ADSORBSI DAN ABSORBSI

Disusun Oleh

ILMAN ASNUR

11313995

SEKOLAH TINGGI TEKNIK LINGKUNGAN

ldquoYAYASAN LINGKUNGAN HIDUPrdquo

YOGYAKARTA

2011

I Pendahuluan

11 Pengertian Adsorbsi dan absorbsi

A Absorbsi

Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas

dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair

yang diikuti dengan pelarutan Kelarutan gas yang akan diserap dapat

disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain

gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia) Komponen

gas yang dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu

dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi Karena itu absorpsi kimia

mengungguli absorpsi fisik

Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya

Contoh

1 Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang

berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsiTeknologi

proses pembuatan formalin Formaldehid sebagai gas input

dimasukkan ke dalam reaktor Output dari reaktor yang berupa gas

yang mempunyai suhu 1820C didinginkan pada kondensor hingga

suhu 55 0Cdimasukkan ke dalam absorberKeluaran dari absorber

pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar

formaldehid sekitar 37 ndash 40 Bagian terbesar dari metanol airdan

formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari

menara dan hampir semua removal dari sisa metanol dan

formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter

current contact dengan air proses

2 Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses

pembuatan asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam

nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

Absorben

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan

diabsorpsi pada permukaannya baik secara fisik maupun secara reaksi

kimiaAbsorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci

Persyaratan absorben

1 Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang

sebesar mungkin (kebutuhan akan cairan lebih sedikit volume

alat lebih kecil)

2 Selektif

3 Memiliki tekanan uap yang rendah

4 Tidak korosif

5 Mempunyai viskositas yang rendah

6 Stabil secara termis

7 Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah

air (untuk gas-gas yang dapat larut atau untuk pemisahan partikel debu

dan tetesan cairan) natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti basa)

B Adsorbsi

Adsorpsi adalah sebuah proses yang terjadi ketika molekul dari zat

cair atau gas terakumulasi pada suatu permukaan padatancairan

sehingga membentuk suatu lapisan tipis yang terbentuk dari molekul-

molekul atau atom Adsorpsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan

padatan dan sebagian dari molekul-molekul tadi mengembun pada

permukaan padatan tersebut (Suryawan 2004) Zat yang terakumulasi

pada permukaan disebut adsorbat sedangkan material permukaan

padatancairan disebut adsorben Proses

adsorpsi berbeda dengan proses absorpsi dimana proses absorpsi

merupakan reaksi kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan

permukaan adsorben

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika

suatu fluida cairan maupun gas terikat kepada suatu padatan atau

cairan (zat penjerap adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan

tipis atau film (zat terjerap adsorbat) pada permukaannya Berbeda

dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh fluida lainnya

dengan membentuk suatu larutan Atau bisa di sebut juga Adsorpsi adalah

suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas cair) pada permukaan

adsorben yang berupa padatan

Molekul ndashmolekul padat adsorben menpunyai gaya dalam keadaan

tidak setimbang dimana gaya kohesi cenderung lebih besar dari gaya

adhesi Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang sama

jenisnya gaya Ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain

tidak dapat terikat karena molekulnya saling tolak menolak Gaya adesi

adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang berbeda jenisnya dapt

terikatdengan baik karena molukelnya saling terik-menarijk

Kesetimbangann gaya-gaya tersebut menyebabkan absorben cenderung

I Pendahuluan

11 Pengertian Adsorbsi dan absorbsi

A Absorbsi

Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas

dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair

yang diikuti dengan pelarutan Kelarutan gas yang akan diserap dapat

disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain

gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia) Komponen

gas yang dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu

dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi Karena itu absorpsi kimia

mengungguli absorpsi fisik

Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya

Contoh

1 Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang

berfase gas dapat dihasilkan melalui proses absorbsiTeknologi

proses pembuatan formalin Formaldehid sebagai gas input

dimasukkan ke dalam reaktor Output dari reaktor yang berupa gas

yang mempunyai suhu 1820C didinginkan pada kondensor hingga

suhu 55 0Cdimasukkan ke dalam absorberKeluaran dari absorber

pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar

formaldehid sekitar 37 ndash 40 Bagian terbesar dari metanol airdan

formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari

menara dan hampir semua removal dari sisa metanol dan

formaldehid dari gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter

current contact dengan air proses

2 Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses

pembuatan asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam

nitrat berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

Absorben

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan

diabsorpsi pada permukaannya baik secara fisik maupun secara reaksi

kimiaAbsorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci

Persyaratan absorben

1 Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang

sebesar mungkin (kebutuhan akan cairan lebih sedikit volume

alat lebih kecil)

2 Selektif

3 Memiliki tekanan uap yang rendah

4 Tidak korosif

5 Mempunyai viskositas yang rendah

6 Stabil secara termis

7 Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah

air (untuk gas-gas yang dapat larut atau untuk pemisahan partikel debu

dan tetesan cairan) natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti basa)

