BAB I

PENDAHULAN

1.1 Latar belakang

Adsorbsi secara umum adalah proses penggumpalan subtansi terlarut (soluble) yang

ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan

kimia fisika antara subtansi dengan penyerapannya. Adsorbsi dapat dikelompokkan

menjadi dua, yaitu ;

1. Adsorbsi fisik, yaitu berhubungan dengan gaya Van der Waals dan merupakan

suatu proses bolak – balik apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dan

adsorben lebih besar daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya maka

zat yang terlarut akan diadsorbsi pada permukaan adsorben.

2. Adsorbsi kimia, yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dan zat terlarut yang

teradsorbsi.

Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari adsorbat

maupun adsorbennya. Gejala yang umum dipakai untuk meramalkan komponen mana

yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan adsorbatnya. Apabila

adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar akan terikat lebih kuat

dibandingkan dengan komponen yang kurang polar. Energi yang dihasilkan seperti ikatan

hidrogen dan gaya Van Der Waals menyebabkan bahan yang teradsorp berkumpul pada

permukaan penserap. Bila reaksi dibalik, molekul yang terjerap akan terus berkumpul pada

permukaan karbon aktif sehingga jumlah zat diruas kanan reaksi sama dengan jumlah zat

pada ruas kiri. Apabila kesetimbangan telah tercapai, maka proses adsorpsi telah selesai.

Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukan distribusi adsorbent antara fasa

teradsorpsi pada permukaan adsorben dengn fasa ruah saat kesetimbangan pada suhu

tertentu.

1.2 Prinsip Percobaan

Penetapan adsorpsi isoterm pada temperatur tetap dilakukan dengan penentuan nilai

tetapan adsorpsi isoterm dari larutan asam yang telah dipisahkan sebelumnya dari

campuran bersama arang aktif. Adsorpsi fisika merupakan adsorpsi yang disebabkan oleh

gaya Van der Waals yang ada pada permukaan adsorbens, panas adsorbens biasanya

rendah dan terjadi di lapisan pada permukaan adsorbens yang umumnya lebih besar dari

satu mol. Penentuan adsorpsi isoterm dapat dilakukan dengan menggunakan arang aktif,

kemudian memasukkan larutan asam dengan konsentrasi yang berbeda-beda ke dalam

erlenmeyer yang berisi arang aktif dan kemudian dilakukan penyaringan. Selanjutnya,

filtrat dititrasi dengan larutan standar NaOH dengan menggunakan indikator fenolftalein

atau indikator pp. Pada percobaan ini digunakan adsorpsi fisika.

Reaksi yang terjadi:

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

HCl + NaOH NaCl2 + H2O

Aplikasi dari percobaan ini adalah pada Sintesis Karbon Mesopori, Cmk-1 Dan

Potensi Adsorpsinya Atas Surfaktan Di Perairan. Hasil yang telah didapatkan adalah SDBS

lebih banyak teradsorpsi oleh CMK-1 pada pH 7 di mana nilai kapasitas adsorpsi (K) yang

diperoleh paling besar berdasarkan isotermal Freundlich yaitu 32,71.

1.3 Tujuan Percobaan

Menentukan adsorpsi isoterm menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat

pada arang.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Adsorpsi

Adsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat

lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Proses

adsorpsi dalam larutan, jumlah zat teradsorpsi tergantung pada beberapa faktor, yaitu :

a. Jenis adsorben

b.Jenis adsorbat

c. Luas permukaan

adsorben

d. Konsentrasi zat terlarut

e. Temperatur

Bagi suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang

teradsorpsi persatuan luas atau persatuan berat adsorben dengan konsentrasi yang

teradsorpsi pada temperatur tertentu disebut dengan isoterm adsorpsi ini dinyatakan

sebagai: ..............................................................................(1)

maka persamaan (1) menjadi :

...................................................................(2)

persamaan ini mengungkapkan bahwa bila suatu proses adsorbsi menuruti isoterm

Freundlich, maka aluran log x/m terhadap log C akan merupakan garis lurus. Dari garis

dapat dievaluasi tetapan k dan n (Tim Labor Kimia Fisika,2011).

Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukkan distribusi adsorben antara

fase teradsorbsi pada permukaan adsorben dengan fase ruah kesetimbangan pada

temperatur tertentu.

