*ÄÂ ¾½ Á !"ÄÂ ¿Â Okki Novian / 5203011009 Michael Wongso / 5203011016 Jindrayani Nyoo / 5203011021 Chemical Engineering Department of Widya Mandala Catholic University Surabaya “All start is difficult”
Perbedaan Adsorpsi dan Absorpsi • Adsorpsi adalah proses penyerapan dengan menggunakan poripori adsorbent, sehingga adsorbate tidak bisa masuk ke dalam pori adsorbate. Sedangkan, • Absorbsi merupakan penyerapan sampai ke dalam pori-pori absorbent.
Adsorbent, adsorpt dan adsorbate • Adsorbate adalah materi yang berada dalam keadaan teradsorp • Zat yang akan diadsorp (sebelum berada dipermukaan) disebut adsorpt atau adsorptive • Zat dimana proses adsorpsi terjadi dinamakan adsorbent
. ½À ¿ÄÁ ½!"Ä Ŀ[1] 1. Steric Pori adsorbent mempunyai dimensi yang bisa dimasuki oleh molekul-molekul kecil sementara pori yang lain mengeluarkan molekul-molekul yang lebih besar dari tempat masuk pori tersebut. 2. Equilibrium Adsorbent mempunyai kemampuan berbeda untuk menyerap jenis adsorbate yang berbeda, yang biasanya diserap adalah jenis adsorbate yang memiliki karakteristik kuat. 3. Kinetic Semakin cepat suatu laju difusi adsorbate maka adsorbent akan semakin menyerap adsorbate itu.
Pengertian Isothermis Adsorpsi • Hubungan antara jumlah substansi yang diserap oleh adsorbent pada kesetimbangan pada suhu konstan[4]. • Dan juga isoterm adsorpsi biasanya digambarkan dalam bentuk kurva berupa plot distribusi kesetimbangan adsorbat antara fase padat dengan fase gas atau cair pada suhu konstan[2].
Adsorpsi Secara Fisika
[6]
• Adsorpsi terjadi tanpa adanya reaksi antara molekul adsorbat dengan permukaan adsorben melainkan terikat secaara lemah karena adanya gaya van der Waals. • Bersifat reversibel dengan cara pemanasan/penurunan tekanan
Adsorpsi Secara Kimia
[6]
• Terjadi karena adanya reaksi antara molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. • Bersifat susah untuk diregenerasi karena ada ikatan kimia
Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi [6]
• Luas permukaan adsorben. Semakin besar luas permukaan adsorben, semakin banyak yang teradsorpsi. • Tekanan adsorbat (P). Kenaikan tekanan adsorbat pada temperatur konstan dapat menaikkan jumlah yang diadsorpsi.
Klasifikasi Isoterm Adsorpsi 1. Isoterm Langmuir [1] Isoterm ini berdasar asumsi bahwa: • Adsorben mempunyai permukaan yang homogen, energi adsorpsi konstan di semua sisi. • Semua proses adsorpsi sama rata di setiap permukaan adsorben. • Setiap sisi adsorben hanya bisa menyerap satu molekul adsorbate.
• Persamaan Langmuir
K L Ce qe q m 1 K L Ce qe qm KL Ce
: jumlah adsorbat yang teradsorpsi ke dalam adsorben pada keadaan kesetimbangan : kapasitas adsorben dalam mengadsorpsi : konstanta Langmuir : konsentrasi adsorbat
2. Isoterm Freundlich[1] • Untuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair, isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empiris yang dikemukakan oleh Freundlich. Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang berbeda-beda[2]. • Isoterm Freundlich diperoleh dengan mengasumsikan suatu energi peluruhan fungsi distribusi eksponensial yang dimasukkan kedalam persamaan Langmuir. Hal ini menggambarkan adsorpsi reversibel dan tidak terbatas hanya pada pembentukan monolayer[3].
•
3. Sips Equation (Langmuir-Freundlich) [1] Equation Sips sama seperti equation Freundlich, tetapi Sips equation punya batasan tekanan yang cukup tinggi. Perbedaan persamaan ini dengan persamaan Langmuir adalah penambahan parameter “n” di persamaan Sips.
•
4. Toth Equation Dua equation sebelumnya Freundlich dan Sips mempunyai batasan. Equation Freundlich tidak berlaku pada tekanan rendah dan titik tekanan yang tinggi, dan equation Sips tidak berlaku pada tekanan rendah. Equation Toth menjelaskan beberapa sistem dengan submonolayer.
