Post on 08-Dec-2015
description
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 DASAR TEORI
II.1.1 Adsorpsi
Adsorpsi adalah penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain.
Fenomena ini melibatkan interaksi fisik, kimia, dan gaya elektrostatik
antara adsorbat dengan adsorben pada permukaan adsorben. Ada
dua macam adsorpsi yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia.Dalam
adsorpsi fisika, molekul-molekul teradsorpsi pada permukaan dengan
ikatan yanglemah (bersifat reversible, dengan cara menurunkan
tekana gas atau konsentrasi zat terlarut).Sedangkan adsorpsi kimia
melibatkan ikatan koordinasi sebagai hasil penggunaan elektron
bersama-sama adsorben dan adsorbat (Sukardjo, 1990).
Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat
pada permukaan lain sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya
pada permukaan tersebut. Untuk adsoprsi dalam larutan, jumlah zat
yang teradsorpsi bergantung pada bebrapa faktor : jenis adsorben,
jenis adsorbat atau zat yang teradsorpsi, luas permukaan adsorben,
konsentrasi zat terlarut, dan temperatur. Bagi suatu sistem adsorpsi
tertentu hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan
luas atau per satuan berat adsorben dengan konsentrasi zat terlarut
pada temperatur tertentu disebut isoterm adsorpsi. Oleh Freundlich,
adsorpsi dinyatakan sebagai (Bird, 1993).
Adsorben adalah zat yang mengadsorpsi zat lain. yang memiliki
ukuran partikel seragam, kepolarannya samadengan zat yang akan
diserap dan mempunyai berat molekul besar. Adsorbat adalah zat
yangteradsorpsi zat lain. Fakttor-faktor yang mempengaruhi
kapasitas adsorpsi antara lain, luas permukaan adsorben, ukuran pori
adsorben, kelarutan zat terlarut, pH, dantemperatur (Castellan,1982).
Kinetika adsorpsi menyatakan adanya proses penyerapan suatu
zat oleh adsorben dalam fungsi waktu. Adsorpsi terjadi pada
II-1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 2
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
permukaan zat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada zat
padat. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair.
Mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi yang diserap hanya pada
permukaan saja (Sukardjo, 1990).
Isoterm adsorpsi merupakan keadaan kesetimbangan yaitu
tidak ada lagi perubahan konsentrasi adsorbat baik di fase terjerap
maupun fase gas atai cair. Isoterm adsorpsi biasanya digambarkan
dalam bentuk kurva berupa plot distribusi kesetimbangan adsorbat
antara fase padat dengan fase gas atau cair pada suhu konstan
(Kundari, 2008).
Adsorpsi isoterm adalah hubungan yang menunjukkan distribusi
adsorben antara fase teradsorbsi pada permukaan adsorben dengan
fase ruah kesetimbangan pada temperatur tertentu. Ada tiga jenis
hubungan matematik yang umumnya digunakan untuk
menjelaskanisoterm. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben
mempunyai permukaan yangheterogen dan tiap molekul mempunyai
potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaanini merupakan
persamaan yang dikemukakan oleh Freundlich. Persamaannya adalah
:
x/m = k C1/n
Dimana:
x = banyaknya zat terlarut yng teradsorpsi (mg)
m = massa adsorben (mg)
C = konsentrasi adsorben yang samak,
n = konstanta adsorben
Dari persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa bila suatu
sistem memenuhi proses isoterm adsorpsi freundlich, maka aluran log
x/m terhadap log C merupakan garis lurus. Dari garis tersebut dapat
dievaluasi tetapan-tetapan k dan n. Dengan kata lain, jika log x/m di
plot sebagai ordinat dan log C sebagai absis maka didapatkan suatu
grafik linear dimana log k sebagai intersept dan n sebagai gradient
(Wahyuni, 2013).
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 3
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Adsorpsi dapat terjadi karena interaksi gaya elektrostatik atau
van der Waals antar molekul (physisorption/fisisorpsi) maupun oleh
adanya interaksi kimiawi antar molekul. Adsorpsi merupakan
peristiwa kesetimbangan kimia. Oleh karenanya, berkurangnya kadar
zat yang teradsorpsi (adsorbat) oleh material pengadsorpsi
(adsorben) terjadi secara kesetimbangan, sehingga secara teoritis,
tidak dapat terjadi penyerapan sempurna adsorbat oleh adsorben.
