laporan adsorpsi isothermis kelompok vi-a.pdf

LABORATORIUM

KIMIA FISIKA

Percobaan : ADSORBSI ISOTERMIS Kelompok : VI A

Nama : 1. Aristania Nila Wagiswari NRP. 2313 030 005 2. Revani Nuriawati NRP. 2313 030 019 3. M. Fikri Dzulkarnain Rimosan NRP. 2313 030 037 4. Rio Sanjaya NRP. 2313 030 065 5. Nur Annisa Oktaviana NRP. 2313 030 089

Tanggal Percobaan : 7 Oktober 2013

Tanggal Penyerahan : 4 November 2013

Dosen Pembimbing : Warlinda Eka Triastuti, S.Si., M.T.

Asisten Laboratorium : -

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

i

ABSTRAK

Percobaan ini bertujuan untuk mengamati peristiwa Adsorbsi Isotermis dari suatu larutan

pada suhu konstan. Larutan yang digunakan adalah asam asetat 0,015 N; 0,03 N; 0,06 N; 0,09 N;

0,12 N; 0,15 N dengan kecepatan pengadukan sebesar 200 rpm dan lama pengadukan selama 30

menit. Selanjutnya letakkan 1 gram karbon aktif ke dalam 6 Erlenmeyer. Lalu, membuat larutan

asam asetat dengan konsentrasi 0,15 N ; 0,12 N ; 0,09 N ; 0,06 N ; 0,03 N dan 0,015 N dibuat dari

larutan 0,15 N. Masukkan 100 ml larutan 0.03 N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak ada

karbon aktifnya, yang selanjutnya akan digunakan sebagai kontrol. kemudian tutup semua

Erlenmeyer tersebut dengan menggunakan alumunium voil dan mengocoknya secara periodik

selama 30 menit dan mendiamkannya paling sedikit selama 1 jam agar terjadi kesetimbangan.

Setelah itu saring masing-masing larutan memakai kertas saring halus, membuang 10 ml pertama

dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorb oleh kertas saring. Yang terakhir

menitrasi 25 ml larutan filtrat dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indicator PP. Tahap ini

dilakukan sebanyak 2 kali untuk setiap larutan. Selain itu nilai adsorbsi semakin meningkat dengan

meningkatnya konsentrasi larutan adsorbat yang digunakan. Adsorben yang digunakan adalah

karbon aktif yang merupakan suatu adsorben yang sangat baik dan dapat menyebabkan besarnya

adsorbsi yang terjadi kerena memiliki permukaan yang luas.

Kata kunci : Adsorbsi isotermis, karbon aktif, asam asetat.

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAKS ............................................................................................................. i

DAFTAR ISI ............................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ iii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... iv

DAFTAR GRAFIK .................................................................................................. v

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ........................................................................................... I-1

I.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... I-2

I.3 Tujuan Percobaan ...................................................................................... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori ............................................................................................... II-1

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan ................................................................................. III-1

III.2 Bahan Yang Digunakan .......................................................................... III-1

III.3 Alat Yang Digunakan .............................................................................. III-1

III.4 Prosedur Percobaan ................................................................................. III-2

III.5 Diagram Alir Percobaan ........................................................................... III-3

III.6 Gambar Alat Percobaan .......................................................................... III-4

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan ...................................................................................... IV-1

IV.2 Pembahasan.............................................................................................. IV-2

BAB V KESIMPULAN ........................................................................................... V-1

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ vi

DAFTAR NOTASI ................................................................................................... vii

APPENDIKS ............................................................................................................. viii

LAMPIRAN

Laporan Sementara

Fotokopi Literatur

Lembar Revisi

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Kurva Asam Kuat vs Basa Kuat...... ………………...…........................... II-8

Gambar II.2 Kurva Basa Lemah dan Asam Kuat ...………………………................... II-9

Gambar II.3 Kurva Basa Kuat dan Asam Lemah ……………………………………… II-9

Gambar III.6 Gambar alat.................................... ……………………………………… III-4

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1.1 Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia ............................................................... II-14

Tabel IV.1. Hasil perubahan warna setelah penambahan volume NaOH ......................... IV-1

Tabel IV.1.2 Hasil Perhitungan Larutan Asam Asetat Sebelum dan Sesudah Teradsorbsi

oleh Karbon Aktif ........................................................................................... IV-1

v

DAFTAR GRAFIK

Grafik II.1 Isothermis langmuir ….............................................................................. II-3

Grafik II.2 Isothermis Freudlich ….......……………………………………………... II-4

Grafik II.3 Isothermis BET…………………….......................................……… …… II-5

Grafik IV.4 Hasil perubahan warna setelah penambahan volume NaOH…......... …… IV-1

Grafik IV.5 Hubungan Normalitas Asam Asetat dengan mol Asam Asetat

yang Teradsorbsi…………………………………………………...

……

IV-3

Grafik IV.6 Hubungan Faktor Koreksi dengan Normalitas……………………. …… IV-3

Grafik IV.7 Hubungan Normalitas dengan N Teori……………………………. …… IV-4

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dewasa ini, sistem penjernihan dalam menyisihkan kandungan warna maupun organik

memiliki beberapa macam teknik. Sistem pengolahan air limbah industri tekstil yang

banyak ditunjukkan untuk menghilangkan warna dan yang umum digunakan adalah

koagulasi – flokulasi. Alternatif pengganti untuk proses koagulasi – flokulasi adalah proses

adsorbsi dengan menggunakan karbon aktif. Proses adsorbsi oleh karbon aktif terbukti

membersihkan hasil yang terbaik dalam menyisihkan kandungan warna maupun organik,

namun biaya menjadi sangat mahal untuk mengganti karbon aktif yang jenuh.