• Persamaan Toth[1]
qe
: jumlah adsorbat yang teradsorpsi ke dalam adsorben pada keadaan kesetimbangan qm : kapasitas adsorben dalam mengadsorpsi KT&nT : konstanta Toth : konsentrasi adsorbat Ce
Karbon Aktif • Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf dan berpori yang mengandung 85-95% karbon yang dihasilkan dari bahanbahan yang mengandung karbon (batubara, kulit kelapa dan sebagainya) atau dari karbon yang diperlakukan dengan cara khusus baik aktivasi kimia maupun fisika untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas [3]. • Daya serap karbon aktif sangat besar, yaitu 25-100% terhadap berat karbon aktif. Karena hal tersebut maka karbon aktif banyak digunakan oleh kalangan industri. Hampir 60% produksi karbon aktif di dunia ini dimanfaatkan oleh industriindustri gula dan pembersihan minyak dan lemak, kimia, farmasi dan industri tekstil. Dalam satu gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0,01-0,0000001 mm [3,5].
• Luas permukaan spesifik merupakan parameter yang menggambarkan kapasitas adsorpsi suatu adsorben. Pada bidang katalisis, luas permukaan spesifik merupakan gambaran banyaknya situs aktif yang ada pada permukaan katalis yang menentukan sifat katalitiknya. Pada elektroda sel elektrokimia, luas permukaan spesifik berhubungan dengan banyaknya transfer elektron yang terjadi pada daerah antar muka [10].
Bentonite • Bentonite terbentuk dari tumpukan abu vulkanik yang tersusun antara beberapa milimeter sampai 15 meter [7]. • Berdasarkan tipenya, bentonit dibagi menjadi dua, yaitu [8] : a. Tipe Wyoming (Na-bentonit – Swelling bentonite) Na bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basah dan terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap. Posisi pertukaran diduduki oleh ion-ion sodium (Na+).
b. Mg, (Ca-bentonit – non swelling bentonite) Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah. Posisi pertukaran ion lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Dalam keadaan kering bersifat rapid slaking, berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan bentonit dalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi terlebih dahulu. • Kation ini memiliki 20% kemampuan pertukaran ikatan, sehingga bentonite memiliki kemampuan menyerap yang tinggi (sekitar 100meq/100g) untuk kapasitas pertukaran kation[7].
• Struktur / Bentuk Molekul Bentonite (Monmorilonit) [11]
• Rumus monmorilonit secara umum yaitu (OH)4Si8Al4O20 . nH2O. Sedangkan rumus monmorilonit dengan adanya substitusi yaitu (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O [11]. • Si 4+ pada lapisan tetrahedral dapat diganti dengan Al 3+, sedangkan Al3+ pada lapisan oktahedral dapat diganti oleh Mg2+ atau Fe 2+ [11]. • Proses pergantian ini disebut substitusi isomorfik [11]. • Substitusi isomorfik adalah menggantikan salah satu atom dengan atom lain yang sama ukurannya dalam kisi-kisi kristal tanpa mengganggu atau mengubah struktur kristal mineral [12].
Kaolin • Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak keputihan [8]. • Kapasitas penyerapan kaolin lebih rendah dari bentonite, karena dipengaruhi oleh kemampuan pertukaran kation yang ada ( sekitar 2-10meq/100g), tergantung ukuran partikel [7].
• Struktur Molekul Kaolin [13]
Literature 1. 2. 3.
4. 5. 6.
Do, D.D. 1998, “Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics”, Imperial College Press, London Adsorpsi Isoterm. 2009 [cited 2012 August 30]; Available from: http://nita-aja.blogspot.com/2009/12/adsorpsi-isoterm.html. Laporan Praktikkum Menentukan Isoterm Adsorpsi Menurut Freundlich. 2012 [cited 2012 September 03] http://rehmannisa.blogspot.com/2012/05/laporan-praktikummenentukan-isoterm.html Adsorpsi Isoterm. 2011 [cited 2012 August 30]; Available from: http://chemedu09.wordpress.com/2012/01/25/adsorpsi-isoterm/. The Story of Activated Carbon. 2012 [cited 2012 September 07]. http://www.tigg.com/what-is-activated-carbon.html Adsorption Isotherm [cited 2012 September 16]. http://amrita.vlab.co.in/?sub=2&brch=190&sim=606&cnt=1
7. 8.
9. 10. 11. 12. 13.
Bentonite, Kaolin, and Selected Mineral Clay. World Health Organization, Geneva, 2005. Kaolin. 2005 [cited 2012 September 09]. http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Kaolin/ulasan.asp?xdir=Kaoli n&commId=19&comm=Kaolin http://cheminiezt.blogspot.com/2011/12/isoterm-adsorpsi-karbonaktif.html http://material-sciences.blogspot.com/2010/07/karakterisasipadatan-berpori.html http://repository.upi.edu/operator/upload/s_d515_045079_chapter2. pdf http://reensaikoe.files.wordpress.com/2009/03/cec-tutorialindonesia.pdf http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/12018/F07s pu.pdf?sequence=3
“Beginning is half done”
