,05

 Asam asetat pengenceran 50 mL dalam 100 mL larutan

* Normalitas setelah pengenceran V1 x N1 = V2 x N2 50 x 1 = 100 x N2 N2= 50 x 1 100 = 0,5 N Diketahui : N NaOH = 0,1 N V NaOH = 18,5 mL V CH3COOH = 5 mL N CH3COOH = 0 ,5 N BM CH3COOH = 60 gr/mol

= 0,1 N x 18,5 mL 5 mL = 0,37 N

3 gr = ( 0,5 – 0,37 )N x 0,005 L x 60 gr/mol

3 gr = 0,013

log a = -1,886

* Normalitas setelah pengenceran V1 x N1 = V2 x N2 20 x 1 = 100 x N2 N2= 20 x 1 100 = 0,2 N Diketahui : N NaOH = 0,1 N

(20)

V NaOH = 13,8 mL V CH3COOH = 1 0 mL

N CH3COOH = 0 ,2 N

BM CH3COOH = 60 gr/mol

= 0,1 N x 13,8 mL 10 mL = 0,138 N

3 gr = ( 0,2 – 0,138 )N x 0,01 L x 60 gr/mol

3 gr = 0,0124

log a = -1,906

* Normalitas setelah pengenceran V1 x N1 = V2 x N2 10 x 1 = 100 x N2 N2= 10 x 1 100 = 0,1 N Diketahui : N NaOH = 0,1 N V NaOH = 14,9 mL V CH3COOH = 2 5 mL N CH3COOH = 0 ,1 N BM CH3COOH = 60 gr/mol

Jawab : C = N NaOH x V NaOH V CH3_COOH

= 0,1 N x 14,9 mL 25 mL

(21)

= 0,0596 N

3 gr

= ( 0,1 - 0,0596 )N x 0,025 mL x 60 gr/mol 3 gr

= 0,0202 log a = -1,69

* Normalitas setelah pengenceran V1 x N1 = V2 x N2 4 x 1 = 100 x N2 N2= 4 x 1 100 = 0,04 N Diketahui : N NaOH = 0,1 N V NaOH = 5,5 mL V CH3COOH = 50 mL N CH3COOH = 0 ,1 N BM CH3COOH = 60 gr/mol

= 0,1 N x 5,5 mL 50 mL = 0,011 N

3 gr

= ( 0,04 – 0,011 )N x 0,05 L x 60 gr/mol 3 gr

= 0,029 log a = -1,537

* Normalitas setelah pengenceran V1 x N1 = V2 x N2

(22)

N2= 2 x 1 100 = 0,02 N Diketahui : N NaOH = 0,1 N V NaOH = 3,5 mL V CH3COOH = 50 mL N CH3COOH = 0 ,1 N BM CH3COOH = 60 gr/mol

= 0,1 N x 3,5 mL 50 mL = 0,007 N

3 gr

= ( 0,02 – 0,007 )N x 0,05 L x 60 gr/mol 3 gr

= 0,013 log a = -1,886

Isoterm adsorpsi Freudlich

 a = k • C 1/n

 log a = log (k • C1/n₎  log a = log k + log C1/n  log a = log k + 1/n log C

 y = a + bx

Berdasarkan grafik yang telah dibuat, didapatkan persamaan garis sebagai berikut :

 y = 0,6473 x + 0,0659 Jadi, didapatkan nilai :

Slop = 1/n = 0,6473