Energi yang dihasilkan seperti ikatan hidrogen dan gaya Van Der Walls menyebabkan

bahan yang teradsorbsi terkumpul pada permukaan penjerat. Bila reaksi dibalik, molekul

yang terjerat akan terus berkumpul pada permukaan karbon aktif sehingga jumlah zat di

ruas kanan reaksi sama dengan jumlah zat pada ruas kiri. Apabila kesetimbangan telah

tercapai, maka proses adsorps telah selesai.

Adorbsi isotermis dipengaruhi oleh beberapa faktor. Salah satunya faktor tersebut

adalah konsentrasi zat. Pada konsentrasi larutan rendah, jumlah bahan yang dijerap sedikit,

sedang pada konsentrasi tinggi jumlah bahan yang dijerap semakin banyak. Hal ini

disebabkan karena kemungkinan frekuensi tumbukan antara partikel semakin besar.

Adsorpsi suatu bahan dalam limbah cair adalah salah satu alternatif yang banyak

digunakan dalam proses pengolahan limbah. Penggunaan adsorben arang aktif, zeolit,

bentonit untuk mengurangi kandungan logam berat, ataupun bau telah banyak digunakan di

industri kelas menengah maupun industri besar. Namun pada industri rumah tangga

sebagian bear belum menyadari pentingnya pengolahan limbah, misalnya industry

pewarnaan (batik, sablon, jeans). Padahal limbah yang dihasilkan dari industri ini banyak

mengandung zat organik yang sulit terdegradasi, naftol misalnya maupun logam- logam

(basa pencampur / pelarut warna).Oleh karena itu, untuk lebih mengetahui tentang adsorbsi

isothermis oleh karbon aktif secara mendalam maka dilakukanlah percobaan ini.

I-2

BAB I Pendahuluan

LABORATORIUM KIMIA FISIKA


FTI-ITS

I.2 Rumusan Masalah

Bagaimana peristiwa adsorbsi isotermis dari suatu larutan pada suhu konstan?

I.3 Tujuan Percobaan

Untuk mengamati peristiwa adsorbsi isothermis dari suatu larutan pada suhu konstan.

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Adsorpsi

Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan molekul-molekul cairan atau gas pada

permukaan adsorban, hingga terjadi perubahan konsentrasi pada cairan atau gas

tersebut (taher, 2013). Isoterm adsorpsi adalah hubungan yang menunjukan distribusi

adsorben antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fasa ruah saat

kesetimbangan pada suhu tertentu. Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf

dan berpori yang mengandung 85-95% karbon yang dihasilkan dari bahan-bahan 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 (nasik, 2013).

Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Adsorbsi secara fisika

Adsorbsi secara fisika ini mempunyai karakteristik antara lain panas reaksi

yang rendah yaitu 10000 kal/mol atau kurang. Hal ini disebabkan oleh ikatan yang

terlibat dalam adsorbsi itu ikatan yang lemah, yakni gaya Van der Waals.

2. Adsorbsi secara kimia.

Adsorbsi secara kimia ini melibatkan panas adsorbsi yang cukup besar yaitu

antara 10000 kal/mol sampai 20000 kal/mol. Hal ini disebabkan adanya reaksi

kimia yang biasanya terjadi dan menyebabkan adanya ikatan antara adsorban dan

adsorbat menjadi lebih kuat. Hubungan antara jumlah substansi yang diserap oleh

adsorban dan tekanan atau konsentrasi pada kesetimbangan pada suhu konstan

disebut adsorbsi isothermis (taher, 2013).

Adsorben dan Adsorbat

Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari

suatu fase fluida (Saragih, 2008). Kebanyakan adsorben adalah bahan- bahan yang

sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding pori- pori atau pada

letak-letak tertentu di dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil

maka luas permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada

permukaan luar dan bisa mencapai 2000 m/g. Pemisahan terjadi karena perbedaan

bobot molekul atau karena perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul

melekat pada permukaan tersebut lebih erat daripada molekul lainnya. Adsorben yang

II-2

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

digunakan secara komersial dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu kelompok polar

dan non polar (Saragih, 2008).

Adsorben Polar Adsorben polar disebut juga hydrophilic. Jenis adsorben yang

termasuk kedalam kelompok ini adalah silika gel, alumina aktif, dan zeolit.

Adsorben non polar Adsorben non polar disebut juga hydrophobic. Jenis

adsorben yang termasuk kedalam kelompok ini adalah polimer adsorben dan

karbon aktif (pangabean, 2010).

Sedangkan adsorbat adalah substansi dalam bentuk cair atau gas yang

terkonsentrasi pada permukaan adsorben. Adsorbat terdiri atas dua kelompok yaitu

kelompok polar seperti air dan kelompok non polar seperti methanol, ethanol dan

kelompok hidrokarbon (Suzuki, 1990 dalam saragih, 2008). Karbondioksida

merupakan jenis adsorbat yang sesuai digunakan untuk adsorben jenis hidrofobic

seperti karbon aktif. Karbondioksida merupakan persenyawaan antara karbon dengan

oksigen. Pada kondisi tekanan dan temperatur atmosfir, karbondioksida merupakan

gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak reaktif, tidak beracun dan tidak mudah

terbakar (non flammable). Pada kondisi triple point, karbondioksida dapat berupa

padat, cair ataupun gas bergantung pada kondisinya. Karbondioksida berada pada fase

padat pada temperature -109 °F(-78,5oC) dan tekanan atmosfir akan langsung

menyublimasi tanpa melalui fase cair terlebih dahulu. Sedangkan pada tekanan dan

temperatur di atas triple point dan di bawah temperatur 87,9 °F (31,1oC) maka

karbondioksida cair dan gas akan berada pada kondisi kesetimbangan (pangabean,

2010).