B Adsorbsi

Adsorpsi adalah sebuah proses yang terjadi ketika molekul dari zat

cair atau gas terakumulasi pada suatu permukaan padatancairan

sehingga membentuk suatu lapisan tipis yang terbentuk dari molekul-

molekul atau atom Adsorpsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan

padatan dan sebagian dari molekul-molekul tadi mengembun pada

permukaan padatan tersebut (Suryawan 2004) Zat yang terakumulasi

pada permukaan disebut adsorbat sedangkan material permukaan

padatancairan disebut adsorben Proses

adsorpsi berbeda dengan proses absorpsi dimana proses absorpsi

merupakan reaksi kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan

permukaan adsorben

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika

suatu fluida cairan maupun gas terikat kepada suatu padatan atau

cairan (zat penjerap adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan

tipis atau film (zat terjerap adsorbat) pada permukaannya Berbeda

dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh fluida lainnya

dengan membentuk suatu larutan Atau bisa di sebut juga Adsorpsi adalah

suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas cair) pada permukaan

adsorben yang berupa padatan

Molekul ndashmolekul padat adsorben menpunyai gaya dalam keadaan

tidak setimbang dimana gaya kohesi cenderung lebih besar dari gaya

adhesi Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang sama

jenisnya gaya Ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain

tidak dapat terikat karena molekulnya saling tolak menolak Gaya adesi

adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang berbeda jenisnya dapt

terikatdengan baik karena molukelnya saling terik-menarijk

Kesetimbangann gaya-gaya tersebut menyebabkan absorben cenderung

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

Absorben

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan

diabsorpsi pada permukaannya baik secara fisik maupun secara reaksi

kimiaAbsorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci

Persyaratan absorben

1 Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang

sebesar mungkin (kebutuhan akan cairan lebih sedikit volume

alat lebih kecil)

2 Selektif

3 Memiliki tekanan uap yang rendah

4 Tidak korosif

5 Mempunyai viskositas yang rendah

6 Stabil secara termis

7 Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah

air (untuk gas-gas yang dapat larut atau untuk pemisahan partikel debu

dan tetesan cairan) natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat

bereaksi seperti basa)

B Adsorbsi

Adsorpsi adalah sebuah proses yang terjadi ketika molekul dari zat

cair atau gas terakumulasi pada suatu permukaan padatancairan

sehingga membentuk suatu lapisan tipis yang terbentuk dari molekul-

molekul atau atom Adsorpsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan

padatan dan sebagian dari molekul-molekul tadi mengembun pada

permukaan padatan tersebut (Suryawan 2004) Zat yang terakumulasi

pada permukaan disebut adsorbat sedangkan material permukaan

padatancairan disebut adsorben Proses

adsorpsi berbeda dengan proses absorpsi dimana proses absorpsi

merupakan reaksi kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan

permukaan adsorben

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika

suatu fluida cairan maupun gas terikat kepada suatu padatan atau

cairan (zat penjerap adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan

tipis atau film (zat terjerap adsorbat) pada permukaannya Berbeda

dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh fluida lainnya

dengan membentuk suatu larutan Atau bisa di sebut juga Adsorpsi adalah

suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas cair) pada permukaan

adsorben yang berupa padatan

Molekul ndashmolekul padat adsorben menpunyai gaya dalam keadaan

tidak setimbang dimana gaya kohesi cenderung lebih besar dari gaya

adhesi Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang sama

jenisnya gaya Ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain

tidak dapat terikat karena molekulnya saling tolak menolak Gaya adesi

adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang berbeda jenisnya dapt

terikatdengan baik karena molukelnya saling terik-menarijk

Kesetimbangann gaya-gaya tersebut menyebabkan absorben cenderung

B Adsorbsi

Adsorpsi adalah sebuah proses yang terjadi ketika molekul dari zat

cair atau gas terakumulasi pada suatu permukaan padatancairan

sehingga membentuk suatu lapisan tipis yang terbentuk dari molekul-

molekul atau atom Adsorpsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul-molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu permukaan

padatan dan sebagian dari molekul-molekul tadi mengembun pada

permukaan padatan tersebut (Suryawan 2004) Zat yang terakumulasi

pada permukaan disebut adsorbat sedangkan material permukaan

padatancairan disebut adsorben Proses

adsorpsi berbeda dengan proses absorpsi dimana proses absorpsi

merupakan reaksi kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan

permukaan adsorben

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika

suatu fluida cairan maupun gas terikat kepada suatu padatan atau

cairan (zat penjerap adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan

tipis atau film (zat terjerap adsorbat) pada permukaannya Berbeda

dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh fluida lainnya

dengan membentuk suatu larutan Atau bisa di sebut juga Adsorpsi adalah

suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas cair) pada permukaan

adsorben yang berupa padatan

Molekul ndashmolekul padat adsorben menpunyai gaya dalam keadaan

tidak setimbang dimana gaya kohesi cenderung lebih besar dari gaya

adhesi Gaya kohesi adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang sama

jenisnya gaya Ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain

tidak dapat terikat karena molekulnya saling tolak menolak Gaya adesi

adalah gaya tarik-menarik antara molekul yang berbeda jenisnya dapt

terikatdengan baik karena molukelnya saling terik-menarijk

Kesetimbangann gaya-gaya tersebut menyebabkan absorben cenderung

melnarik zat-zat lain atau gas yang bersentuhan dengan permukan

(perwitasari 2007)

