Powered by Blogger.

ADSORBSI lengkap







1.      Definisi adsorbsi

Adsorpsi adalah suatu peristiwa penyerapan pada permukaan adsorber. Misalnya zat padat akan menarik molekul-molekul gas atau zat cair pada permukaannya. Hal ini disebabkan karena zat padat yang terdiri dari molekul-molekul tarik menarik dengan gaya Van der Waals. Jika ditinjau satu molekul, maka molekul ini akan dikelilingi molekul lain yang mempunyai gaya tarik yang seimbang. Untuk molekul, gaya tari dipermukaannya tidak seimbang karena salah satu arah tidak ada molekul lain yang menarik, akibatnya pada permukaan itu akan mempunyai gaya tarik kecil. Adsorpsi dipengaruhi oleh macam zat yang diadsorpsi, konsentrasi adsorben dan zat yang diadsorpsi, luas permukaan, suhu, dan tekanan.

Kinetika adsorpsi menyatakan adanya proses penyerapan suatu zat oleh adsorben dalam fungsi waktu. Adsorpsi terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya (Sukardjo, 1990).

Suatu adsorben dengan bahan dan jenis tertentu, banyaknya gas yang dapat diserap, makin besar bila temperatur kritis semakin tinggi atau gas tersebut mudah dicairkan. Semakin luas permukaan dari suatu adsorben yang digunakan, maka semakin banyak gas yang dapat diserap. Luas permukaan sukar ditentukan, hingga biasanya daya serap dihitung tiap satuan massa adsorben. Daya serap zat padat terhadap gas tergantung dari jenis adsorben, jenis gas, luas permukaan adsorben, temperatur dan  tekanan gas (Atkins,  1990).

Proses adsorpsi yang terjadi pada kimisorpsi, partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasinya dengan substrat. Peristiwa adsorpsi disebabkan oleh gaya tarik molekul-molekul di permukaan adsorbens. Dimana adsorben yang biasa digunakan dalam percobaan adalah kabon aktif, sedangkan zat yang diserap adalah asam asetat (Keenan, 1999).

Peristiwa adsorpsi yang terjadi jika berada pada permukaan dua fasa yang bersih ditambahkan komponen ketiga, maka komponen ketiga ini akan sangat mempengaruhi sifat permukaan. Komponen yang ditambahkan adalah molekul yang teradsorpsi pada permukaan (dan karenanya dinamakan surface aktif). Jumlah zat yang terserap setiap berat adsorbens, tergantung konsentrasi dari zat terlarut. Namun demikian, bila adsorbens sudah jenuh, konsentrasi tidak lagi berpengaruh. Adsorpsi dan desorpsi (pelepasan) merupakan kesetimbangan (Atkins,  1990).

Secara umum analisis kinetika adsorpsi terbagi atas tiga bagian yaitu orde satu, orde dua dan orde tiga. Peristiwa kinetika adsorpsi dapat dipelajari hubungan konsentrasi spesies terhadap perubahan waktu. Kinetika adsorpsi karbon aktif terhadap asam asetat dapat ditentukan dengan mengukur perubahan konsentrasi asam asetat sebagai fungsi waktu dan menganalisisnya dengan analisis harga k (konstanta kesetimbangan adsorpsi) atau dengan grafik.




2.      Macam-macam isoterm adsorpsi

Macam-macam isoterm adsorpsi, antara lain: isoterm Langmuir,isoterm BET dan isoterm Freundlich.1. Isoterm LangmuirIsoterm Langmuir merupakan isoterm paling sederhana yang didasarkan pada asumsi bahwa setiap tempat adsorpsi adalah ekivalen, dan kemampuan partikel untuk terikat di tempat itu, tidak bergantung padaditempati atau tidaknya tempat yang berdekatan (Atkins, 1990).2. Isoterm BETD alam isoterm BET, volume total yang teradsorpsi sebanding dengan jumlah partikel teradsorpsi (Atkins, 1990).3. Isoterm FreundlichIsoterm Freundlich adalah satu dari beberapa persamaan awal yang diusulkan untuk menghubungkan jumlah bahan teradsorpsi terhadap konsentrasi bahan dalam larutan, yang dirumuskan dalam persamaan dibawah ini.