Persamaan untuk Adsorpsi

Pengukuran isoterm adsorpsi pada umumnya disasarkan atas turunan dari persamaan

1. Isoterm Langmuir

Langmuir berpendapat bahwa gas diadsorpi pada permukaann solid dan

membentuk tidak lebih dari saatu lapis ketebalannya.Teori Langmuir

menggambarkan proses adsorpsi terdiri dari dua proses berlawanan, yaitu

kondensasi molekul-molekul fase teradsorpsi menuju permukaan dan

evaporasi/penguapan molekul-molekul dari permukaan kembali ke dalam larutan

Isoterm ini berdasarkan asumsi, bahwa :

II-3




FTI-ITS

1. Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanya dapat mengadsorpsi

satu molekul adsorbat untuk setiap molekul adsorbennya. Seluruh permukaan

adsorben memiliki aktivitas adsorbsi yang sama atau seragam. Tidak ada

interaksi antara molekul-molekul yang terserap.

2. Semua proses adsorpsi dilakukan dengan mekanisme sama

3. Tidak terjadi interaksi antara molekul-molekul adsorbat.

4. Hanya terbentuk satu lapisan tunggl saat adsorpsi maksimum.

Namun , biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal berikut :

1. Selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan.

2. Molekul teradsorpsi tidak inert dan mekanisme adsorpsi pada molekul pertama

sangat berbeda dengan mekanisme adsorpsi yang pada molekul terakhir

teradsorpsi.

Langmuir mengemukakan bahwa mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

keterangan :

A = molekul gas dan

S = permukaan adsorpsi

Adsorpsi ion logam oleh material padat secara kuantitatif mengikuti persamaan

langmuir, yaitu

A + S AS

C/(c/m)=1/Kbt C/b

II-4




FTI-ITS

Grafik II.1 Isotermis Langmuir

Persamaan tersebut dapat digunakan pada adsorpsi oleh padatan konstanta

pada persamaan adsorpsi langmuir menunjukkan besarnya adsorpsi yang

dihubungkan dengan energi ikat.

2. Isoterm Freundlich

Hubungan antar jumlah zat teradsorpsi persatuan luas atau satuan massa dan

tekanan dinyatakan dengan persamaan Freundlich

(Maron and Lando, 1980)

keterangan :

y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas atau massa adsorban.

P = tekanan saat kesetimbangan tercapai

K,n = konstanta-adsorben

Untuk adsorpsi solute yang tidak melibatkan gas maka persamaan Freundlich

menjadi :

(Maron and Lando, 1980)

Y = k.

Y = x/m = k.

II-5




FTI-ITS

keterangan :

Y = berat atau volume zat teradsorpsi persatuan luas atau massa adsorban.

x = banyaknya zat terlarut yang teradsorpsi (mg)

m = massa dari adsorben (mg)

C = konstanta dari adsorben yang tersisa dalam kesetimbangan

K,n = konstanta adsorben

Jika kemudian dibuat plot log y melawan log C, maka akan diperoleh garis

lurus yang mempunyai slope sebesar 1/n dan nilai interceptnya sebesar log k. Dari

isoterm ini akan diketahui kapasitas adsorben dalam menyerap air. Isoterm ini akan

digunakan dalam penelitian yang akan dilakukan karena dengan isoterm ini dapat

ditentukan efisiensi dari suatu adsorben.

Hal-hal yang dapat dilihat dari kurva isoterm adalah :

1. Kurva isoterm yang cenderung datar, artinya isoterm yang digunakan menyerap

pada kapasitas konstan melebihi daerah kesetimbangan

2. Kurva isoterm yang curam, artinya kapasitas adsorpsi meningkat seiring dengan

meningkatnya konsentrasi keseimbangan.

Grafik II.2 Isotermis Freudlich

3. Isoterm Brunauer, Emmet and Teller ( BET)

Isoterm ini berdasarkan asumsi bahwa adsorben mempunyai permukaan yang

homogen. Perbedaan Isotermini dengan Languir adalah BET berasumsi bahwa

molekul-molekul adsoerbat bisa membentuk lebih dari satu lapisan adsorbat di

II-6




FTI-ITS

permukaanya. Pada isoterm ini, mekanisme adsorpsi untuk setiap proses adsorpsi

berbeda-beda. Mekanisme yang diajukan dalam isoterm ini adaah : Isoterm

Langmuir biasanya lebih baik apabuila diterapkan untuk adsorpsi kimia, sedangkan

isoterm BET lebih baik daripada isoterm Langmuir bila diterapkan pada adsorpsi

fisika

Grafik II.3 Isotermis BET

Karbon Aktif

Karbon aktif umumnya memiliki daya adsorpsi yang rendah da daya adsorpsi

tersebut dapat diperbesar dengan mengaktifkab arang dengan menggunakan uap atau

bahan kimia. Aktivasi karbon bertujuan memperbesar luas permukaan arang dengan

membuka pori-pori yang tertutup. Hidrokarbon allppkatt dapat digunakan sebagai

bahan pengaktif karbon yang mempunyai aktivasi baik (yovita, 2012)