Besarnya konsentrasi adsorbat oleh proses adsorpsi tergantung pada
mekanisme adsorpsi, konsentrasi awal adsorbat,temperatur, dosis
adsorben, dll sehingga membandingkan kemampuan suatu
adsorbendari besarnya reduksi setelah adsorpsi bisa menjadi bias.
Karenanya, untuk mengujikuat-lemahnya adsorpsi, yang dibutuhkan
adalah besaran energi adsorpsi (E ads) yangdapat diperoleh dari
evaluasi nilai konstanta adsorpsi-desorpsi ( K) sebagai
fungsitemperatur.
Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat dibedakan menjadi tiga
macam yaitu :
a. Chemisorption (adsorbsi kimia), terjadi karena ikatan kimia
(chemical bonding) antara molekul zatterlarut (solute) dengan
molekul adsorban. Adsorpsi ini bersifat sangat eksotermisdan
tidak dapat berbalik (irreversible). Adsorpsi kimia terjadi karena
adanya rekasi kimia antara zat padat dengan adsorbat larut dan
reaksi ini tidak berlangsung bolak-balik. Interaksi suatu
senyawa organik dan permukaan adsorben dapt terjadimelauli
tarikan elektrostatik atau pembentukan ikatan kimia yang
spesifik misalnya ikatan kovalen. Sifat-sifat molekul organik
seperti struktur, gugus fungsional dansifat hidrofobik
berpengaruh pada sifat-sifat adsorpsi.
b. Adsorpsi fisika (physical adsorption), terjadi karena gaya tarik
molekul oleh gayavan der Waals dan biasanya adsorpsi ini
berlangsung secara bolak-balik. Ketika gaya tarik-menarik
molekul antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 4
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
darigaya tarik-menarik zat terlarut dengan pelarut, maka zat
terlarut akan cenderung teradsorpsi pada permukaan adsorben.
c. Ion exchange (pertukaran ion), terjadi karena gaya
elektrostatis.
Dari isoterm ini, akan diketahui kapasitas adsorben dalam
menyerap air. Isoterm iniakan digunakan dalam penelitian yang akan
dilakukan, karena dengan isoterm ini dapatditentukan efisisensi dari
suatu adsorben (Castellan, 1982).
Karbon aktif umumnya mempunyai daya adsorpsi yang rendah
dan daya adsorpsi dapatdiperbesar dengan mengaktifkan arang
dengan menggunakan uap atau bahan kimia, aktivitas ini bertujuan
memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang
tertutup (Ketaren, 1987).
II.1.2 Adsorben
Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap komponen
tertentu dari suatu fase fluida. Kebanyakan adsorben adalah bahan-
bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada
dinding pori- pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel itu.
Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas permukaan
dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada
permukaan luar dan bisa mencapai 2000 m/g. Pemisahan terjadi
karena perbedaan bobot molekul atau karena perbedaan polaritas
yang menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan
tersebut lebih erat daripada molekul lainnya. Adsorben yang
digunakan secara komersial dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
kelompok polar dan non polar (Panca, 2012).
Adsorben Polar Adsorben polar disebut juga hydrophilic. Jenis
adsorben yang termasuk kedalam kelompok ini adalah silika gel,
alumina aktif, dan zeolit.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 5
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Adsorben non polar Adsorben non polar disebut juga hydrophobic.
Jenis adsorben yang termasuk kedalam kelompok ini adalah
polimer adsorben dan karbon aktif.
Menurut IUPAC (Internasional Union of Pure and Applied
Chemical) ada beberapa klasifikasi pori yaitu :
a.Mikropori : diameter < 2nm
b.Mesopori : diameter 2 – 50 nm
c.Makropori : diameter > 50 nm
(Panca, 2012)
II.2.3 Adsorbat
Adsorbat adalah substansi dalam bentuk cair atau gas yang
terkonsentrasi pada permukaan adsorben. Adsorbat terdiri atas dua
kelompok yaitu kelompok polar seperti air dan kelompok non polar
seperti methanol, ethanol dan kelompok hidrokarbon. Karbondioksida
merupakan jenis adsorbat yang sesuai digunakan untuk adsorben
jenis hidrofobic seperti karbon aktif (Panca, 2012).