2.2 Isoterm Freundlich

Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi

dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm

ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap

molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda. Persamaan ini merupakan

persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. Persamaannya adalah :

Dari persamaan tersebut, jika konsentrasi larutan dalam kesetimbangan diplot

sebagai ordinat dan konsentrasi adsorbat dalam adsorben sebagai absis pada koordinat

logaritmik, akan diperoleh gradien n dan intersept. Dari isoterm ini, akan diketahui

kapasitas adsorben dalam menyerap air. Isoterm ini akan digunakan dalam penelitian yang

x/m = k. Cn

x/m = k C 1/n

log x/m = log k + n logc

akan dilakukan, karena dengan isoterm ini dapat ditentukan efisisensi dari suatu adsorben

(anonim,2008).

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat-alat yang digunakan pada praktikum adalah:

batang pengaduk

botol semprot

buret

corong

erlenmeyer

pipet tetes

pipet ukur

bulb

spatula

statif

cawan petri

lumpang + alu

beaker gelas

labu ukur

Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan adalah:

akuades (H₂O)

asam asetat (CH₃COOH)

asam oksalat (H₂C₂O₄)

indikator fenolftalein

karbon aktif

natrium hidroksida ( NaOH)

3.2 Prosedur Kerja

3.2.1 Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M

Ditimbang sebanyak 2 gr

Dilarutkan dengan

Dipindahkan ke dalam labu ukur 500 ml

Ditepatkan sampai tanda batas

Dikocok agar homogen

Padatan NaOH

akuades

Larutan NaOH

3.2.2 Pembuatan larutan CH3COOH

Diambil Larutan CH3COOH dan HCl pekat 0,5MDiencerkan dengan akuades Ditepatkan 50 mL dengan labu ukurDilakukan dengan variasi konsentrasi 0,5M; 0,250M ;

0,125M ; 0,0625M ;dan 0,0313M Dimasukkan masing-masing ke dalam erlenmeyer

3.2.3 Penentuan Adsorpsi

Ditimbang sebanyak 0,5 gram

Disediakan larutan CH3COOH dan larutan H2C2O4

dengan konsentrasi 0,5M; 0,250M ; 0,125M ; 0,0625M

dan 0,0313M

Dimasukkan masing-masing ke dalam erlenmeyer

Ditambahkan arang aktif

Ditutup dan dibiarkan selama 10 menit

Dilakukan shaker untuk larutan CH3COOH dan larutan

H2C2O4 yang telah ditambah karbon aktif, selama satu

menit pengocokan dengan interval waktu 10 menit

selama tiga kali

Disaring larutan tersebut dengan kertas saring dan

diambil 10 ml masing-masing filtratnya

Ditambahkan indikator pp ke tiap larutan

Dilakukan titrasi dengan NaOH hingga terjadi perubahan

Larutan campuran

Arang Aktif

Larutan CH3COOH

Hasil

3.3 Rangkaian Alat

Gambar 1. Rangkaian Alat Titrasi

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil/ Data Pengamatan

4.1.1 Larutan CH 3COOH

NO Massa Arang Massa CH3COOH Volume NaOH

1 0,5M 0,5M 45mL

2 0,5M 0,25M 22mL

3 0,5M 0,125M 10,6mL

4 0,5M 0,0625M 4,9mL

5 0,5M 0,0313M 2,6mL

4.1.2 Larutan HCl

NO Massa Arang Massa HCl Volume NaOH

1 0,5M 0,5M 44mL

2 0,5M 0,25M 26,4mL

3 0,5M 0,125M 13,6mL

4 0,5M 0,0625M 7mL

5 0,5M 0,0313M 3,1mL

Standarisasi NaOH 0,1M

MHCL = 0,0313 → VNaOH = 3,3mL

4.2 Pembahasan

Adsorbsi adalah pengumpulan zat terlarut dipermukaan media dan merupakan jenis

adhesi yang terjadi pada zat padat atau cair yang kontak dengan zat-zat lainnya. Adsorpsi

adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan lain sebagai akibat

dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaan tersebut. Pada absorpsi zat yang diserap

masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada

permukaannya (Sukardjo, 1990). Ada dua macam adsorpsi, yaitu :

a. Adsorpsi fisika, yaitu adsorpsi yang disebabkan adanya gaya van der waals yang ada

pada permukaan adsorben. Panas adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang

terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih dari satu molekulnya.