m = k . C 1/n
keterangan:
m = massa zat teradsorpsi per satuan massa adsorben
C = konsentrasi larutank dan n adalah tetapan

3.      Macam-macam adsorbsi

Adsordpsi dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1.Physisorption (adsorpsi fisika)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 substansiterlarut 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 akanmenghasilkan struktur berpori dan luas permukaan adsorpsi yang besar. Semakin besar luas permukaan, maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada permukaan mediaadsorpsi.
1.Chemisorption (adsorpsi kimia)
Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut dalam larutandengan molekul dalam media.
 Contoh :  Ion exchange
Adsorbat 
→  substansi yang akan disisihkan
Adsorben
→  padatan dimana di permukaannya terjadi pengumpulan substansi      yang disisihkan

4.      Karakteristik adsorben
 Adsorben yang biasa digunakan berbentuk butiran, batangan, batu dengan diameter 0,5 sampai10 mm. untuk pemakaian yang terus menerus diperlukan adsorben yang tahan terhadap suhutinggi, tahan abrasi dan panas. Pada kebanyakan industri adsorben dibagi menjadi 3 kelas:
·         Oxygen-containing compounds: biasanya hydrophilic dan bersifat polar, contohnya yangterkandung dalam silica gel dan zeolites.
·         Carbon-based compounds: biasanya hydrophobic dan nonpolar, contohnya yangterkandung dalam activated carbon dan graphite
·         Polymer-based compounds: terdiri dari poros porous polymer matrix mengandung polar atau nonpolar grup fungsiSecara umum,

 faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sebagai berikut:
·         Luas permukaanSemakin luas permukaan adsorben, maka makin banyak zat yang teradsorpsi. Luas permukaan adsorben ditentukan oleh ukuran partikel dan jumlah dari adsorben.

·         Jenis adsorbat:

ü  Peningkatan polarisabilitas adsorbat akan meningkatkan kemampuan adsorpsimolekul yang mempunyai polarisabilitas yang tinggi (polar) memilikikemampuan tarik menarik terhadap molekul lain dibdaningkan molekul yangtidak dapat membentuk dipol (non polar);
ü  Peningkatan berat molekul adsorbat dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi
ü  Adsorbat dengan rantai yang bercabang biasanya lebih mudah diadsorbdibdaningkan rantai yang lurus.

·      Struktur molekul adsorbat

Hidroksil dan amino mengakibatkan mengurangi kemampuan penyisihan sedangkan Nitrogen meningkatkan kemampuan penyisihan


·      Konsentrasi Adsorbat

semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan maka semakin banyak jumlah substansiyang terkumpul pada permukaan adsorben

·      Temperatur 

ü   pemanasan atau pengaktifan adsorben akan meningkatkan daya serap adsorbenterhadap adsorbat menyebabkan pori-pori adsorben lebih terbuka
ü   pemanasan yang terlalu tinggi menyebabkan rusaknya adsorben sehinggakemampuan penyerapannya menurun.

·       pH

 pH larutan mempengaruhi kelarutan ion logam, aktivitas gugus fungsi pada biosorbendan kompetisi ion logam dalam proses adsorpsi

·      Kecepatan pengadukanmenentukan kecepatan waktu kontak adsorben dan adsorbat. Bila pengadukan terlalulambat maka proses adsorpsi berlangsung lambat pula, tetapi bila pengadukan terlalucepat kemungkinan struktur adsorben cepat rusak, sehingga proses adsorpsi kurangoptimal

·      Waktu Kontak


 Penentuan waktu kontak yang menghasilkan kapasitas adsorpsi maksimum terjadi padawaktu kesetimbangan.
·      Waktu kesetimbangan dipengaruhi oleh:
1. tipe biomasa (jumlah dan jenis ruang pengikatan), 
2. ukuran dan fisiologi biomasa (aktif atau tidak aktif)
3. ion yang terlibat dalam sistem biosorpsi
4. konsentrasi ion logam









No comments:

Post a Comment

 

Blogroll

Most Reading