Karbondioksida merupakan persenyawaan antara karbon dengan
oksigen. Pada kondisi tekanan dan temperatur atmosfir,
karbondioksida merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau,
tidak reaktif, tidak beracun dan tidak mudah terbakar
(nonflammable). Pada kondisi triple point, karbondioksida dapat
berupa padat, cair ataupun gas bergantung pada kondisinya.
Karbondioksida berada pada fase padat pada temperature -109 °F(-
78,5oC) dan tekanan atmosfir akan langsung menyublimasi tanpa
melalui fase cair terlebih dahulu. Sedangkan pada tekanan dan
temperatur di atas triple point dan di bawah temperatur 87,9 °F
(31,1oC) maka karbondioksida cair dan gas akan berada pada kondisi
kesetimbangan (Panca, 2012).
II.1.4 Faktor Yang Mempengaruhi Adsorpsi
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 6
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemampuan adsorpsi
suatu adsorben yaitu:
1. Luas permukaan adsorben
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak asorbat
yang diserap, sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif.
Semaki kecil ukuran diameter partikel makasemakin luas
permukaan adsorben.
2. Ukuran partikel
Makin kecil ukuran partikel yang digunakan maka semakin
besar kecepatanadsorpsinya. Ukuran diameter dalam bentuk
butir adalah lebih dari 0.1 mm,sedangkan ukuran diameter
dalam bentuk serbuk adalah 200 mesh.
3. Waktu kontak
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses
difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih
baik. Konsentrasi zat-zat organik akan turunapabila kontaknya
cukup dan waktu kontak biasanya sekitar 10-15 menit.
4. Distribusi ukuran pori
Distribusi pori akan mempengaruhi distribusi ukuran molekul
adsorbat yang masuk kedalam partikel adsorben. Kebanyakan
zat pengasorpsi atau adsorben merupakan bahan yang sangat
berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-
dinding pori atau letak-letak tertentu didalam partikel
tersebut.
II.1.5 Penentuan Adsorbsi Isotermis
Perubahan konsentrasi adsorbat oleh proses adsorpsi sesuai
dengan mekanisme adsorpsinya dapat dipelajari melalui penentuan
isoterm adsorpsi yang sesuai. Isoterm Langmuir dan Isoterm BET
adalah dua diantara isoterm-isoterm adsorpsi yang dipelajari:
a. Isoterm Adsorpsi Langmuir
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 7
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Pada tahun 1918, Langmuir menurunkan teori isoterm adsorpsi
dengan menggunakan model sederhana berupa padatan yang
mengadsorpsi gas pada permukaannya. Pendekatan Langmuir
meliputi lima asumsi mutlak, yaitu :
Gas yang teradsorpsi berkelakuan ideal dalam fasa uap2.
Gas yang teradsorpsi dibatasi sampai lapisan monolayer
Permukaan adsorbat homogen, artinya afinitas setiap kedudukan
ikatan untuk molekul gas sama
Tidak ada antaraksi lateral antar molekul adsorbat.
Molekul gas yang teradsorpsi terlokalisasi, artinya mereka tidak
bergerak pada permukaan
Namun, biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal
berikut: selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan, molekul
teradsorpsi tidak inert dan mekanisme adsorpsi pada molekul
pertama sangat berbeda dengan mekanisme pada molekul terakhir
yang teradsorpsi. Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme
adsorpsi yang terjadi adalah sebagai berikut:
A(g) + S ⇌ AS,
dimana A adalah molekul gas dan S adalah permukaan adsorpsi
(Saja, 2013).