Setyaningsih (1995) membedakan karbon aktif menjadi 2 berdasarkan

fungsinya, yaitu Karbon adsorben gas (gas adsorbent carbon): Jenis arang ini

digunakan untuk mengadsorpsi kotoran berupa gas. Pori-pori yang terdapat pada

karbon aktif jenis ini tergolong mikropori yang menyebabkan molekul gas akan

mampu melewatinya, tetapi molekul dari cairan tidak bisa melewatinya. Karbon aktif

jenis ini dapat ditemui pada karbon tempurung kelapa. Selanjutnya adalah karbon fasa

cair (liquid-phase carbon). Karbon aktif jenis ini digunakan untuk mengadsorpai

kotoran atau zat yang tidak diinginkan dari cairan atau larutan. Jenis pori-pori dari

karbon aktif ini adalah makropori yang memungkinkan molekul berukuran besar untuk

II-7




FTI-ITS

masuk. Karbon jenis ini biasanya berasal dari batu bara, misalnya ampas tebu dan

sekam padi.

Aktivasi adalah perubahan fisik berupa peningkatan luas permukaan karbon aktif

dengan penghilangan hidrokarbon. Ada dua macam aktifasi, yaitu aktivasi fisika dan

kimia. Aktivasi kimia dilakukan dengan merendam karbon dalam H3PO4, ZnCl2,

NH4Cl, dan AlCl3 sedangkan aktivasi fisika menggunakan gas pengoksidasi seperti

udara, uap air atau CO2 (yulia, 2010)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

Proses Adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

Agitation (Pengadukan) Tingkat adsorbsi dikontrol baik oleh difusi film

maupun difusi pori, tergantung pada tingkat pengadukan pada sistem.

Karakteristik Adsorban (Karbon Aktif) Ukuran partikel dan luas permukaan

merupakan karakteristik penting karbon aktif sesuai dengan fungsinya sebagai

adsorban. Ukuran partikel karbon mempengaruhi tingkat adsorbsi; tingkat adsorbsi

naik dengan adanya penurunan ukuran partikel. Oleh karena itu adsorbsi

menggunakan karbon PAC (Powdered Acivated Carbon) lebih cepat dibandingkan

dengan menggunakan karbon GAC (Granular Acivated Carbon). Kapasitas total

adsorbsi karbon tergantung pada luas permukaannya. Ukuran partikel karbon tidak

mempengaruhi luas permukaanya. Oleh sebab itu GAC atau PAC dengan berat yang

sama memiliki kapasitas adsorbsi yang sama.

Kelarutan Adsorbat Senyawa terlarut memiliki gaya tarik-menarik yang kuat

terhadap pelarutnya sehingga lebih sulit diadsorbsi dibandingkan senyawa tidak larut.

Ukuran Molekul Adsorbat Tingkat adsorbsi pada aliphatic, aldehyde, atau

alkohol biasanya naik diikuti dengan kenaikan ukuran molekul. Hal ini dapat

dijelaskan dengan kenyataan bahwa gaya tarik antara karbon dan molekul akan

semakin besar ketika ukuran molekul semakin mendekati ukuran pori karbon. Tingkat

adsorbsi tertinggi terjadi jika pori karbon cukup besar untuk dilewati oleh molekul.

pH Asam organik lebih mudah teradsorbsi pada pH rendah, sedangkan

adsorbsi basa organik efektif pada pH tinggi.

Temperatur Tingkat adsorbsi naik diikuti dengan kenaikan temperatur dan

turun diikuti dengan penurunan temperatur (pangabean, 2010).

II-8




FTI-ITS

Permukaan zat padat mengadsorpsi zat terlarut dari dalamnya. Hal ini disebabkan

karena adanya pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan tersebut.

Biasanya adsorpsidiikuti dengan pengamtan isoterm adsorpsi.

Dalam adsorpsi antara fase padat dan gas pada tekanan rendah, mekanismenya

semata-mata tergantung pada sifat gaya yag bekerja antara molekul-molekul adsorben

dan adsorbat. Dalam kasus yang paling sederhana yaitu adsorpsi larutan biner.

Mekanisme adsorpsi larutan biner tergantung pada beberapa faktor sebagai berikut:

1. Gaya yang bekerja diantara molekul-molekul adsorben dan permukaannya

2. Gaya yang bekerja di antara pelarut-pelarut (s) dan permukaan adsorben

3. Gaya yang bekerja diantara molekul-molekul larutan (Z dan S) baik dalam lapisan

permukaan maupun dalam fase ruahnya.

Perbedaan Adsorpsi dengan Absorpsi

Adsorpsi berbeda dengan Absorpsi. Pada Absorbsi zat yang diserap masuk ke

dalam absorben sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada

permukaanya (Sukardjo,1985). Peristiwa adsorpsi yang terjadi jika berada pada

permukaan dua fase 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 adsorben tergantung bila adsorben sudah

jenuh, konsentrasi tidak lagi berpengaruh. Adsorpi dan desorpsi (pelepasan) merupakan

kesetimbangan (Kartohadiprojo, 1999).

Titrasi Asam-Basa

Menentukan konsentrasi suatu larutan dengan konsetrasi dan volume yang telah

diketahui dapat direaksikan dengan larutan yang akan ditentukan konsentrasinya sampa

perbandingan molnya tepat seperti yang diperlukan dalam persamaan kimia seimbang

kemudian konsentrasi larutan yang belum diketahui dapat dihitung. Prosedur titrasi.

Suatu indikator digunakan untuk memberitahukan kapan titrasi harus dihentikan.

