MEMPELAJARI KINETIKA ADSORPSI

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA II

PERCOBAAN III

MEMPELAJARI KINETIKA ADSORPSI

NAMA                                                   :  ANNISA SYABATINI

NIM                                                       :  J1B107032

HARI / TANGGAL PRAKTIKUM   :  SENIN / 13 APRIL 2009

HARI / TANGGAL DIKUMPUL      :  SENIN / 20 APRIL 2009

HARI / TANGGAL ACC                     :

KELOMPOK                                        :  5

ASISTEN                                              :  MISNA

PROGRAM STUDI S-1 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2009

PERCOBAAN III

MEMPELAJARI KINETIKA ADSORPSI

  1. I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari kinetika adsorpsi karbon aktif terhadap asam asetat dalam larutan.

  1. II. PRINSIP PERCOBAAN

Secara umum peristiwa adsorpsi yang terjadi pada larutan terbagi atas dua bagian yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. 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.  Sedangkan adsorpsi kimia adalah adsorpsi yang terjadi karena adanya reaksi antara zat yang diserap dan adsorbens, lapisan molekul pada permukaan adsorbens hanya satu lapis dan panas adsorpsinya tinggi.

III.    TINJAUAN PUSTAKA

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 adsorbens 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. Ketiga analisis kinetika adsorpsi tersebut adalah:

  1. Orde satu

ln C     = – kt + ln Co

Dari persamaan tersebut, diperoleh grafik hubungan antara ln C dengan t, yang merupakan garis lurus dengan slope k dan intersep ln Co.

  1. Orde dua

=kt

Dari persamaan diatas diperoleh grafik hubungan antara 1/C dengan t, yang merupakan garis lurus dengan slope k dan intersep 1/Co.

  1. Orde tiga

= kt

Dari persamaan diatas, maka grafik hubungan antara 1/C2 dengan t, yang merupakan garis lurus dengan slope 2 k dan intersep 1/Co2 (Tony, 1987).

IV.    METODOLOGI PERCOBAAN

4.1 Alat dan Bahan

4.1.1 Alat

Alat-alat yang digunakan buret 50 ml, erlenmeyer 250 ml, corong gelas, gelas ukur 25 ml, merca analitik, pipet gondok 25 ml dan kertas saring.

4.1.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah larutan CH3COOH 1 N dan 0,5 N, larutan NaOH standar 0,5 N, indikator fenolftalein, dan karbon aktif.

4.1 PROSEDUR KERJA

4.1.1  Menyiapkan 10 buah erlenmeyer 200 ml.

4.1.2  Mengisi 5 buah erlenmeyer dengan larutan asam asetat 1 N masing-masing 25 ml dan diisi 5 buah erlenmeyer lain dengan larutan asam asetat 0,5 N masing-masing 25 ml.

4.1.3  Menimbang 2 gram karbon aktif sebanyak 10 kali.

4.1.4  Memasukkan 2 gram karbon aktif ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan asam asetat, kemudian mengocok selama 1 menit, setelah itu membiarkan dalam selang waktu 15 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit dan 75 menit.

4.1.5  Menyaring, mengukur volume filtrat masing-masing yang didapatkan, kemudian  menitrasi dengan NaOH 0,5 N.

  1. V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 HASIL

No

Waktu

(menit)