Grafik II.1.1 Isoterm Langmuir
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 8
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Langmuir mengusulkan teori untuk menjelaskan adsorpsi
molekul gas ke permukaan logam. Model adsorpsi Langmuir
tergantung pada asumsi bahwa gaya antarmolekul menurun cepat
dengan jarak, akibatnya menimbulkan adanya cakupan adsorbansi
monolayer pada luar permukaan adsorben. Monolayer jenuh (seperti
Ct) kapasitas dapat ditentukan dengan persamaan:
qe = KL .Ce1+aL .Ce
Dimana:
qe = konsentrasi sorbat fase padat pada kesetimbangan (mmol / g),
Ce = fase konsentrasi sorbat air pada kesetimbangan (mmol/L),
KL = konstanta isoterm Langmuir (L/g),
aL = Langmuir isoterm konstan (L/mmol)
KL / AL = saturasi kapasitas monolayer teoritis,
lapisan adsorbat monolayer
Adsorben
Gambar II.1.1 Pendekatan isoterm adsorpsi Langmuir
Q0. Persamaan Langmuir berlaku untuk penyerapan homogen
di mana serapan dari masing-masing molekul sorbat ke permukaan
memiliki penyerapan energi aktivasi yang sama (Saja, 2013).
b. Isoterm Adsorpsi BET
Isoterm ini berdasar asumsi bahwa adsorben mempunyai
permukaan yang homogen. Perbedaan isoterm ini dengan Langmuir
adalah BET berasumsi bahwa molekul-molekul adsorbat bisa
membentuk lebih dari satu lapisan adsorbat di permukaannya (Eko,
2012).
Teori isoterm adsorpsi BET merupakan hasil kerja dari S.
Brunauer, P.H.Emmet, dan E. Teller. Teori ini menganggap bahwa
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 9
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
adsorpsi juga dapat terjadi diatas lapisan adsorbat monolayer.
Sehingga, isoterm adsorpsi BET dapat diaplikasikan untuk adsorpsi
multilayer Keseluruhan proses adsorpsi dapat digambarkan sebagai :
Penempelan molekul pada permukaan padatan (adsorben)
membentuk lapisan monolayer
Penempelan molekul pada lapisan monolayer membentuk lapisan
multilayer
lapisan adsorbat multilayer
Gambar II.1.2 Pendekatan isoterm adsorpsi BET
Pada isoterm ini, mekanisme adsoprsi untuk setiap proses
adsorpsi berbeda-beda. Mekanisme yang diajukan dalam isoterm ini
adalah: Isoterm Langmuir biasanya lebih baik apabila diterapkan
untuk adsorpsi kimia, sedangkan isoterm BET akan lebih baik
daripada isotherm Langmuir bila diterapkan untuk adsoprsi fisik (Eko,
2012).
Aplikasi metode BET ini dapat digunakan untuk menghitung luas
permukaan. Untuk itu perlu diketahui luas rata-rata molekul gas
teradsorp. Luas permukaan, S dari cuplikan diperoleh dari
persamaan :
Ss = Wm. NM
x 10-20 m2
Dengan :
N = Bilangan Avogadro (6,02 x 1023 partikel/mol)
M = Berat molekul dari gas teradsorp (g/mol)
Wm = Berat gas teradsorpsi monolayer
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 10
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Grafik II.1.2 Plot isoterm Brunauer, Emmett, and Teller (BET)
c. Isoterm Adsorpsi Freundlich
Adsorpsi zat terlarut (dari suatu larutan) pada padatan
adsorben merupakan hal yang penting. Aplikasi penggunaan prinsip
ini antara lain penghilangan warna larutan (decolorizing) dengan
menggunakan batu apung (charcoal) dan proses pemisahan dengan
menggunakan teknik kromatografi.
Hubungan antar jumlah zat teradsorpsi persatuan luas atau
satuan massa dan tekanan dinyatakan dengan persamaan Freundlich
Dimana :
Y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas atau massa
adsorban.
P = tekanan saat kesetimbangan tercapai
K,n = konstanta-adsorben
(Maron and Lando, 1980).
Untuk adsorpsi solute yang tidak melibatkan gas maka
persamaan Freundlich menjadi :
Dengan :
Y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas atau massa
adsorben.
Y = k.P1n
Y = x/m = k.C1n
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 11
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
x = banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi (mg)
m = massa dari adsorben (mg)
C = konstanta dari adsorben yang tersisa dalam kesetimbangan
K,n = konstanta adsorben
(Maron and Lando, 1980).