Biasanya indikator adalah suatu senyawa yang mempunyai satu warna dalam larutan

yang bersifat asam dan mempunyai warna lain dalam larutan yang bersifat basa

(Goldberg,2004).

Titrasi asam basa dapat memberikan titik akhir yang cukup tajam dan digunakan

sebagai pengamatan dengan indikator bila pH pada titik ekuivalen antara 4-10. Titik

II-9




FTI-ITS

akhir ditandai dengan semcam perubahan sifat fisis. Titik ekuivalen adalah titik di

mana asam telah beraksi sempurna atau telah ternetralkan oleh basa (Chang, 2005).

Indikator Phenolphtaelin

Titik ekivalen titrasi yang mana memiliki campuran dua zat pada perbandingan

tepat sama. Dalam hal ini membutuhkan pemilihan indikator yang perubahan warnanya

mendekati titik ekivalen. Indikator yang dipilih bervariasi dari satu titrasi ke titrasi

yang lain.

Asam kuat vs Basa kuat

Diagram berikut menunjukan kurva pH untuk penambahan asam kuat

pada basa kuat, bagian yang diarsir pada gambar tersebut adalah rentang pH

untuk metil jingga,metil merah, fenol merah, dan fenolftalein.

Gambar II.1 Kurva Asam Kuat vs Basa Kuat

anda dapat melihat bahwa tidak terdapat perubahan indikator pada titik

ekivalen. Akan tetapi, gambar menurun tajam pada titik ekivalen tersebut yang

menunjukan tidak terdapat perbedaan pada volume asam yang ditambahkan

apapun indikator yang anda pilih. Akan tetapi, hal tersebut berguna pada titrasi

untuk memilih kemungkinan warna terbaik melalui penggunaan tiap indikator.

Jika anda menggunakan fenolfatelin, anda akan mentitrasi sampai fenolfatelin

berubah menjadi tak berwarna (pada PH 8,8) karena itu adalah titik terdekat

untuk mendapatkan titik ekivalen.

Dilain pihak, dengan menggunakan jingga metil, anda akan menitrasi sampai

dengan bagian pertama kali muncul warna jingga dalam larutan. Jika lalrutan

II-10




FTI-ITS

berubah menjadi merah, anda mendapatkan titik yang lebih jauh dari titik

ekivalen.

Basa lemah vs Asam kuat

Gambar II.2 Kurva Basa Lemah dan Asam Kuat

Kali ini adalah sangat jelas bahwa fenolfatelin akan lebih tidak berguna. Akan

tetapi jingga metil berubah kuning menjadi jingga sangat mendekati titik ekivalen.

Anda memiliki pilihan indikator yang berubah warna pada bagian kurva yang curam.

Basa kuat vs Asam lemah

Gambar II.3 Kurva Basa Kuat dan Asam Lemah

Kali ini, jingga metil sia-sia! Akan tetapi, fenolfatelin berubah warna dengan

tepat pada tempat yang anda inginkan. (Clark, 2007)

II-11




FTI-ITS

Tabel II.1 Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben oleh

gaya van der Waals

Molekul terikat pada adsorben oleh

ikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi – 4 sampai –

40 kJ/mol

Mempunyai entalpi reaksi – 40 sampai

– 800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi pada suhu di

bawah titik didih adsorbat Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan karakteristik adsorben dan

adsorbat

Tidak melibatkan energi aktifasi tertentu

Melibatkan energi aktifasi tertentu

Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

1. Kecepatan pengadukan : 200 rpm

2. Waktu pengadukan : 30 menit

III.2 Bahan Yang Digunakan

1. Aquadest

2. Indikator PP

3. Karbon aktif

4. Larutan asam asetat (0,12N, 0,15N, 0,05N, 0,015N, 0,02N,0,03N)

5. Larutan NaOH 0,1N

III.3 Alat Yang Digunakan

1. Corong kaca

2. Erlenmeyer

3. Gelas ukur

4. Kaca arloji

5. Kertas saring

6. Labu ukur

7. Pipet tetes

8. Spatula

III-2

BAB III Metodologi Percobaan


Program Studi D3 Teknik Kima

FTI-ITS

III.4 Prosedur Percobaan

1. Bersihkan dan keringkan Erlenmeyer lengkap dengan tutupnya, 7 buah

2. Letakkan 1gr karbon aktif ke dalam 6 erlenmeyer

3. Buat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,15N, 0,12N, 0,09N, 0,06N, 0,03N,

0,015N dengan volume masing-masing 100ml. larutan 0,12N, 0,09N, 0,06N,

0,03N, dan 0,015N dibuat dari larutan 0,15N

4. Masukkan 100ml larutan 0,03N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidaka ada

karbon aktifnya yang selanjutnya akan digunakan sebagai control

5. Tutup semua Erlenmeyer tersebut dan kocok secara periodic selama 30 menit,

kemudian diamkan paling sedikit selama satu jam agar terjadi kesetimbangan

6. Saring masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10ml pertama

dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi oleh kertas saring

7. Titrasi 25ml larutan filtrat dengan larutan 0,1 N NaOH baku dengan indicator PP,

tahap ini dilakukan sebanyak dua kali untuk setiap larutan

III-3




FTI-ITS

III.5 Diagram Alir

Menyaring masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10 ml

pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi oleh kertas

saring

Menutup semua Erlenmeyer tersebut dan mengocok secara periodic selama 30

menit, kemudian mendiamkan paling sedikit selama satu jam agar terjadi

kesetimbangan

SELESAI

Menitrasi 25ml larutan filtrat dengan larutan 0,1N NaOH baku dengan indicator PP,

tahap ini dilakukan sebanyak dua kali untuk setiap larutan

Masukkan 100 ml larutan 0,03N asam asetat ke dalam Erlenmeyer yang tidak ada

karbon aktifnya sebagai kontrol

MULAI

Membersihkan dan mengeringkan Erlenmeyer lengkap dengan tutupnya, 7 buah

Meletakkan 1gr karbon aktif ke dalam 6 erlenmeyer

Membuat larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,15N, 0,12N, 0,09N, 0,06N,