Pada dasarnya proses adsorpsi yang terjadi pada absorben

berlangsung melalui tig tahapan yaitu (Arfan 2006)

1 Perpindahan makro pergerakan melalui adsorbat melalui

system makropoli adsorben

2 Perpindahan makro pergerakan melalui adsorbat melalui

system masopoli adsorben

3 Sorption terikatnya molekul adsorbat pada permukaan

adsorben pada dingding pori mesopori dan mikropoli

Jenis adsorpsi

Berdasarkan interaksi molecular antara permukaan dengan

adsorbat adsorpsi di bagi menjadi 2 jenis yaitu

1 Physisorption (adsorpsi fisika)

Adsopsi merupakan adsorpsi yang terjadi karena gaya Van der Walls

dimana ketika gaya tarik molekul antara larutan dan permukaan media

lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan larutan maka

substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media Physisorption

ini memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya relatif kecil

Contoh

Adsorpsi oleh karbon aktif Aktivasi karbon aktif pada temperatur

yang tinggi akan menghasilkan struktur berpori dan luas

permukaan adsorpsi yang besar Semakin besar luas permukaan

maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada

permukaan media adsorpsi

Adsorpsi memiliki cirri-ciri berikut ini

Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur

rendah di bawah temperatur kritis dari adsorbat

Gaya tarik-menarik antar molekul yang terjadi adalah gaya Van

Der Waals

Proses adsorpsi terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi

Panas adsorpsi yang dikeluarkan rendah _H lt 20 kJmol

Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan

dengan mudah yaitu dengan cara pemanasan pada

temperature 150-200 degC selama 2-3 jam

Proses adsorpsi reversible

2 Chemisorption (adsorpsi kimia)

Adsorpsi kimia merupakan adsorspi yang terjadi karena terbentuknya

ikatan kovalen dan ion antara molekul-molekul adsorbat dengan

adsorben Jenis adsorpsi ini diberi istilah absorpsi (Suryawan 2004)

Ikatan yang terbentuk merupakan ikatan yang kuat sehingga lapisan yang

terbentuk adalah lapisan monolayer

Adsorpsi kimia memiliki ciri-ciri berikut ini

Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur tinggi

dibawah temperatur kritis dari adsorbat

Interaksi antara adsorbat dan adsorben berupa ikatan kovalen

Proses adsorpsi memerlukan energi aktivasi yang besar

Panas adsorpsi yang dikeluarkan 50 lt _H lt 800 kJmol

Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan

dengan mudah yaitu dengan cara pemanasan pada

temperature 150-200 degC selama 2-3 jam

Proses adsorpsi reversibel pada temperatur tinggi

Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara

substansi terlarut dalam larutan dengan molekul dalam media Contoh

Ion exchange

Faktor-faktor yang mempenpengaruhi daya adsorpsi

Jumlah fluida yang teradsorpsi atau daya adsorpsi pada

permukaan adsorben di pengaruhi oleh factor-faktor berikut ini

1) Jenis asorbat

a ukuran molekul adsorbat

ukuran molekul yang sesuai merupakan hal yang penting agar

proses adsorpsi dapat terjadi karena molekul-molekul yang

diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori

adsorben

b kepolaran zat

adsorpsi lebih kuat terjadi pada molekul yang lebih polar

dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi

diameter yang sama

2) Karakteristik adsorben

a Kemurnian adsorben

Sebagai zat yang digunakan untuk mengasorpsi maka

adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsopsi yang

lebih baik

b Luas permukaan dan volume pori adsorben

Jumlah molekul adsorbat meningkat dengan bertambahnya

luar permukaan dan voleme pori adsorben Dalam proses

aadsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk

meningkatkan luas permukaan karena luas permukaan

adsorben merupakan salah satu factor utama yang

mempengaruhi proses adsorpsi

3) Tekanan adsorbat

Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang

diadsorpsi sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan

adsorbat justru akan mengurangi jumlah teradsorpsi

4) Temperatur absolut

Yang dimaksud dengan temperatur absolut adalah temperatur

adsorbat Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat

melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan

sejumlah energi Selanjutnya fisika berkurangnya temperatur

akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan

demikian pula untuk peristiwa sebaliknya

Tempat Terjadinya Adsorpsi

Proses terjadinya adsorpsi pada suatu adsorben terletak di pori-pori

adsorben itu sendiri Tempat-tempat terjadinya adsorpsi pada

adsorben adalah

a Pori-pori berdiameter kecil (Micropores d lt 2 nm)

b Pori-pori berdiameter sedang (Mesopores 2 lt d lt 50 nm)

c Pori-pori berdiameter besar (Macropores d gt 50 nm)

d Permukaan adsorben

Adsorben

Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suate fase fluida adsorben adalah zat

atau material yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mempertahankan cairan atau gas didalamnya