Hal-hal yang dapat dilihat dari kurva isoterm adalah :
1. Kurva isoterm yang cenderung datar, artinya isoterm yang
digunakan menyerap pada kapasitas konstan melebihi daerah
kesetimbangan
2. Kurva isoterm yang curam, artinya kapasitas adsorpsi meningkat
seiring dengan meningkatnya konsentrasi keseimbangan.
Grafik II.1.3 Adsorbsi Isothermis Freundlich
II.1.6 Karbon Aktif
Arang adalah padatan berpori hasil pembakaran bahan yang
mengandung karbon. Arang tersusun dari atom-atom karbon yang
berikatan secara kovalen membentuk struktur heksagonal datar
dengan sebuah atom C pada setiap sudutnya. Susunan kisi-kisi
heksagonal datar ini tampak seolah-olah seperti pelat-pelat datar
yang saling bertumpuk dengan sela-sela di antaranya (Sudarman,
2001).
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 12
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
Karbon aktif adalah bentuk umum dari berbagai macam produk
yang mengandung karbon yang telah diaktifkan untuk meningkatkan
luas permukaannya. Karbon aktif berbentuk kristal mikro karbon
grafit yang pori-porinya telah mengalami pengembangan kemampuan
untuk mengadsorpsi gas dan uap dari campuran gas dan zat-zat yang
tidak larut atau yang terdispersi dalam cairan (Murdiyanto, 2005).
Karbon aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon
dalam jumlah cukup tinggi. Salah satu bahan baku karbon aktif yang
potensial adalah tempurung kelapa. Pemanfaatannya sebagai bahan
baku karbon aktif selain karena harganya yang murah juga karena
dapat mengurangi limbah pertanian. Penggunaan karbon aktif di
Indonesia mulai berkembang dengan pesat, yang dimulai dari
pemanfaatannya sebagai adsorben untuk pemurnian pulp, air,
minyak, gas, dan katalis. Namun, mutu karbon aktif domestik masih
rendah (Harfi, 1994).
Luas permukaan, dimensi, dan distribusi karbon aktif
bergantung pada bahan baku, pengarangan, dan proses aktivasi.
Berdasarkan ukuran porinya, ukuran pori karbon aktif diklasifikasikan
menjadi 3, yaitu mikropori (diameter <2 nm), mesopori (diameter 2–
50 nm), dan makropori (diameter >50 nm) (Kustanto, 2000).
Dalam 1 gram karbon aktif pada umumnya memiliki luas
permukaan sekitar 500-1500 m2 sehingga efektif dalam menangkap
partikel yng sangat halus. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan
menyerap apa saja yang bersentuhan dengan kkarbon tersebut
(Perpamsi, 2002).
Penggunaan karbon aktif di Indonesia mulai berkembang
dengan pesat, yang dimulai dari pemanfaatannya sebagai adsorben
untuk pemurnian pulp, air, minyak, gas, dan katalis. Namun, mutu
karbon aktif domestik masih rendah (Harfi, 2003).
Arang yang mengandung karbon pada umumnya memiliki daya
adsorpsi yang rendah. Namun daya adsorpsi karbon dapat diperbesar
dengan memperluas permukaan arang sehinfgga dapat membuka
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 13
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
pori-pori yang tertutup. Selain dengan memperluas permukaan arang,
ada cara lain yang dapat dilakukan yaitu dengan memperhatikan
factor-faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi daya serap
adsorpsi antara lain :
1. Sifat serapan
Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya
ukuran molekul serapan dari struktur yang sama, seperti dalam deret
homolog. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus
fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.
2. Temperatur
Faktor yang mempengaruhi suhu pada proses adsorpsi adalah
viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan, seperti terjadi
perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada
titik didihnya.
3. pH (derajat keasaman)
Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH
diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini
disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi
ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik
dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan
berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.
4. Waktu singgung
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.
Salah satu cara untuk memperluas permukaan arang dalam
praktikum ini yaitu dengan memanaskan arang. Arang dipanaskan
sampai timbul asap, setelah itu pemanasan dihentikan. Apabila
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 14
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
pemanasan dilakukan sampai arang membara, maka arang tidak lagi
mempunya daya adsorpsi karena telah berubah menjadi abu.