b. Adsorpsi kimia, yaitu adsorpsi yang terjadi karena reaksi antara zat yang diserap

dengan adsorben. Lapisan molekul pada permukaan adsorben hanya satu lapis panas

adsorpsinya tinggi. Contoh adsropsi kimia adalah pembuatan karbon aktif dari kulit

ubi kayu yang menggunakan senyawa kimia untuk memutuskan rantai karbon

senyawa organik menjadi karbon.

Pada percobaan ini digunakan adsorpsi fisika, karena asam asetat dan asam klorida

tidak membentuk ikatan dengan karbon aktif yang menghasilkan zat baru, namun hanya

memiliki gaya van der waals antara adsorbat dan adsorben. Perbedaan adsorpsi dengan

absorpsi adalah terletak pada daerah penyerapannya. Adsorpsi diluas permukaan

sedangkan absorpsi daya serapnya hingga keseluruh bagian dalam zat.

Proses adsorpsi isoterm menurut Freundlich didasarkan pada pengukuran banyaknya

zat yang teradsoprsi pada suatu adsorben pada suhu tetap, yaitu dengan cara mengaktifkan

karbon lalu mencampurkannya dengan asam dan dikocok pada selang waktu tertentu.

Setelah itu disaring dan diambil filtratnya. Filtrat kemudian ditambah indikator pp dan

dititrasi dengan NaOH.

Salah satu adsorben yang biasa diterapkan dalam pengolahan air minum adalah

karbon aktif arang digunakan untuk menghilangkan bau, warna dan rasa air termasuk

logam-logam ion berat. Dalam percobaan ini menggunakan karbon aktif sebagai adsorben,

asam asetat dengan berbagai konsentrasi sebagai adsorbat serta larutan NaOH 0,1M

sebagai larutan standar. Larutan asam asetat yang telah dibuat sebelumnya digunakan

berbagai konsentrasi, kemudian dimasukkan arang aktif dan didiamkan beberapa menit.

Peristiwa adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana asam asetat lebih

mudah teradsorbsi dari pelarut (air), karena arang aktif (karbon) hanya mampu

mengadsorpsi senyawa-senyawa organik.

Karbon aktif adalah arang yang sudah diaktifkan sehingga memiliki daya serap yang

tinggi. Karbon aktif terdiri dari 85%-95% bahan karbon. Prinsip kerja dari karbon aktif itu

sendiri yaitu mengadsorpsi senyawa kimia tertentu dengan tergantung pada besar atau

volume pori-pori dan luas permukaan karbon aktif.

Pertama pembuatan larutan asam klorida dan asam asetat yaitu Larutan asam asetat

dan asam klorida pekat 0,5M masing-masing diambil lalu diencerkan dengan akuades dan

ditepatkan 50 mL dengan labu ukur. Pengenceran dilakukan di labu ukur untuk

menepatkan volume asam asetat dan asam klorida. Pengencerean dilakukan untuk

mengurangi kepekatan dari konsetrasi asam tersebut. Larutan dimasukkan ke erlenmeyer.

Pengenceran dilakukan dengan variasi konsentrasi 0,5M; 0,250M; 0,125M; 0,0625M; dan

0,0313M dan masing-masing dimasukkan ke erlenmeyer. Tujuan dari variasi konsentrasi

adalah untuk mengetahui pengaruh adsorpsi terhadap konsentrasi asam yang berbeda dan

untuk mengetahui hubungan antara variasi konsentrasi dengan daya adsorpsi.

Kedua penentuan adsorpsi yaitu sebanyak 0,5 gram karbon aktif yang sudah

dihaluskan dimasukkan ke erlenmeyer yang sudah berisi asam asetat dan asam klorida.

Karbon aktif yang dihaluskan berfungsi untuk memperluas permukaan adsorben, karena

luas permukaan merupakan faktor yang mempengaruhi banyaknya zat yang diadsorpsi.