CH3COOH 1 N

CH3COOH 0,5 N

V. adsorpsi

V. titrasi

V. adsorpsi

V. titrasi

1

10

8.3

14

7.8

5.4

2

20

7.8

13.2

7.8

5.3

3

30

7.9

13.1

7.8

5.1

4

40

7.9

11.9

7.4

4.7

5

50

7.8

13

7.3

4.6

Blangko asam asetat 1 N = 24.6 mL

Blangko asam asetat 0.5 N = 11.5 Ml

5.2 PERHITUNGAN

  1. Untuk CH3COOH 0,5 N

C Blanko  =               

=

=   0,575 N

Konsentrasi asam asetat pada 10 menit

C CH3COOH =

=     =   0,346 N

Cterserap         = C blanko – C CH3COOH

= 0,575 – 0,346 = 0,229 N

Konsentrasi asam asetat pada 20 menit

C CH3COOH =

=     =   0,340 N

Cterserap         = C blanko – C CH3COOH

= 0,575 – 0,340 = 0,235 N

Konsentrasi asam asetat pada 30 menit

C CH3COOH =

=

=   0,327 N

Cterserap         = C blanko – C CH3COOH

= 0,575 – 0,327 = 0,248 N

Konsentrasi asam asetat pada 40 menit

C CH3COOH =

=     =   0,318 N

Cterserap    = C blanko – C CH3COOH

= 0,575 – 0,318 = 0,257 N

Konsentrasi asam asetat pada 50 menit

C CH3COOH =

=     =   0,315 N

Cterserap         = C blanko – C CH3COOH

= 0,575 – 0,315 = 0,260 N

  1. Untuk CH3COOH 1 N

C Blanko  =               

=

=   1,230 N

Konsentrasi asam asetat pada 10 menit

C CH3COOH  =

=     =   0,843 N

Cterserap = Cblanko – C CH3COOH

= 1,230 – 0,843 = 0,387 N

Konsentrasi asam asetat pada 20 menit

C CH3COOH  =

=      =   0,846 N

Cterserap = Cblanko – C CH3COOH

= 1,230 – 0,846 = 0,384 N

Konsentrasi asam asetat pada 30 menit

C CH3COOH  =

=      =   0,829 N

Cterserap = Cblanko – C CH3COOH

= 1,230 – 0,829 = 0,401 N

Konsentrasi asam asetat pada 40 menit

C CH3COOH  =

=      =   0,753 N

Cterserap = Cblanko – C CH3COOH

= 1,230 – 0,753 = 0,477 N

Konsentrasi asam asetat pada 50 menit

C CH3COOH  =

=     =   0,833 N

Cterserap = Cblanko – C CH3COOH

= 1,230 – 0,833 = 0,397 N

Hasil perhitungan untuk asam asetat 0,5 N

Waktu (menit)

V NaOH (ml)

V

CH3COOH titrasi (ml)

Co(N)

C fitrat (N)

C terserap(N)

Ln C

1/C

1/C2

10

5.4

7.8

0,575

0,346

0,229

-1.474

4.367

19.231

20

5.3

7.8

0,575

0,340

0,235

-1.448

4.255

18.182

30

5.1

7.8

0,575

0,327

0,248

-1.394

4.032

16.129

40

4.7

7.8

0,575

0,318

0,257

-1.359

3.891

15.152

50

4.6

7.4

0,575

0,315

0,260

-1.347

3.846

14.706

Hasil perhitungan untuk asam asetat 1 N

Waktu (menit)

V NaOH (ml)

V

CH3COOH titrasi (ml)

Co (N)

C fitrat (N)

C terserap(N)

Ln C

1/C

1/C2

10

5.4

7.8

1,230

0,843

0,387

-0.949

2.584

6.667

20

5.3

7.8

1,230

0,846

0,384

-0.957

2.604

6.803

30

5.1

7.8

1,230

0,829

0,401

-0.914

2.494

6.211

40

4.7

7.8

1,230

0,753

0,477

-0.740

2.096

4.386

50

4.6

7.4

1,230

0,833

0,397

-0.924

2.519

6.329

5.1 Grafik

5.1.1        Untuk Asam Asetat 0,5 N

5.1.2         Untuk Asam Asetat 1 N

  1. VI. PEMBAHASAN

Perlakuan pertama untuk menentukan proses adsorpsi karbon aktif terhadap asam asetat dalam larutan yaitu dengan mengisi larutan asam asetat 0,5 N kedalam 6 buah erlenmeyer dan 6 buah erlenmeyer lagi dengan larutan asam asetat konsentrasi 1 N. Penambahan karbon aktif terhadap erlenmeyer sebanyak 2 gram dan digunakan sampel pembanding tanpa penambahan karbon aktif dalam dua buah erlenmeyer. Dengan proses pengocokkan selama satu menit, didiamkan larutan dengan selang waktu tertentu agar proses penyerapan yang terjadi pada permukaan zat bisa berlangsung sempurna dan tercapai kesetimbangan antara adsorbens dan zat pelarut. Setelah bereaksi dengan sempurana larutan tersebut disaring sehingga diperoleh filtrat yang berwarna bening. Namun dari percobaan yang telah dilakukan terjadi kesalahan yaitu filtrat yang dihasilkan masih mengandung karbon dimana warna larutan bening kehitaman. Percobaan  diakhiri dengan mentitrasi filtrat yang diperoleh dengan larutan NaOH 0,5 N dengan penambahan indikator pp ditandai pada saat titik akhir titrasi terjadi perubahan warna dari bening menjadi merah muda. Reaksi yang terjadi yaitu:

