KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

BAB 1

KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

PENDAHULUAN

Kelarutan merupakan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut atau solute, untuk larut dalam suatu pelarut (solvent).Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut.Kelarutan juga digunakan secara kuantitatif untuk menyatakan komposisi dan larutan.Kelarutan bergantung pada jenis zat terlarut, ada zat yang mudah larut tetapi banyak juga yang hanya sedikit larut.

Larutan merupakan campuran homogen yang komposisinya sama, tidak ada bidang batas antara zat pelarut dan zat. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan dan zat yang yang terlarut didalamnya disebut zat terlarut (solvent), biasa berwujud padat, cair, atau gas. Kelarutan sering digunakan dalam beberapa pengertian kelarutan dinyatakan secara kualitatif dari proses larutan. Kelarutan juga digunakan secara kualitatif untuk menyatakan komposisi dalam larutan.

Berdasarkan prinsipnya, kelarutan sebagai fungsi suhu didasari oleh pergeseran kesetimbangan antara zat yang beraksi dengan hasilnya. Dimana bila suhu dinaikkan maka kelarutan akan bertambah dan kesetimbangan akan bergeser. Tetapi bila suhu diturunkan maka kelarutan akan semakin kecil dan disertai oleh pergeseran kesetimbangan. Dalam percobaan ini, akan dilakukan percobaan kelarutan sebagai fungsi suhu pada asam oksalat dengan menggunakan suhu yang bervariasi dengan tujuan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh suhu pada penentuan kelarutan.

    KAJIAN TEORI

            Fase cair yang berupa system dua atau multi komponen, yakni larutan juga sangat penting.Larutan terdiri atas cairan yang melarutkan zat (pelarut) dan zat yang larut didalamnya (zat terlarut). Pelarut tidak harus cairan, tetapi dapat berupa padatan atau gas asal dapat melarutkan zat lain. Sistem semacam ini disebut sistem dispersi.Untuk sistem dispersi, zat yang berfungsi seperti pelarut disebut medium pendispersi, sementara zat yang berperan seperti zat terlarut disebut dengan zat terdispersi (dispersoid).

            Yang dimaksud dengan kelarutan dari suatu zat dalam suatu pelarut, adalah banyaknya suatu zat dapat larut secara maksimum dalam suatu pelarut pada kondisi tertentu.Biasanya dinyatakan dalam satuan mol/liter. Jadi, bila batas kelarutan tercapai, maka zat yang dilarutkan itu dalam batas kesetimbangan, artinya bila zat terlarut ditambah, maka akan terjadi larutan jenuh, bila zat yang dilarutkan dikurangi,  akan terjadi larutan yang belum jenuh. Dan kesetimbangan tergantung pada suhu pelarutan (syukardjo, 1997).

            Dua komponen dalam larutan adalah solute dan solvent.Solute adalah substansi yang melarutkan.Contoh sebuah larutan NaCl.NaCl adalah solute dan air adalah solvent. Dari ketiga materi, padat, cair dan gas, sangat dimungkinkan untuk memilki Sembilan tipe larutan yang berbeda: padat dalam padat, padat dalam cairan, padat dalam gas, cair dalam cairan, dan sebagainya. Dari berbagai macam tipe ini, larutan yang lazim kita kenal adalah padatan dalam cairan, cairan dalam cairan, gas dalam cairan serta gas dalam gas.

            Jika kelarutan suhu suatu kimia dalam kesetimbangan dengan padatan, cairan, atau gas yang lain pada suhu tertentu maka larutan disebut jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutenya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solute dalam larutan lebih lanjut tidak dapat larut.Konsentrasi solute dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solute padat maka larutan jenuhnya terjadi kesetimbangan dimana molekul fase padat meninggalkan fasenya dan masuk ke fase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul – molekul ion dengan fase cair yang mengkristal menjadi fase padat.

            Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh atau larutan yang partikel – partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi.

            Larutan sangat jenuh, yaitu larutan yang mengandung lebih banyak solute dari pada yang diperlukan untuk larutan jenuh atau dengan kata lain larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan didalam larutan (syukri,1990).

            Suatu larutan jenuh merupakan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan tersebut akan bergeser bila suhu dinaikan. Pada umumnya kelarutan zat padat dalam larutan bertambah bila suhu dinaikan.