Adsoben dapat digolongkan menjadi duan jenis

a Adsoben tidak berpori

b Adsorben berpori

Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and applied Chmistry (

IUPAC ) adalah

Mikripori Diameter lt 2nm

Mesopori diameter 2ltdlt50nm

Makropori Diameter dgt50nm

12 Rumus perhitungan adsorbsi dan absorbsi

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu makin tinggi

konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap Proses

adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi

sama dengan kecepatan adsorbsi Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru Desorbsi adalah

kebalikan adsorbsi yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari

permukaan adsorben Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi

pada

temperatur tetap Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif kita mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan

Vanrsquot Hoff

A Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich

Χn = k Cn rarr n log C + log k = log X - log n

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Adsorpsi memiliki cirri-ciri berikut ini

Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur

rendah di bawah temperatur kritis dari adsorbat

Gaya tarik-menarik antar molekul yang terjadi adalah gaya Van

Der Waals

Proses adsorpsi terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi

Panas adsorpsi yang dikeluarkan rendah _H lt 20 kJmol

Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan

dengan mudah yaitu dengan cara pemanasan pada

temperature 150-200 degC selama 2-3 jam

Proses adsorpsi reversible

2 Chemisorption (adsorpsi kimia)

Adsorpsi kimia merupakan adsorspi yang terjadi karena terbentuknya

ikatan kovalen dan ion antara molekul-molekul adsorbat dengan

adsorben Jenis adsorpsi ini diberi istilah absorpsi (Suryawan 2004)

Ikatan yang terbentuk merupakan ikatan yang kuat sehingga lapisan yang

terbentuk adalah lapisan monolayer

Adsorpsi kimia memiliki ciri-ciri berikut ini

Proses adsorpsi terjadi pada ambient dengan temperatur tinggi

dibawah temperatur kritis dari adsorbat

Interaksi antara adsorbat dan adsorben berupa ikatan kovalen

Proses adsorpsi memerlukan energi aktivasi yang besar

Panas adsorpsi yang dikeluarkan 50 lt _H lt 800 kJmol

Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan

dengan mudah yaitu dengan cara pemanasan pada

temperature 150-200 degC selama 2-3 jam

Proses adsorpsi reversibel pada temperatur tinggi

Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara

substansi terlarut dalam larutan dengan molekul dalam media Contoh

Ion exchange

Faktor-faktor yang mempenpengaruhi daya adsorpsi

Jumlah fluida yang teradsorpsi atau daya adsorpsi pada

permukaan adsorben di pengaruhi oleh factor-faktor berikut ini

1) Jenis asorbat

a ukuran molekul adsorbat

ukuran molekul yang sesuai merupakan hal yang penting agar

proses adsorpsi dapat terjadi karena molekul-molekul yang

diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori

adsorben

b kepolaran zat

adsorpsi lebih kuat terjadi pada molekul yang lebih polar

dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi

diameter yang sama

2) Karakteristik adsorben

a Kemurnian adsorben

Sebagai zat yang digunakan untuk mengasorpsi maka

adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsopsi yang

lebih baik

b Luas permukaan dan volume pori adsorben

Jumlah molekul adsorbat meningkat dengan bertambahnya

luar permukaan dan voleme pori adsorben Dalam proses

aadsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk

meningkatkan luas permukaan karena luas permukaan

adsorben merupakan salah satu factor utama yang

mempengaruhi proses adsorpsi

3) Tekanan adsorbat

Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang

diadsorpsi sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan

adsorbat justru akan mengurangi jumlah teradsorpsi

4) Temperatur absolut

Yang dimaksud dengan temperatur absolut adalah temperatur

adsorbat Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat

melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan

sejumlah energi Selanjutnya fisika berkurangnya temperatur

akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan

demikian pula untuk peristiwa sebaliknya

Tempat Terjadinya Adsorpsi

Proses terjadinya adsorpsi pada suatu adsorben terletak di pori-pori

adsorben itu sendiri Tempat-tempat terjadinya adsorpsi pada

adsorben adalah

a Pori-pori berdiameter kecil (Micropores d lt 2 nm)

b Pori-pori berdiameter sedang (Mesopores 2 lt d lt 50 nm)

c Pori-pori berdiameter besar (Macropores d gt 50 nm)

d Permukaan adsorben

Adsorben

Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suate fase fluida adsorben adalah zat

atau material yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mempertahankan cairan atau gas didalamnya