NaOH  +  CH3COOH               CH3COONa  +  H2O

Setelah dititrasi diperoleh hasil untuk volume titrasi  (CH3COOH 1 N) dalam  selang waktu mulai 10 menit, 20 menit, 30 menit, 40 menit dan 50 menit yakni 14; 13,2; 13,1; 11,9 dan 13 ml. Sedangkan untuk CH3COOH 0.5 N adalah 5,4; 5,3; 5,1; 4,7 dan 4,6 ml. Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu adsorpsi, maka volume titran yang diperlukan semakin sedikit, begitu pula pengaruh konsentrasi asam asetat, dimana semakin besar konsentrasi asam asetat, maka semakin banyak pula diperlukan titran untuk mentitrasi volume asam asetat yang telah diadsorpsi. Proses ini sebagai pembuktian bahwa suatu zat dapat menyerap zat lain dalam fungsi waktu, sehingga dapat dikatakan bahwa karbon aktif  yang bertindak sebagai adsorben sedangkan adsorbatnya adalah larutan asam asetat. Hasil tersebut sesuai dengan teori yang ada, sehingga dapat dikatakan bahwa percobaan ini mencapai keberhasilan. Kesalahan terbesar yang dapat terjadi pada percobaan ini dikarenakan penggunaan larutan asam asetat berdasarkan konsentrasinya maupun kurangnya kualitas dan mutu dari larutan tersebut.

Grafik yang diperoleh dari hubungan antara ln c terhadap t diperoleh persamaan untuk asam asetat 0,5 N adalah y = 0,0034x – 1,5073 dan untuk asam asetat 1 N adalah y = 0,0027x – 0,9769. Pada grafik hubungan 1/C terhadap t pada asam asetat 0,5 N adalah y = -0,0141x + 4,5 dan untuk asam asetat 1 N adalah y = -0,0064x + 2,6508. Sedangkan pada grafik hubungan 1/C2 terhadap t untuk asam asetat 0,5 N adalah y = -0,1208x + 20,304dan untuk 1 N adalah y = -0,0309x + 7,0071. Setelah dibuat grafik orde I, orde II dan orde III didapatkan nilai R untuk asam asetat 0,5 N adalah RI = 0,9636; RII = 0,9608 dan RIII = 0,9539; sedangkan untuk asam asetat 1 N didapatkan RI = 0,.223; RII = 0,235 dan RIII = 0,2507.  Dari nilai R yang didapatkan yang paling mendekati angka 1 pada CH3COOH 0,5 N adalah nilai R pada orde I dan pada CH3COOH 1 N adalah nilai R pada orde III.  Dengan demikian kinetika adsorpsi yang berlangsung antara asam asetat dengan karbon aktif dalam percobaan ini  berlangsung pada orde I untuk asam asetat 0,5 N pada dan berlangsung pada orde III untuk asam asetat 1 N. Hasil tersebut menunjukkan bahwa percobaan yang telah dilakukan berhasil.

  1. VII. KESIMPULAN

Kesimpulan pada percobaan ini adalah :

  1. Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan pada permukaan suatu zat dalam fungsi waktu. Dimana karbon aktif  yang bertindak sebagai adsorben dan adsorbatnya adalah larutan asam asetat.
  2. Jenis adsorpsi yang terjadi pada percobaan ini adalah adsorpsi fisika.
  3. Proses adsorpsi dipengaruhi oleh macam adsorben, macam zat yang diadsorpsi, konsentrasi adsorben, luas permukaan, temperatur dan tekanan zat yang diadsorpsi.
  4. Semakin besar konsentrasi asam asetat yang digunakan maka semakin besar pula jumlah zat dalam larutan asam asetat yang terserap.
  5. Semakin lama waktu yang diberikan agar larutan bereaksi dengan adsorbens, semakin banyak pula jumlah zat yang diserap.
  6. Kinetika adsorpsi yang berlangsung antara asam asetat dengan karbon aktif dalam percobaan ini  berlangsung pada orde I untuk asam asetat 0,5 N pada dan berlangsung pada orde III untuk asam asetat 1 N.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W.  1990.  Kimia Fisika Jilid 2  Edisi Keempat.  Penerbit Erlangga.     Jakarta.

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

Keenan. 1999. Kimia Untuk Universitas. Erlangga. Jakarta.

Tony, Bird. 1987. Kimia Fisika Untuk Universitas. PT. Gramedia Pustaka Utama.  Jakarta.

12 thoughts on “MEMPELAJARI KINETIKA ADSORPSI

  1. Mbak annisa…
    aku mw tanya sedikit ni ttg adsorpsi..

    klo adsorpsi zat warna yang terlarut dalam etanol bisanya pake apa ya?

    klo karbon aktif kan biasanya digunakan sebagai adsorben pada pemulihan etanol dari campuran2 lain… apa karbon aktif jika digunakan untuk penyerapan zat warna efektif ?

    mohon bantuannya ya mbak..
    terima kasih

  2. terimah kasih ya mbak atas ilmunya yg telah dibagi-bagi terutama tentang laporannya praktikumnya,,,
    sukses selalu buat mbak dan makin maju blognya,,,
    salam kenal dari anak kimia uncen,,,

  3. pada proses adsorpsi kinetika cenderung menggunakan persamaan Langgergen. walaupun dapat menggunakan persaam diatas yaitu penentuan kinetika reaksi…topik ini menarik…dapat dikembangkan lebih lanjut

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s