            NaOH (natrium Hidroksida) berwarna putih atau praktis putih, massa lebur, berbentuk pellet serpihan atau batang atau bentuka lain. Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukan pecahan hablur.Cepat menyerap karbon dioksida dan lembab.Kelarutannya mudah larut dalam air dan dalam etanol.Tetapi tidak larut dalam eter.Titik leleh 318⁰C serta titik didih 1390⁰C. hidratnya mengandung 7 ; 5 ; 3,5 ; 3 ; 2 ;dan 1 molekul air. NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air. NaOH murni merupakan padatan berwarna putih, densitas NaOH adalah 2,1. Senyawa ini mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida.

            Asam okslat ada 2 macam yaitu asam oksalat anhidrat dan asam oksalat dihidrat, asam oksalat anhidrat (C₂H₂O₄) yang memiliki berat molekul 90.04 gr/mol dan mempunyai melting point 187⁰C. sifat dari asam oksalat anhidrat adalah tidak berbau, berwarna putih dan tidak menyerap air. Asam oksalat dihidrat merupakan jenis asam oksalat yang dijual dipasaran yang mempunyai rumus bangun (C₂H₄O₂.H₂O) dengan berat molekul 126,07 gr/mol an melting point 101,5⁰C dan mengandung 71,42 % asam oksalat anhidrat dan 28,58% air, bersifat tidak berbau dan dapat kehilangan molekul air dipanaskan hingga suhu 100⁰C.

            

                Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :

1.Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent.

2. Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.

Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat padat dan zat cair, tetapi berpengaruh pada daya larut gas.

Kelarutan adalah jumlah zatyang dapat larut dalam sejumlah pelarut hingga membentuk larutan jenuh. Adapun cara menentukan kelarutan suatu zat ialah dengan mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter.(Atkins, 1999)

KIMIA KOMPUTASI

KIMIA KOMPUTASI

Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan, momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. proses denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.

Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau "sempurna" tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.

Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

Download "Quantum Espresso" From nanodft09.iyte.edu.tr - eBooks Center - Best eBooks Database of UK

Download "Quantum Espresso" From nanodft09.iyte.edu.tr - eBooks Center - Best eBooks Database of UK

MAKALAH_KIMIA _FISIKA_ADSORBSI

ADSORPSI

             PENDAHULUAN

Latar Belakang

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Seperti halnya kinetika kimia, kinetika adsorpsi juga berhubungan dengan laju reaksi. Hanya saja, kinetika adsorpsi lebih khusus, yang hanya membahas sifat penting dari permukaan zat. Adsorpsi digunakan untuk menyatakan bahwa zat lain yang terserap pada zat itu, misalnya karbon aktif dapat menyerap molekul asam asetat dalam larutannya. Tiap partikel adsorban dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik-menarik. Zat-zat yang terlarut dapat diadsorpsi oleh zat padat, misalnya CH₃COOH oleh karbon aktif, NH₃ oleh karbon aktif, fenolftalein dari larutan asam atau basa oleh karbon aktif, Ag⁺ atau Cl^- oleh AgCl. C lebih baik menyerap non elektrolit dan makin besar BM semakin baik. Zat anorganik lebih baik menyerap elektrolit. Adanya pemilihan zat yang diserap menyebabkan timbulnya adsorpsi negatif. Dalam larutan KCl, H₂O diserap oleh arang darah, hingga konsentrasi naik.

Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena ini juga disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karena partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Adsorben yang paling banyak dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan adalah arang. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk menghilangkan zat-zat warna dalam larutan. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut atau pelarut sangat mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat. Ketika pelarut yang mengandung zat terlarut tersebut kontak dengan adsorben, terjadi perpindahan massa zat terlarut dari pelarut ke permukaan adsorben, sehingga konsentrasi zat terlarut di dalam cairan dan di dalam padatan akan berubah terhadap waktu dan posisinya dalam kolom adsorpsi.

Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka perumusan masalah dalam makalah ini adalah :

1. Apakah adsorpsi itu?
2. Apa yang mempengaruhi besar kecilnya adsorpsi?
3. Bagaimana proses adsorpsi arang aktif?

PEMBAHASAN

Adsorpsi

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Berbeda dengan absorpsi dimana fluida terserap oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.

Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya.

Definisi lain menyatakan adsorpsi sebagai suatu peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben.

