Cara termudah untuk membentuk tetesan adalah dengan membiarkan cairan mengalir perlahan dari tabung vertikal berdiameter kecil. Cincin tersebut digantung dan dicelupkan ke dalam cairan lalu perlahan-lahan ditarik ke atas melalui permukaan cairan. Bertambah atau berkurangnya zat cair dalam pipa kapiler disebabkan oleh tegangan permukaan (γ) yang bekerja pada keliling zat cair yang bersentuhan dengan pipa.
Meniskus adalah suatu sifat zat cair berupa kelengkungan yang terjadi pada permukaan zat cair ketika zat tersebut berada dalam tabung atau bukaan sempit. Meniskus cekung, suatu keadaan dimana permukaan suatu zat cair berada dalam tabung/bejana sempit yang tampak melengkung ke bawah. Hal ini disebabkan karena gaya adhesi antara molekul zat cair dengan molekul atau volume wadah lebih besar dibandingkan gaya kohesif antar molekul zat cair.
Sedangkan meniskusnya cembung, yaitu keadaan permukaan zat cair berada dalam tabung/wadah sempit yang tampak melengkung ke atas. Hal ini disebabkan karena gaya kohesif zat cair lebih besar dibandingkan gaya adhesi antara zat cair dengan wadah atau volume tabung/wadah. Bila gaya kohesif zat cair lebih besar dari gaya adhesi, maka sudut kontak yang terbentuk biasanya lebih kecil dari 90o maka permukaan zat cair akan naik (gambar a).
Jika gaya adhesi antara zat cair dengan pipa kapiler lebih besar dari pada gaya kohesif antar molekul zat cair, maka permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan naik, begitu pula sebaliknya.
Contoh peristiwa tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari!
Suatu proses yang melibatkan daya tarik material dari satu fasa dan konsentrasinya pada permukaan fasa lain (akumulasi antar permukaan = akumulasi pada batas). Banyaknya gas yang teradsorpsi tergantung pada : - sifat adsorben, luas permukaan adsorben - sifat adsorbat : suhu kritis gas. Molekul gas teradsorpsi secara fisik pada permukaan benda padat tanpa batas - Tidak ada interaksi antar lapisan adsorpsi.
Semakin tinggi tekanan gas, semakin banyak molekul gas yang dapat teradsorpsi pada permukaan zat padat atau cair. Semakin tinggi konsentrasi adsorbat maka semakin banyak molekul yang dapat teradsorpsi pada permukaan zat padat atau cair. Semakin lama waktu kontak maka semakin banyak molekul yang dapat teradsorpsi pada permukaan zat padat atau cair.
Reaksi padat yang dikatalisis ini melibatkan proses adsorpsi, yang menjelaskan mengapa adsorbat tertarik pada permukaan adsorben (katalis). Mekanisme Riedel yang terjadi ketika nanopartikel tertarik pada permukaan adsorben akan menempel pada partikel lain yang sudah ada pada permukaan adsorben dan kemudian terlepas. Pada kondisi tersebut, interaksi antara adsorbat dengan adsorben cenderung lebih kuat dan stabil, karena adsorben tidak dapat bergerak dan mengalami perubahan konformasi yang signifikan.
Hal ini dapat mempengaruhi interaksi antara adsorbat dengan adsorben, karena adsorben menjadi lebih fleksibel dan mampu beradaptasi terhadap berbagai konformasi yang diperlukan untuk berinteraksi dengan adsorbat. Pada kondisi tersebut, interaksi antara adsorbat dengan adsorben cenderung lemah dan kurang stabil, karena adsorben dapat mengalami perubahan konformasi yang signifikan dan dapat bergerak bebas. Perubahan ukuran katalis dari gumpalan, nanopartikel, menjadi partikel tunggal dapat mempengaruhi efektivitas proses katalis.
Kecepatan reaksi katalisis dapat ditentukan oleh cepat tidaknya proses difusi adsorbat ke permukaan adsorben atau efektifitas pembentukan ikatan antara adsorbat dengan sisi aktif adsorben yang tertanam (katalis). Pada percobaan PFO, konsentrasi awal adsorbat sangat tinggi sehingga reaksi antara adsorbat dan katalis dapat segera selesai. Pada percobaan PSO, konsentrasi awal adsorbat rendah sehingga reaksi antara adsorbat dan katalis terjadi secara lambat.