0,03N, 0,015N denagn volume masing-masing 100ml. larutan 0,12N, 0,09N, 0,06N,

0,03N, dan 0,015N dibuat dari larutan 0,15N

III-4




FTI-ITS

III.6 Gambar Alat

Corong kaca

Erlenmeyer

Gelas Ukur

Kaca Arloji

Kertas Saring

Labu Ukur

Pipet Tetes

Spatula

IV-1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. 1 Hasil Percobaan

Dari percobaan yang telah dilakukan didaptkan hasil sebagai berikut :

Tabel IV.1 Hasil perubahan warna setelah penambahan volume NaOH

Bahan Variabel Perubahan

Warna

Perubahan warna

terjadi pada

volume

Larutan

Asam

Asetat

0,015 Merah Muda 0,5

0,03 Merah Muda 0,7

0,03* Merah Muda 0,9

0,06 Merah Muda 0,8

0.09 Merah Muda 1,1

0,12 Merah Muda 1,3

0,15 Merah Muda 1,5

Tabel IV.1.2 Hasil Perhitungan Larutan Asam Asetat Sebelum dan Sesudah

Teradsorbsi oleh Karbon Aktif

Bahan

Variabel

Faktor

Koreksi

N Teori N Akhir

Jumlah mol

Awal Akhir Terabsorbsi

Larutan

Asam

Asetat

0,015 0,67 0,0105 0,02 0,375 0,5 -0,125

0,03 0,93 0,0279 0,028 0,75 0,7 0,05

0,03* 1,2 0,036 0,036 0,75 0,9 -0,15

0,06 1,067 0,064 0,032 1,5 0,8 0,7

0,09 1,467 0,132 0,044 2,25 1,1 1,15

0,12 1,73 0,2076 0,052 3 1,3 1,7

0,15 2 0,3 0,06 3,75 1,5 2,25

(*) = tanpa Karbon

IV-2

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



FTI-ITS

IV.2 Pembahasan

Percobaan ini dilakukan untuk mengamati peristiwa adsorbsi isotermis dari

suatu larutan pada suhu konstan. Pada percobaan adsorbsi isoterrmis larutan asam

asetat diadsorbsi oleh karbon. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan larutan

asam asetat dalam berbagai konsentrasi, yaitu: 0,015 N, 0,03 N, 0,06 N, 0,09 N, 0,12

N, 0,15 N agar dapat mengetahui seberapa besar hubungan antara variasi konsentrasi

dengan daya adsorbsi. Semua konsentrasi tersebut ditambahkan dengan karbon aktif.

Penggunaan karbon aktif bertujuan untuk memperbesar luas permukaan dan

meningkatkan daya adsorpsi. Tetapi, untuk konsentrasi 0,03 N dibuat dua larutan

dengan satu larutan tidak diberi karbon dengan maksud sebagai pembanding diantara

larutan-larutan yang lain. Filtrat dari larutan tersebut diaduk dengan kecepatan 200

rpm selama 30 menit dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N menggunakan

indikator pp. Tujuan dari titrasi asam asetat adalah untuk menghitung konsentrasi

larutan asam asetat setelah dititrasi. Pengadukan dilakukan untuk mengatur tumukan

antara absorben dengan absorbat, jika kecepatan pengadukan yang rendah

menyebabkan kurang efektifnya tumbukan yang terjadi antar adsorben dengan

adsorbat sehingga daya serap yang ada bernilai kecil. Untuk kondisi sebaliknya

dengan kecepatan pengadukan yang terlalu cepat, maka kemungkinan yang terjadi

struktur adsorben cepat rusak, sehingga proses adsorpsi kurang optimal. Sesuai

dengan tabel IV.1, dapat terlihat bahwa beberapa faktor mempengaruhi peristiwa

adsorbsi isothermis. Selain menentukan harga rata-rata volume NaOH dari variabel

tersebut, percobaan ini juga dilakukan untuk menghitung konsentrasi akhir dari

larutan. Selain menentukan harga rata-rata volume NaOH dari variabel tersebut,

percobaan ini juga dilakukan untuk menghitung N akhir, N dan control dari masing-

masing variable.

IV-3




FTI-ITS

0.5 0.7

0.8

1.1 1.3 1.5

00.20.40.60.8

11.21.41.6

Vo

lum

e N

aO

H (

V)

Konsentrasi CH3COOH (N)

AsamAsetat

Grafik IV.4 Hubungan Normalitas Asam Asetat dengan Volume Titrasi NaOH

Berdasarkan grafik IV.4 dapat diketahui bahwa volume rata-rata NaOH pada

normalitas 0,015 N sebesar 0.5, pada 0,03 N volume rata-rata NaOH sebesar 0.7, pada

volume rata-rata NaOH sebesar 0.9, pada 0,06 N volume rata-rata NaOH sebesar 0.8, pada

0.09 N volume rata-rata NaOH sebesar 1.1, pada 0,12 N volume rata-rata NaOH sebesar

1.3, pada 0,15 N volume rata-rata NaOH sebesar 1.5. Dari keseluruhan data tersebut dapat

disimpulkan bahwa semakin besar normalitas larutan asam asetat maka semakin besar pula

volume NaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi larutan asam asetat tersebut. Hal ini

sesuai dengan teori dimana nilai adsorbsi semakin meningkat dengan meningkatnya

konsentrasi larutan yang diukur.