Adsorpsi adalah pengumpulan dari adsorbat diatas permukaan adsorben, sedang absorpsi adalah penyerapan dari adsorbat kedalam adsorben dimana disebut dengan fenomena sorption. Materi atau partikel yang diadsorpsi disebut adsorbat, sedang bahan yang berfungsi sebagai pengadsorpsi disebut adsorben.

Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika (disebabkan oleh gaya Van Der Waals (penyebab terjadinya kondensasi gas untuk membentuk cairan) yang ada pada permukaan adsorbens) dan adsorpsi kimia (terjadi reaksi antara zat yang diserap dengan adsorben, banyaknya zat yang teradsorbsi tergantung pada sifat khas zat padatnya yang merupakan fungsi tekanan dan suhu)

1.Adsorpsi fisika

Berhubungan dengan gaya Van der Waals. Apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. Adsorpsi ini mirip dengan proses kondensasi dan biasanya terjadi pada temperatur rendah pada proses ini gaya yang menahan molekul fluida pada permukaan solid relatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi molekul pada fase cair (gaya van der waals) mempunyai derajat yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair, yaitu sekitar 2.19-21.9 kg/mol. Keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat reversibel.

2.            Adsorpsi Kimia

Yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih besar daripada Adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorbent akan terbentuk suatu lapisan atau layer, dimana terbentuknya lapisan tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh batuan adsorbent sehingga efektifitasnya berkurang.

2.2 Kinetika Adsorpsi

Seperti halnya kinetika kimia, kinetika adsorpsi juga berhubungan dengan laju reaksi. Hanya saja, kinetika adsorpsi lebih khusus, yang hanya membahas sifat penting dari permukaan zat. Kinetika adsorpsi yaitu laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben dalam suatu jangka waktu tertentu. Kinetika adsorpsi suatu zat dapat diketahui dengan mengukur perubahan konsentrasi zat teradsorpsi tersebut, dan menganalisis nilai k (berupa slope/kemiringan) serta memplotkannya pada grafik. Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh kecepatan adsorpsi. Kecepatan adsorpsi dapat didefinisikan sebagai banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan waktu. Kecepatan atau besar kecilnya adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya :

·         Macam adsorben

·         Macam zat yang diadsorpsi (adsorbate)

·         Luas permukaan adsorben

·         Konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate)

·         Temperatur

2.3 Adsorben

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik, hanya menyerap zat tertentu. Dalam memilih jenis adsorben pada proses adsorpsi, disesuaikan dengan sifat dan keadaan zat yang akan diadsorpsi. Adsorben yang paling banyak dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan adalah arang. Karbon aktif yang merupakan contoh dari adsorpsi, yang biasanya dibuat dengan cara membakar tempurung kelapa atau kayu dengan persediaan udara (oksigen) yang terbatas. Tiap partikel adsorben dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik menarik. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk menghilangkan zat-zat warna dalam larutan. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut atau pelarut sangat mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat. Beberapa jenis adsorben yang biasa digunakan yaitu :

a. Karbon aktif/ arang aktif/ norit

Sejak perang dunia pertama arang aktif produksi dari peruraian kayu sudah dikenal sebagai adsorben atau penyerap yang afektif sehingga banyak dipakai sebagai adsorben pada topeng gas Arang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan secara kovalen atau arang yang telah dibuat dan diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian mempunyai daya serap yang besar terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam fase gas. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non-polar. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, dimana semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Karbon aktif ini cocok digunakan untuk mengadsorpsi zat-zat organik. Komposisi arang aktif terdiri dari silika (SiO2), karbon, kadar air dan kadar debu. Unsur silika merupakan kadar bahan yang keras dan tidak mudah larut dalam air, maka khususnya silika yang bersifat sebagai pembersih partikel yang terkandung dalam air keruh dapat dibersihkan sehingga diperoleh air yang jernih.

Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah maupun mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktif yaitu dibuat melalui proses pembakaran secara karbonisasi (aktifasi) dari semua bahan yang mengandung unsur karbon dalam tempat tertutup dan dioksidasi/ diaktifkan dengan udara atau uap untuk menghilangkan hidrokarbon yang akan menghalangi/ mengganggu penyerapan zat organik Bahan tersebut antar lain tulang, kayu lunak maupun keras, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, ampas penggilingan tebu, ampas pembuatan kertas, serbuk gergaji, dan batubara.