Dalam hal ini, laju reaksi bergantung pada efektivitas pembentukan ikatan antara adsorbat dan situs aktif adsorben. Pada percobaan difusi intrapartikel, konsentrasi awal adsorbat juga rendah, sehingga reaksi antara adsorbat dan katalis terjadi secara lambat.
Prediksikan mengapa Ni lebih terikat ke permukaan graphene dibanding logam lain?
Terangkan isotermis mana yang dapat diberlakukan untuk menerangkan fenomena adsorpsi Ni oleh graphene!
Graphene (padatan) saat ini sedang dikembangkan sebagai adsorben logam berat terlarut seperti Ag+, Cu2+, Ni2+ dan Zn2+. Jika graphene dapat direkayasa untuk mengkatalisis reaksi Ni dengan hidrogen membentuk NiH+, jelaskan dua mekanisme reaksi yang dapat dimulai.
Jika larutan yang mengandung keempat logam terlarut dilewatkan graphene yang ditempatkan dalam kolom penukar ion, terangkan fenomena pemisahan
Pada resin penukar ion terjadi pertukaran ion, baik kation maupun anion, tergantung pada jenis resin yang digunakan. Kelarutan rendah: Resin harus cukup lembam terhadap larutan yang dilewatinya sehingga tidak larut atau terurai saat digunakan. Kapasitas adsorpsi: Resin harus mampu menarik ion-ion tertentu dari larutan, sehingga harus mempunyai situs aktif yang cukup kuat untuk berinteraksi dengan ion target.
Kapasitas pertukaran ion yang tinggi: resin harus memiliki kapasitas pertukaran ion yang tinggi, yaitu jumlah ion yang dapat diserap dan ditukar dengan ion lain. Ukuran pori yang sesuai: resin harus memiliki ukuran pori yang cukup besar untuk memungkinkan larutan menembus ke dalam struktur resin, tetapi juga cukup kecil untuk menarik ion target dan tidak keluar dari resin. Biaya terjangkau: resin harus memiliki biaya produksi yang terjangkau sehingga dapat digunakan secara luas dalam aplikasi industri dan laboratorium.. kation ini dapat menggantikan H+ atau OH- karena memiliki afinitas yang lebih besar terhadap gugus fungsi pada permukaan resin.. untuk fungsi yang lebih kecil. afinitas ion H+ atau OH- maka pertukaran ion tidak akan terjadi.
Karena ion kalsium dan magnesium bermuatan positif, mereka tertarik pada resin penukar ion dan menempel pada permukaannya. Proses penjernihan air menggunakan resin penukar ion dapat dilakukan dengan melewatkan air yang mengandung ion kalsium dan magnesium melalui kolom resin penukar ion. Ion kalsium dan magnesium akan tertarik ke permukaan resin dan digantikan oleh ion natrium atau kalium pada permukaan resin.
Air yang keluar dari kolom resin penukar ion akan memiliki kandungan ion kalsium dan magnesium yang lebih rendah dibandingkan sebelumnya. Pada tahap selanjutnya, resin penukar ion yang jenuh dengan ion kalsium dan magnesium harus diregenerasi. Proses regenerasi dilakukan dengan mengalirkan larutan yang mengandung ion natrium atau ion kalium yang lebih kuat ke dalam kolom resin penukar ion. Ion natrium atau kalium ini akan menggantikan ion kalsium dan magnesium pada permukaan resin dan membuat resin siap digunakan. lagi untuk proses penjernihan air selanjutnya.
Proses pertukaran ion pada resin penukar ion dapat dikategorikan sebagai fisisorpsi atau kemisorpsi tergantung pada sifat kimia resin dan ion yang dipertukarkan. Secara umum pertukaran ion pada resin penukar ion melibatkan mekanisme fisisorpsi yaitu adsorpsi ion pada permukaan resin melalui gaya van der Waals atau ikatan hidrogen. Namun jika terjadi reaksi kimia antara ion-ion yang ditukar dengan resin penukar ion, maka proses pertukaran ion tersebut dapat dimasukkan dalam kategori kemisorpsi.