Adsoben dapat digolongkan menjadi duan jenis

a Adsoben tidak berpori

b Adsorben berpori

Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and applied Chmistry (

IUPAC ) adalah

Mikripori Diameter lt 2nm

Mesopori diameter 2ltdlt50nm

Makropori Diameter dgt50nm

12 Rumus perhitungan adsorbsi dan absorbsi

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu makin tinggi

konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap Proses

adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi

sama dengan kecepatan adsorbsi Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru Desorbsi adalah

kebalikan adsorbsi yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari

permukaan adsorben Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi

pada

temperatur tetap Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif kita mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan

Vanrsquot Hoff

A Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich

Χn = k Cn rarr n log C + log k = log X - log n

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Proses adsorpsi reversibel pada temperatur tinggi

Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara

substansi terlarut dalam larutan dengan molekul dalam media Contoh

Ion exchange

Faktor-faktor yang mempenpengaruhi daya adsorpsi

Jumlah fluida yang teradsorpsi atau daya adsorpsi pada

permukaan adsorben di pengaruhi oleh factor-faktor berikut ini

1) Jenis asorbat

a ukuran molekul adsorbat

ukuran molekul yang sesuai merupakan hal yang penting agar

proses adsorpsi dapat terjadi karena molekul-molekul yang

diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori

adsorben

b kepolaran zat

adsorpsi lebih kuat terjadi pada molekul yang lebih polar

dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi

diameter yang sama

2) Karakteristik adsorben

a Kemurnian adsorben

Sebagai zat yang digunakan untuk mengasorpsi maka

adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsopsi yang

lebih baik

b Luas permukaan dan volume pori adsorben

Jumlah molekul adsorbat meningkat dengan bertambahnya

luar permukaan dan voleme pori adsorben Dalam proses

aadsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk

meningkatkan luas permukaan karena luas permukaan

adsorben merupakan salah satu factor utama yang

mempengaruhi proses adsorpsi

3) Tekanan adsorbat

Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang

diadsorpsi sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan

adsorbat justru akan mengurangi jumlah teradsorpsi

4) Temperatur absolut

Yang dimaksud dengan temperatur absolut adalah temperatur

adsorbat Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat

melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan

sejumlah energi Selanjutnya fisika berkurangnya temperatur

akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan

demikian pula untuk peristiwa sebaliknya

Tempat Terjadinya Adsorpsi

Proses terjadinya adsorpsi pada suatu adsorben terletak di pori-pori

adsorben itu sendiri Tempat-tempat terjadinya adsorpsi pada

adsorben adalah

a Pori-pori berdiameter kecil (Micropores d lt 2 nm)

b Pori-pori berdiameter sedang (Mesopores 2 lt d lt 50 nm)

c Pori-pori berdiameter besar (Macropores d gt 50 nm)

d Permukaan adsorben

Adsorben

Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suate fase fluida adsorben adalah zat

atau material yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mempertahankan cairan atau gas didalamnya

Adsoben dapat digolongkan menjadi duan jenis

a Adsoben tidak berpori

b Adsorben berpori

Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and applied Chmistry (

IUPAC ) adalah

Mikripori Diameter lt 2nm

Mesopori diameter 2ltdlt50nm

Makropori Diameter dgt50nm

12 Rumus perhitungan adsorbsi dan absorbsi

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu makin tinggi

konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap Proses

adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi

sama dengan kecepatan adsorbsi Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru Desorbsi adalah

kebalikan adsorbsi yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari

permukaan adsorben Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi

pada

temperatur tetap Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif kita mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan

Vanrsquot Hoff

A Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich

Χn = k Cn rarr n log C + log k = log X - log n

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Jumlah molekul adsorbat meningkat dengan bertambahnya

luar permukaan dan voleme pori adsorben Dalam proses

aadsorpsi seringkali adsorben diberikan perlakuan awal untuk

meningkatkan luas permukaan karena luas permukaan

adsorben merupakan salah satu factor utama yang

mempengaruhi proses adsorpsi

3) Tekanan adsorbat

Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang

diadsorpsi sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan

adsorbat justru akan mengurangi jumlah teradsorpsi

4) Temperatur absolut

Yang dimaksud dengan temperatur absolut adalah temperatur

adsorbat Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat

melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan

sejumlah energi Selanjutnya fisika berkurangnya temperatur

akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan

demikian pula untuk peristiwa sebaliknya

Tempat Terjadinya Adsorpsi

Proses terjadinya adsorpsi pada suatu adsorben terletak di pori-pori

adsorben itu sendiri Tempat-tempat terjadinya adsorpsi pada

adsorben adalah

a Pori-pori berdiameter kecil (Micropores d lt 2 nm)

b Pori-pori berdiameter sedang (Mesopores 2 lt d lt 50 nm)

c Pori-pori berdiameter besar (Macropores d gt 50 nm)

d Permukaan adsorben

Adsorben

Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suate fase fluida adsorben adalah zat

atau material yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mempertahankan cairan atau gas didalamnya