Berdasarkan grafik IV.4, dapat diambil kesimpulan bahwa grafik tersebut sesuai

grafik adsorbsi isotermis Langmuir. Karena hanya menggunakan satu (homogen) zat yaitu

asam asetat yang berbeda normalitasnya. Hal ini dikarenakan adsorbsi isotermis Langmuir

hanya memakai satu (homogen) zat yaitu asam asetat yang berbeda normalitasnya.

Berdasarkan grafik IV.4 juga dapat diambil kesimpulan, bahwa adsorbsi isotermis ini

termasuk kedalam adsorbsi fisika. Suhu memainkan peranan penting dalam adsorpsi pada

karbon aktif, umumnya memiliki pengaruh negatif pada jumlah yang terserap. Adsorpsi

komponen organik (termasuk zat warna) merupakan proses eksotermis dan ikatan fisika

antara komponen organik dan daerah aktif dari karbon aktif akan melemah seiring dengan

naiknya suhu. Seiring dengan naiknya suhu, kelarutan asam asetat juga naik, gaya tarik

antara larutan dengan pelarut menjadi lebih kuat daripada larutan dan adsorben, akibatnya

zat terlarut lebih sulit untuk diserap. Kedua fitur tersebut cocok dengan kapasitas adsorpsi

Langmuir.

IV-4




FTI-ITS

0.67 0.93

1.067

1.467 1.73

2

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.015N

0.03N

0.06N

0.09N

0.12N

0.15N

Fa

kto

r k

ore

ksi

Konsentrasi CH3COOH (N)

AsamAsetat

-0.125 0.05

0.7

1.15

1.7

2.25

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.015 N 0.03 N 0.06 N 0.09 N 0.12 N 0.15 N

Mo

l te

rra

dso

rbsi

Normalitas CH3COOH

Asamasetat

Selain volume NaOH yang dititrasi terhadap larutan asam asetat, faktor

pengadukan juga berpengaruh dimana semakin lama waktu adsorbsi (pengadukan dan

didiamkan), maka volume titran yang diperlukan semakin sedikit.

Grafik IV.5 Hubungan Normalitas Asam Asetat dengan mol Asam Asetat yang

Teradsorbsi

Berdasarkan grafik IV.5 diketahui bahwa jumlah mol asam asetat pada normalitas

0,015 N sebesar -0,125, pada 0,03 N mol yang teradsorbsi sebesar 0.05, pada 0,06 N mol

yang teradsorbsi sebesar 0.7, pada 0,09 N mol yang teradsorbsi sebesar 1.15, pada 0,12 N

mol yang teradsorbsi sebesar 1.7, dan 0,15 N mol yang teradsorbsi sebesar 2.25. Rumus

mol teradsorbsi yaitu, sebagai berikut :

Grafik IV.6 Hubungan Faktor Koreksi dengan Normalitas

Berdasarkan grafik IV.6, dapat dilihat bahwa pada 0,015 N diperoleh faktor koreksi

sebesar 0,67, pada 0,03 N diperoleh faktor koreksi sebesar 0.93, pada 0,06 N diperoleh

faktor koreksi sebesar 1,067, pada 0,09 N diperoleh faktor koreksi sebesar 1.467, pada 0,12

Teradsorbsi = n awal – n akhir

IV-5




FTI-ITS

0.0105 0.0279 0.064

0.132

0.2076

0.3

00.05

0.10.15

0.20.25

0.30.35

0.015N

0.03N

0.06N

0.09N

0.12N

0.15N

N t

eori

Normalitas

Asamasetat

N diperoleh faktor koreksi sebesar 1.73, pada 0,15 N diperoleh faktor koreksi sebesar 2.

Dari dat tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar normalitas larutan asam asetat

semakin besar pula faktor koreksi yang diperoleh.

Grafik IV.7 Hubungan Normalitas dengan N Teori

Berdasarkan grafik IV.7, dapat kita lihat bahwa semakin besar konsentrasi larutan

asam asetat maka semakin besar pula N teori yang dihasilkan sesuai dengan rumus yang

digunakan, N teori = variabel (normalitas) x faktor koreksi. Hal ini dikarenakan N teori

berbanding lurus dengan variabel normalitas larutannya.

V-1

BAB V

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan adsorbsi isotermis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Volume NaOH yang digunakan untuk menitrasi larutan asam asetat adalah untuk

konsentrasi 0,015 N sebesar 0,5 ml, untuk konsentrasi 0,03 N adalah 0,7 ml. Sedangkan

untuk konsentrasi 0,06 N sebesar 0,8 ml. Untuk konsentrasi 0,09 N adalah 1,1 ml. Untuk

konsentrasi 0,12 N sebesar 1,3 ml. Dan untuk konsentrasi 0,15 N adalah 1,5 ml.

2. Adsorbsi isotermis ini termasuk kedalam adsorbsi fisika karena suhu memainkan peranan

penting dalam adsorpsi pada karbon aktif. Adsorpsi komponen organik adalah proses

eksotermis dan ikatan fisika antara komponen organik dan daerah aktif dari karbon aktif

akan melemah seiring dengan naiknya suhu. Seiring dengan naiknya suhu, kelarutan asam

asetat juga naik, gaya tarik antara larutan dengan pelarut menjadi lebih kuat daripada

larutan dan adsorben, akibatnya zat terlarut lebih sulit untuk diserap.

3. Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin besar normalitas larutan asam asetat maka semakin

besar pula volume NaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi larutan asam asetat tersebut.

Dan dapat diketahui pula bahwa adsorbsi isothermis ini merupakan adsorbsi fisika.

vi

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. (2005). Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga.

Clark, J. (2007, November 7). org. Retrieved October 23, 2013, from http://www.chem-is-

try.org:

http://www.chemistry.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_asam_basa/indikat

or_asm_basa/

Lando, M. a. (1980). Fundamental of physics.

nasik. (2013, June 6). blogspot. Retrieved September 23, 2013, from

http://dewasaababil.blogspot.com: http://dewasaababil.blogspot.com/2013/06/isoterm-

adsorpsi-zat-warna-oleh-karbon.html

pangabean, C. (2010, October 22). blogspot. Retrieved September 23, 2013, from

http://pestacarolgabe.blogspot.com:

http://pestacarolgabe.blogspot.com/2010/10/pengertian-adsorbenadsorben-merupakan.

html

taher, T. (2013, February 2). blogspot. Retrieved September 23, 2013, from http://chemist-

try.blogspot.com: http://chemist-try.blogspot.com/2013/02/isoterm-adsorbsi.html

yovita, n. (2012, Desember 12). blogspot. Retrieved September 23, 2013, from http://iamnovhie-

yovita.blogspot.com: http://iamnovhie-yovita.blogspot.com/2012/12/laporan-adsorpsi-

isoterm.html

yulia. (2010, October 1). wordpress. Retrieved September 23, 2013, from

http://yulia4ict.wordpress.com: http://yulia4ict.wordpress.com/kimia/laporan-kimia-

fisika/isoterm-adsorbsi-karbon-aktif-2/

vii

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

N Normalitas N

n Mol mol

V Volume ml

viii

APPENDIKS

Perhitungan N akhir

1. Nakhir 0,015

2. Nakhir 0,03

3. Nakhir 0,03 *

4. Nakhir 0,06

5. Nakhir 0,09 044,025

1,11

6. Nakhir 0,12 052,025

3,11

7. Nakhir 0,15 06,025

5,11

(*) = tanpa Karbon

Perhitungan faktor Koreksi

1. Faktor Koreksi 0,015 67,003,0

02,0


028,0

3. Faktor Koreksi 0,03 * 2,103,0

036,0


032,0

Nakhir = N NaOH x Volume rata-rata

Vol. Larutan yang dititrasi

02.025

5.01

036,025

9.01

028,025

7.01

032,025

8,01

Faktor Koreksi = Nakhir

Nkontrol

ix


044,0


052,0

7. Faktor Koreksi 0,15 203,0

06,0

(*) = tanpa Karbon

Perhitungan N Teori

Rumus :

1. NTeori 0,015 = 0,015 x 0,67 = 0.0105

2. NTeori 0.03 = 0,03 x 0,93 = 0.0279

3. NTeori 0.03* = 0,03 x 1,2 = 0.036

4. NTeori 0.06 = 0,06 x 1,067 = 0.064

5. NTeori 0.09 = 0,09 x 1,467 = 0.132

6. NTeori 0.12 = 0,12 x 1,73 = 0.2076

7. NTeori 0.15 = 0,15 x 2 = 0,3

(*) = tanpa Karbon

Perhitungan n awal

Rumus :

1. n awal 0,015 = 0,015 x 25 = 0,375

2. n awal 0,03 = 0,03 x 25 = 0,75

3. n awal 0,03*= 0,03 x25 = 0,75

4. n awal 0,06 = 0,06 x 25 = 1,5

5. n awal 0,09 = 0,09 x 25 = 2,25

6. n awal 0,12 = 0,12 x 25 = 3

7. n awal 0,15 = 0,15 x 25 = 3,75

(*) = tanpa Karbon

Perhitungan n akhir

NTeori = N awal x Faktor Koreksi

n awal = Nawal x Volume titrasi

n akhir = Nakhir x Volume titrasi

vii

Rumus :

1. n akhir 0,015 = 0,02 x 25 = 0,5

2. n akhir 0,03 = 0,028 x 25 = 0,7

3. n akhir 0,03 = 0,036 x 25= 0,9

4. n akhir 0,06 = 0,032 x 25 = 0,8

5. n akhir 0,09 = 0,044 x 25 = 1,1

6. n akhir 0,12 = 0,052 x 25 = 1,3

7. n akhir 0,15 = 0,06 x 25 = 1,5

(*) = tanpa Karbon

Perhitungan Teradsorbsi

Rumus :

1. Teradsorbsi 0,015 = 0,375 – 0,5 = -0,125

2. Teradsorbsi 0,03 = 0,75 – 0,7 = 0.05

3. Teradsorbsi 0,03 * = 0,75-0,9 = -0,15

4. Teradsorbsi 0,06 =1,5 – 0,8 = 0,7

5. Teradsorbsi 0,09 =2,25 – 1,1 = 1,15

6. Teradsorbsi 0,12 = 3 – 1,3= 1,7

7. Teradsorbsi 0,15 = 3,75 – 1,5 = 2,25

(*) = tanpa Karbon

Teradsorbsi = n awal – n akhir

laporan adsorpsi isothermis kelompok vi-a.pdf

Documents