ABSORBSI DAN ADSORPSI

(1)

ABSORBSI DAN ADSORPSI

(2)

Adsorpsi ≠ Absorbsi

• Absorbsi – fase fluida ditransfer dari satu medium ke medium lain (air

diabsorpsi oleh spon)

• Adsorpsi – komponen fase fluida (cairan atau gas) tertentu ditransfer dan dipertahankan pada bagian

permukaan padatan (partikel kecil terikat pada karbon)

(3)

• Absorbsi

masuknya solut ke dalam bahan padat (pada tingkat molekuler)

• Adsorpsi

proses dengan solut terakumulasi pada antarmuka cair-padat atau gas- padat

(4)

(5)

Aplikasi adsorpsi dalam proses di industri:

Dehumidifikasi

Penghilangan bau/warna/rasa

(6)

• Konsep Dasar:

Melibatkan dua fase

1) Fluida yang mengandung solut produk dan kontaminan 2) Padatan berpori (adsorben) yang secara selektif mengikat solut atau kontaminan

Proses melibatkan transfer komponen dalam fase cair ke permukaan padatan.

Melibatkan transfer massa dan kesetimbangan pada antarmuka padatan/fluida

(7)

• Adsorbat

Senyawa yang dihilangkan dari fase cair/gas

• Adsorben

Fase padat tempat akumulasi terjadi

• Contoh

Warna dapat dihilangkan dari air menggunakan karbon aktif.

Warna adalah adsorbat dan karbon aktif adalah adorben

(8)

8

Adsorbat

• Rasa dan Bau

• Senyawa Organik Sintetik

- Solven aromatik (benzen, toluen) - Pestisida , herbisida

• Humic substances

Senyawa organik alami, umumnya pembentuk warna, dengan ukuran molekul berkisar antara beberapa ratus sampai ratusan ribu

Halometan dapat terbentuk jika air yang mengandung humic substances diklorinasi.

Molekul metan dengan halogen (Cl, Br,...)

menggantikan H, beberapa bersifat karsinogen

(9)

Adsorbat

• Logam

Arsen, perak, merkuri

• Virus

• Senyawa anorganik lainnya Klorin, bromin

(10)

10

Adsorben

• Karbon Aktif

Mampu menghilangkan semua adsorbat

Adsorben paling populer

• Resin Sintetik

• Zeolit

Tanah pemucat dengan sifat Adsorpsi

• Silika gel

(11)

Karbon Aktif

• Karbon yang telah dipirolisis

(dipanaskan dengan sedikit oksigen) Membakar tar, menguapkan gas

Menghasilkan bahan dengan banyak pori sehingga mempunyai luas

permukan besar (500 - 1000 m²/g) Menghasilkan bagian Adsorpsi aktif

• Karbon bersifat non-polar, baik untuk

(12)

12

Activated Carbon Picture

Source: solomon.bond.okstate.edu/thinkchem97/experiments/lab7.html

(13)

Tipe

• PAC: Powdered activated carbon A fine powder, < 0.05 mm dia.

• GAC: Granular activated carbon 0.3 - 3 mm

(14)

Silica gel

• Paling banyak digunakan sebagai adsorben dalam kromatografi

kolom dan lapis tipis

• Dibuat dengan mengasamkan

sodium silikat dengan asam sulfat diikuti dengan pencusian dengan air dan pengeringan

• Sisi aktif silika gel merupakan kelompok hidroksil yang terikat pada atom silikon.

OH OH Si---O---Si

(15)

Tipe Adsorpsi

• Adsorpsi fisik

Hasil dari gaya intermolekuler yang menyebabkan

(16)

• Adsorpsi kimia (kemisorbsi) Hasil dari interaksi kimia

Sejumlah panas dilepaskan Irreversibel

Terdapat dalam katalisis

(17)

Adsorpsi Fisik

• Ikatan Elektrostatik

Partikel bermuatan berlawanan

• Interaksi Dipol-Dipol

Ikatan antara Dua Senyawa Polar Senyawa polar mempunyai

distribusi muatan yang tidak sama (satu ujung mempunyai muatan + yang lain bermuatan -)

(18)

18

• Ikatan Hidrogen

Interaksi dipol-dipol, melibatkan atom hidrogen dengan muatan positif

• Ikatan Van der Waals

Ikatan yang lemah disebabkan oleh dua molekul non polar yang

berdekatan menyebabkan

perubahan dalam distribusi muatan, menghasilkan ikatan dipol-dipol

(19)

Tahap Separasi Adsorpsi

1. Preadsorpsi: adsorben dalam fluida bebas solut

2. Menambahkan aliran proses termasuk solut produk dan solut lain

3. Adsorpsi terjadi, solut

(20)

4

.

Pencucian (tidak selalu) adsorben melepaskan impuritis yang tersisa 5. Elusi: merecover solut produk

6. Regenerasi adsorben

(21)

Adsorpsi

• Molekul cenderung berada pada tingkat energi yang lebih rendah

• Molekul dapat berada pada tingkat

energi yang lebih rendah dengan cara melekat pada permukaan padatan

senyawa hidrofob

(22)

22

Kesetimbangan

• Pada kesetimbangan:

Terlarut dalam fase cair

Teradsorpsi pada adsorben fase padat

• Adsorpsi bersifat reversibel:

Desorbsi

(23)

Adsorption chromatography

• Fase stasioner dalam adsorption chromatography disebut adsorben

• Jika cairan digunakan sebagai fase mobil disebut Liquid-Solid Chromatography

(LSC) e.g. TLC and HPLC

(24)

Pada adsorption chromatography terdapat dua tipe gaya:

• Gaya tarik solut pada adsorben (fase stasioner)

• Gaya yang melepaskan solut dari adsorben untuk bergerak bersama fase mobil

(25)

Gaya tarik:

(26)

Gaya penyebab pergerakan solut

• Elusi:

Kecenderungan solut terlarut dan bergerak dengan fase mobil.

Solven yang digunakan sebagai fase mobil harus mampu melarutkan solut sehingga terjadi kompetisi dengan gaya adsorpsi dari fase stasioner.

Jika digunakan solven yang sangat kuat, maka akan mencuci solut tanpa pemisahan.

(27)

• Displacement:

Dalam kasus molekul solven berkompetisi dengan solut pada sisi adsorpsi fase stasioner.