Adsoben dapat digolongkan menjadi duan jenis

a Adsoben tidak berpori

b Adsorben berpori

Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and applied Chmistry (

IUPAC ) adalah

Mikripori Diameter lt 2nm

Mesopori diameter 2ltdlt50nm

Makropori Diameter dgt50nm

12 Rumus perhitungan adsorbsi dan absorbsi

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu makin tinggi

konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap Proses

adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi

sama dengan kecepatan adsorbsi Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru Desorbsi adalah

kebalikan adsorbsi yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari

permukaan adsorben Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi

pada

temperatur tetap Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif kita mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan

Vanrsquot Hoff

A Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich

Χn = k Cn rarr n log C + log k = log X - log n

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Adsorben

Adsorben dapat didefinisikan sebagai zat padat yang dapat

menyerap komponen tertentu dari suate fase fluida adsorben adalah zat

atau material yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mempertahankan cairan atau gas didalamnya

Adsoben dapat digolongkan menjadi duan jenis

a Adsoben tidak berpori

b Adsorben berpori

Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and applied Chmistry (

IUPAC ) adalah

Mikripori Diameter lt 2nm

Mesopori diameter 2ltdlt50nm

Makropori Diameter dgt50nm

12 Rumus perhitungan adsorbsi dan absorbsi

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu makin tinggi

konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap Proses

adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi

sama dengan kecepatan adsorbsi Apabila salah satu zat ditambah atau

dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru Desorbsi adalah

kebalikan adsorbsi yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari

permukaan adsorben Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi

pada

temperatur tetap Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara

kuantitatif kita mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan

Vanrsquot Hoff

A Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich

Χn = k Cn rarr n log C + log k = log X - log n

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

dimana

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

B Persamaan teoritis dari adsorbsi Langmuir

dimana

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal

pada karbon aktif

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya

sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal

(monolayer) pada permukaan adsorben Kedua isoterm tersebut tidak

cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi karena lapisan adsorbat yang

terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal tetapi menjadi lapisan multi

molekuler

Terdapat empat metode pengukuran adsorpsi yaitu

1) Metode carrier gas

Metode carrier gas adalah variasi dari metode gas chmatography yang

telah dimodifikasi Metode carrier gas memanfaatkan carrier gas yaitu

gas mulia (helium) yang tidak terserap adsorben untuk mengukur

konsentrasi adsorbat (nitrogen) yang terserap adsorben Pengukuran

dengan metode ini dilakukan denga mengalirkan helium dan nitrogen

nitrogen yang terserap oleh dampel diindikasikan denga berkurangnya

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

konsentrasi gas helium pada suatu waktu Titik jenuh pengukuran

menggunakan metode carrier gas ditadai dengan bertambahnya

konsentrasi nitrogen

2) Metode volumetric

Dasar pengukuran metode volumetric adalah tekanan volume dan

temperature Perhitunga adsorpsi isothermal biasanya merujuk kepada

metode volumetric BET Karakteristik adsorpsi menggunakan metode

volumetric biasanya ditampilkan data yang terserap pada keadaan

ideal (STP) denga tekanan relative Teknik pengukura adsorpsi

menggunakan volumetric sekarang ini lebih sering digunakan karena

sederhana dan efektif dalam selama alat ukur tekanan dapat

memberikan informasi yang dibutuhkan menggunakan adsorpsi

isothermal

3) Metode gravimetric

Metode gavimetrik memiliki akurasi untuk pengukuran paling tinggi

diantara metode lain pada pengukuran adsorpsi

isothermalpengukuran adsorpsi isothermal yang dapat dilakukan

menggunakan metode gravimetric antara lain masa yang teradsorp

pada adsorben tekanan gas dan temperature Alat yang digunakan

untuk mengukur adsorpsi isothermal adalah Thermograph

Microbalance Aparatus (TGA)

4) Metode kalorimetrik

Pengukuran adsorpsi menggunakan metode kalirimetrik baik dilakukan

isothermal maupun isobar tidak dapat dilakukan tanpa data awal

adsorbat dan sampel yang di uji Data awal tersebut adalah data

termodinamika teknik pengukuran ini sangat khusus dan terdapat

komponen khusus yang tidak ditemukan di pasar Pada institusi

penelitian biasanya digunakan tian ndash calvet calorimeter yang

digunakan untuk mengukur panas adsorpsi Dari panas adsorpsi maka

entalpi adsorpsi dan masa yang diserap dapat terhitung

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

13 Penggunaan adsorbsi dan absorbsi di bidang Teknik Lingkungan

a Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan

sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada

permukaan tersebut Berkat selektivitasnya yang tinggi proses

adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan

konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain

yang berkonsentrasi tinggi Kecepatan adsorpsi tidak hanya

tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan

adsorben melainkan juga pada suhu tekanan (untuk gas) ukuran

partikel dan porositas adsorben Juga tergantung pada ukuran

molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran

yang akan dipisahkan (cairan gas)