II.2 Aplikasi Industri
Isoterm Adsorpsi Ion Ni(II)) dalam Larutan oleh Biomassa Alga Nannochloropsis sp yang Dimodifikasi
dengan Silika-magnetBuhani, Suharso, dan Albert Ferdinan Partogi
II.2.1 Pendahuluan
Pemanfaatan alga sebagai adsorben logam berat masih belum
optimal, padahal alga memiliki kemampuan yang besar untuk
mengikat logam berat. Hal ini disebabkan oleh beberapa kendala
seperti ukurannya kecil, berat jenis yang rendah, dan mudah rusak
karena degradasi oleh
mikroorganisme lain. Selain itu juga alga tidak dapat digunakan
secara langsung dalam kolom adsorpsi, karena sangat lunak dan
tidak berbentuk granular. Untuk mengatasi kelemahan tersebut maka
berbagai upaya dilakukan antara lain dengan mengimmobilisasi
biomassa alga menggunakan berbagai polimer pendukung.
II.2.2 Bahan Dan Metode
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat
gelas yang biasa digunakan di laboratorium. Selain itu dilengkapi
dengan peralatan untuk adsorpsi seperti, pengaduk magnet, pH
meter, sentrifugator, kertas saring Whatman No.42. Bahan-bahan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 15
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
yang digunakan dalam penelitian ini adalah biomassa alga
Nannochloropsis sp. Sintesis HAS dilakukan dengan mengikuti
prosedur yang telah dilaporkan Buhani dkk. Untuk sintesis material
HASM dilakukan dengan mencampurkan sebanyak 5 mL TEOS, 2,5 mL
akuades, dan 100 mg Fe3O4 dimasukkan ke dalam gelas plastik dan
diaduk dengan pengaduk magnet selama 30 menit serta
ditambahkan HCl 1 M hingga pH 2 (Larutan I). Dalam pembuatan
larutan II, sebanyak 400 mg biomassa Nannochloropsis sp
ditambahkan 5 mL etanol, kemudian diaduk dengan pengaduk
magnet sampai homogen. Selanjutnya, kedua larutan dicampurkan
dan diaduk dengan pengaduk magnet hingga membentuk gel. Gel
yang terbentuk didiamkan selama 24 jam. Kemudian dicuci dengan
akuades dan etanol lalu dikeringkan. Sebanyak 50 mg material HAS
dan HASM masing-masing ditambahkan 20 mL larutan ion Ni(II)
dengan variasi konsentrasi 0 - 400 mg L-1 dan diinteraksikan pada pH
≈ 6 selama 6 menit. Kemudian campuran tersebut dipisahkan dengan
sentrifugasi. Filtrat yang dihasilkan, dianalisis dengan SSA untuk
menentukan kadar ion Ni(II).
II.2.3 Hasil Dan Pembahasan
Dapat diamati spektra IR dari material HAS dan HASM
menunjukkan pola serapan yang berasal dari gabungan spektra IR
yang terdapat pada biomassa alga Nannochloropsis sp dan silika.
Data menunjukkan bahwa, kapasitas adsorpsi ion Ni(II) pada material
HASM lebih besar dibandingkan dengan HAS. Hal ini dapat terjadi
karena pada HASM, selain gugus aktif dari biomassa Nannochloropsis
sp dan silika (siloksan dan silanol), maka terjadi peningkatan interaksi
antara ion Ni(II) dengan HASM karena ada sifat magnet dari HASM
yang berasal dari pelapisan magnet silika. Adanya sifat magnet pada
HASM menyebabkan interaksi antara ion Ni(II) dan HASM tidak saja
terjadi melalui interaksi kimia tetapi juga melalui interaksi fisika yang
melibatkan sifat magnet dari material adsorben dan ion logam
sebagai adsorbat.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II - 16
Laboratorium Dasar-Dasar Kimia FisikaProgram Studi DIII Teknik Kimia
FTI - ITS
II.2.4 Kesimpulan
Pembuatan material biomassa alga Nannochloropsis sp melalui
modifikasi dengan silika-magnet telah berhasil dilakukan dan diuji
kemampuan adorpsinya terhadap ion Ni(II) dalam larutan. Material
tersebut memiliki kapasitas adsorpsi lebih besar dibandingkan
dengan material hibrida biomassa alga-silika dan cenderung
mengikuti pola isotherm adsorpsi Langmuir.