Masing-masing erlenmeyer ditambahkan 0,5 gram karbon aktif. Massa karbon aktif yang

ditambahkan ketiap larutan sama untuk menentukan hubungan antara konsetrasi dan

adsorbat. Dilakukan shaker untuk larutan CH3COOH dan HCl yang telah ditambah karbon

aktif sebelumya, selama satu menit pengocokan dengan interval waktu 10 menit selama

tiga kali. Fungsi pengocokan ialah untuk mencampurkan karbon aktif dan larutan asam

agar homogen. Selama 10 menit larutan didiamkan terlebih dahulu, ini berfungsi agar

karbon aktif dapat menyerap konsentrasi asam pada larutan. Dilakukan tiga kali shaker dan

didiamkan 3 kali untuk mengoptimalkan proses adsorpsi oleh karbon aktif. Karbon aktif

sebagai adsorben memiliki kapasitas adsorpsi hingga adsorben sudah tidak mampu

mengadsorpsi lagi (jenuh). Larutan tersebut disaring dengan kertas saring dan diambil

10mL masing-masing filtratnya. Penyaringan dilakukan berfungsi untuk memisahkan

antara adorben dan adsorbatnya. Yang diambil adalah filtrat, karena filtrat sebagai

kosentrasi larutan sisa yang tidak dapat teradsopsi oleh karbon aktif. Penambahan indikator

pp ke dalam filtrat untuk mengetahui titik akhir titrasi sehingga didapatkan volume NaOH

dan konsentrasi asam dapat dihitung. Digunakan indikator pp karena rentang pHnya 8,3-

10, karena yang digunakan ialah larutan standar basa (alkalimetri).

Gambar 1. Mekanisme terjadinya perubahan warna pada indikator pp

Terjadinya perubahan warna dari bening sampai berwarna merah muda, menandakan

sudah terjadi titik akhir titrasi. Sebelum terjadi titik akhir titrasi terjadi titik ekuivalen yaitu

dimana jumlah mol ekivalen asam sama dengan jumlah ekivalen mol basa. Reaksi yang

terjadi saat titrasi adalah :

CH3COOH + NaOH CH3COONa+ H2O

HCl+ NaOH NaCl + H2O

Perubahan konsentrasi asam asetat sebelum dan sesudah adsorpsi dapat diketahui

dengan cara mentitrasi filtrat yang mengandung asam asetat dengan larutan standar NaOH

0,1M. Konsentrasi awal asam asetat mempengaruhi volume titrasi yang digunakan.

Semakin besar konsentrasinyanya semakin banyak larutan NaOH yang digunakan. Hal ini

disebabkan karena semakin besar konsentrasi, letak antara molekulnya semakin berdekatan

sehingga susah untuk mencapai titik ekivalen pada saat proses titrasi.

BAB V

PENUTUP

5.2 Simpulan

Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa:

1. Isoterm adsorbsi karbon aktif merupakan hubungan antara banyaknya zat yang

teradsorpsi( acetic acid) persatuan luas atau persatuan berat adsorben, dengan

konsentrasi zat terlarut pada temperature tertentu.

2. Isoterm yang terjadi pada percobaan ini adalah isoterm adsorpsi Freundlich, dimana

adsorben mengadsorpsi larutan organic yang sangat bagus dengan situs-situs

hoterogen seperti situs Freundlich.

3.  Semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi daya adsorpsinya dan semakin

banyak pula zat yang teradsorpsi demikin juga sebaliknya.

4.  Semakin luas permukaan adsorben, maka semakin tinggi daya adsorpsinya pada

zat terlarut.

5. Dari perhitungan di peroleh harga n = 1 dan k = 6,0048.

5.2 Saran

Untuk praktikum selanjutnya, ada baiknya ditambahkan atau gunakan perbedaan

konsentrasi pereaksi. Agar lebih mengetahui apa yang terjadi jika konsentrasinya berbeda

dan digunakan larutan basa kuat atau basa lemah lainnya. Dalam percobaan adsorpsi ini

praktikan seharusnya  bisa memperoleh data dengan benar dan teliti dalam melakukan

titrasi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2008. Isoterm Adsorpsi. http://smk3ae.wordpress.com

Sukardjo. 1990.  Kimia Anorganik.  Penerbit Rineka Cipta.  Jakarta

Tim Labor Kimia Fisika.2011. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II. FMIPA-UR,

Pekanbaru