b Adsorpsi Isotermal CO2 bertekanan tinggi pada karbon aktif

dengan metoda volumetric

Sistem adsorpsi banyak sekali digunakan baik dalam kehidupan

sehari-hari maupun dalam dunia industry seperti pada sistem

penyerapan limbah sebagai katalis reaksi gas storage (penyimpan

gas) sistem pendingin pemurnian gas alam dan lain-lain Salah

satu aplikasi sistem penyerapan adalah pada sistem penyerapan

CO2 Emisi gas CO2 dari hasil pembakaran bahan bakar fosil pada

kendaraan industri pembangkit listrik dan lain-lain yang

terakumulasi diatmosfir akan mengakibatkan terjadinya pemanasan

global Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang

paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang

dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil

c Absorpsi CO2 melalui kontraktor membrane serat beronggga

menggunakan pelarut air dan larutan 001 M NaOH

Absorbsi gas merupakan proses kontak antara campuran gas dan

cairan yang bertujuan menghilangkan salah satu komponen gas

dengan cara melarutkannya menggunakan cairan yang sesuai

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Proses absorbsi ini melibatkan difusi partikel-partikel gas ke dalam

cairan Secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi absorbsi

adalah kelarutan (solubility) gas dalam pelarut dalam

kesetimbangan tekanan operasi serta temperatur Pada

umumnya naiknya temperatur menyebabkan kelarutan gas

menurun Salah satu metode yang kini berkembang dalam proses

pemisahan CO2 dari campuran gas adalah dengan menggunakan

membran sebagai kontaktor gas-cair Metode ini adalah

pengembangan dari penggunaan membran konvensional yang

selama ini lebih sering digunakan untuk proses filtrasi serta

osmosis balik pada pengolahan air (water treatment) Pada

absorpsi gas CO2 menggunakan pelarut air CO2 bereaksi dengan

air melalui persamaan sebagai berikut

CO2 + H2O harr H2CO3 harr H+ + HCO3 -

Reaksi CO2 dengan air tersebut merupakan reaksi kesetimbangan

di mana konstanta kesetimbangannya sangat kecil sehingga

pembentukan H+ dan HCO3 - juga sangat kecil Karena itu proses

absorbsi CO2 dengan air lebih dinyatakan sebagai absorbsi fisika

bukan absorbsi kimia Bila pelarut yang digunakan adalah larutan

NaOH maka absorpsi yang terjadi akan secara kimia dikarenakan

terjadinya reaksi kimia secara langsung antara CO2 dengan larutan

NaOH Pada proses ini kondisi pada fasa gas serupa dengan

absorpsi fisika tetapi pada fasa cair selain terdapat lapisan tipis

cairan

juga terdapat zona reaksi Reaksi kimia terjadi adalah irreversible

dimana gas CO2 pada fasa gas akan diabsorp oleh larutan NaOH

pada fasa cair Pada saat gas mendekati interfasa cair gas CO2

akan larut dan langsung bereaksi dengan larutan NaOH Reaksi

yang terjadi adalah

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

CO2(aq) + 2 NaOH 1048774 Na2CO3 + H2O

Kontaktor membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi

perpindahan massa gas-cair ataupun cair-cair tanpa adanya

dispersi satu fasa ke fasa lainnya tidak seperti kolom kontaktor

konvensional Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hollow fiber) berpori mikro (microporous

membrane) yaitu membran dengan struktur yang rongga yang

padat saling terhubung dan terdistribusi acak Perpindahan massa

antar fasa pada kontaktor membran didorong oleh adanya

perbedaan konsentrasi komponen antar fasa dan penurunan

tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antarfluida

sangat kecil

Apabila digunakan gas CO2 murni maka lapisan batas pada gas

dapat diabaikan Selain itu karena membran yang digunakan

adalah membran hidrofobik maka pori-pori membran akan terisi

gas sehingga tahanan membran untuk perpindahan gas juga

diabaikan Dengan demikian tahanan utama perpindahan massa

berada pada fasa cair dan koefisien perpindahan massa dapat

diperkirakan dari koefisien perpindahan massa fasa cair

d Fungsi Absorbsi dalam industri

Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya

Contoh

Pembuatan asam nitrat (absorpsi NO dan NO2)Proses pembuatan

asam nitrat Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat

berlangsung dalam kolom absorpsi Pada setiap tingkat kolom

terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2

oleh air menjadi asam nitrat Kolom absorpsi mempunyai empat

fluks masuk dan dua fluks keluar Empat fluks masuk yaitu air

umpan absorber udara pemutih gas proses dan asam lemah Dua

fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang Kolom

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih

dari 200 ppm

14 Bahan atau jenis bahan adsorbsi dan absorbsi

Contoh Jenis bahan yang digunakan dalam adsorpsi

a Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah diproses dengan

cara diaktivasi sehingga senyawa karbon tersebut berpori dan memiliki

luas permukaan yang sangat besar dengan tujuan untuk meningkatkan

daya adsorpsinya (Arfan 2006) Karbon aktif merupakan material yang

unik karena material ini memiliki poricelahrongga dengan ukuran skala

molekul (nanometer) Pori tersebut memiliki gaya Van Der Waals yang

kuat

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben dengan segala kegunaan

Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling banyak digunakan

baik itu dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya dan ditambah

lagi dengan penggunaan karbon aktif telah digunakan sejak 1600 SM

oleh bangsa Mesir untuk tujuan pengobatan Pada abad ke-13 bangsa

Jepang telah menggunakan karbon aktif untuk pemurnian air sumur

mereka (Suzuki 1990) Karbon aktif (activated charcoal) secara komersial

telah digunakan pada industry pembuatan gula di Inggris pada tahun

1794 Pada perang dunia pertama karbon aktif telah dikembangkan

sebagai gas purifier yaitu sebagai penyaring udarafilter pada masker

yang digunakan para prajurit untuk menghindari terhirupnya gas beracun

Karbon aktif bersifat hidrofobik yaitu molekul pada karbon aktif

cenderung tidak bisa berinteraksi dengan molekul air Luas permukaan

(surface area) adalah salah satu sifat fisik dari karbon aktif

Karbon aktif tidak menyerap secara optimal pada bahan-bahan kimia

tertentu seperti alcohol glikol ammonia logam dan bahan-bahan non

organic seperti litium sodium besi timah arsenic florin dan baric acid

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

Karbon aktif juga tidak menyerap secara optimal padaa iodine padahal

faktanya zat ini digunakan untuk menentukansuatu nilai sifat fisik dari

karbon aktif

b Silika gel

Silika gel cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif

lebih kecil dan membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses

desorpsinya dibandingkan jika menggunakan adsorbenlain seperti karbon

atau zeolit Kemampuan desorpsi silika gel meningkat dengan

meningkatnya temperatur Silika gel terbuat dari silika dengan ikatan kimia

mengandung air kurang lebih 5 pada umumnya temperatur kerja silika

gel sampai pada 200 deraja celsius jika dioperasikanmelebihi batas

temperatur kerjanya maka kandungan air dalam silika gel akan hilang dan

menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang

c Zeolit

Mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebut

sebagai penyaring molekul Mineral aluminosilicate ini terbentuk secara

alami Zoelit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus

diantaranya 4A 5A 10X dan 13X yang memiliki volume rongga antara

005 samapai 030 cm3gram dan dapat dipanaskan hingga 00 derajat

celcius tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya

Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan

campuran hudrocarbon Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahkan

paraffins dan beberapa cyclic hydrocarbon Zeolit 10X (CaX) dan 13X

(NaX) memiliki diameter pori yang lebih besar sehingga dapat

mengadsorpsi adsorbat pada umumnya

15 Keuntungan dan kerugian dari proses adsorbsi dan absorbsi

1 Adsorpsi

Teknik pemisahan dengan adsorpsi memiliki beberapa kelebihan

seperti adsorpsi dan desorpsi dapat berlangsung reversible kemampuan

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

mengadsorpsi suatu gas secara spesifik dan bahan adsorbat tersedia di

pasar

Kekurangan dari teknik ini antara lain proses adsorpsi secara fisika

membutuhkan energy aktivasi daya adsorpsi sangat bergantung kepada

jenis adsorbat dan kepolaran zat temperature sangat memegang peranan

dalam proses berlangsungnya adsorpsi dan setiap adsorbat memiliki

pasangan adsorben yang spesifik

2 Absorpsi

Teknik pemisahan dengan absorpsi memiliki beberapa kelebihan

applicable (mudah penerapannya) bahan absorbat tersedia di pasaran

pelarut tersedia (mudah didapatkan) dan memiliki daya melarutkan bahan

yang besar

Kelemahan teknik ini antara lain bersifat selektif dalam proses

pemisahan lebih spesifik diaplikasikan pada gas (seperti CO2) dan

proses daur ulangnya berlangsung lambat

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Hiskia Kimia Unsur dan Radiokimia PT Citra Aditya

Bakti Bandung 2001

Azwar Azrul Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan Jakarta

Mutiara Sumber Widya 1995

Berry KE and MR Ladisch (2001) ldquoAdsoption of Water fro

Liquid-Phase Ethanol-Water Mixtures at Room Temperature

Using Starch-Based Adsorbentsrdquo Purdu University Indiana USA

Hambali E S Mujdalipah A H Tambunan A W Pattiwiri dan R

Hendroko Teknologi Bioenergi Agro Media Pustaka 2007 pp

53

Haudri Satriago Istilah Lingkungan Untuk Manajemen Jakarta

PT Gramedia 1996

Notoatmodjo Soekidjo Ilmu Kesehatan Masyarakat Jakarta

Rineka cipta 1997

Sugiharto 1987 Dasar ndash Dasar Pengelolaan Air Limbah

Jakarta Universitas Indonesia

Widayat (2002) ldquoProses Pemisahan dan Pemurnian Ethanol

Hasil Fermentasirdquo Teknik Kimia Universitas Diponegoro

Semarang