Ø  Pembuatan arang aktif

Secara umum dan sederhana, proses pembuatan arang aktif terdiri dari 3 tahap, yaitu :

1.      Dehidrasi : proses penghilangan air dimana bahan baku dipanaskan sampai temperatur 170°C.

2.      Karbonisasi : pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Suhu diatas 170°C akan menghasilkan CO dan CO₂. Pada suhu 275°C, dekomposisi menghasilkan “tar”, methanol dan hasil samping lainnya. Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400-600°C.

3.      Aktifasi : dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan uap atau CO₂ sebagai aktifator.

Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi.

Arang aktif mempunyai warna hitam, tidak berasa dan tidak berbau, berbentuk bubuk dan granular, mempunyai daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan arang yang belum mengalami proses aktifasi, mempunyai bentuk amorf yang terdiri dari plat-plat dasar dan disusun oleh atom-atom karbon C yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi yang heksagon. Plat-plat ini bertumpuk satu sama lain membentuk kristal-kristal dengan sisa-sisa hidrokarbon yang tertinggal pada permukaan. Dengan menghilangkan hidrokarbon tersebut melalui proses aktifasi, akan didapatkan suatu arang atau karbon yang membentuk struktur jaringan yang sangat halus atau porous sehingga permukaan adsorpsi atau penyerapan yang besar dimana luas permukaan adsorpsi dapat mencapai 300-3500 cm2/gram.

Proses pembuatan arang aktif dibagi menjadi 2, yaitu :

1)      Proses Kimia

Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibentuk menjadi batangan dan dikeringkan serta dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur 100°C. Arang aktif yang dihasilkan dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300°C. Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia.

2)      Proses Fisika

Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000°C yang disertai pengaliran uap.

Ø  Penyerapan Bahan - bahan Terlarut Dengan Arang Aktif
Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Untuk menghilangkan bahan-bahan terlarut dalam air, biasa menggunakan arang aktif dengan mengubah sifat permukaan partikel karbon melalui proses oksidasi. Partikel ini akan menyerap bahan-bahan organik dan akan terakomulasi pada bidang permukaannya. Pada umumnya ion organik dapat diturunkan dengan arang aktif.

Adsorpsi oleh arang aktif akan melepaskan gas, cairan dan zat padat dari larutan dimana kecepatan reaksi dan kesempurnaan pelepasan tergantung pada pH, suhu, konsentrasi awal, ukuran molekul, berat molekul dan struktur molekul. Penyerapan terbesar adalah pada pH rendah. Dalam Laboratorium Manual disebutkan bahwa pada umumnya kapasitas penyerapan arang aktif akan meningkat dengan turunnya pH dan suhu air. Pada pH rendah aktifitas dari bahan larut dengan larutan meningkat sehingga bahan-bahan larut untuk tertahan pada arang aktif lebih rendah.

Proses adsorpsi arang aktif dapat digambarkan sebagai molekul yang meninggalkan zat pengencer yang terjadi pada permukaan zat padat melalui ikatan kimia maupun fisika. Molekul tersebut digunakan sebagai adsorbat dan zat padat disebut adsorben arang aktif. Adapun adsorpsi yang terjadi pada arang aktif dapat bersifat :

1. Adsorpsi Fisika

Adsorpsi fisika terjadi berdasarkan ikatan fisika antara zat-zat dengan arang aktif dalam keadaan suhu rendah dengan penyerapan relative kecil.

2. Adsorpsi Kimia

Adsorpsi kimia terjadi berdasarkan ikatan kimia antara adsorben (arang aktif) dengan zat-zat teradsopsi. Dijelaskan pula bahwa bahan dalam larutan yang bersifat elektrolit akan diserap lebih efektif dalam suasana basa oleh arang aktif. Sedangkan bahan dalam larutan yang bersifat non elektrolit penyerapan arang aktif tidak dipengaruhi oleh sifat keasaman atau sifat kebasaan larutan.

Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu:

·         Sifat serapan

banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, dan struktur rantai dari senyawa serapan.

·         Temperatur

Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati temperatur pada saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsorpsi adalah viskositas dan stabilitas senyawa serapan.  Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih rendah.

·         pH (derajat keasaman)

Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya apabila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan penambahan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.

·         Waktu singgung

Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan.

Selisih ditentukan oleh dosis arang aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan.

Secara garis besar penyerapan arang aktif terhadap zat yang terlarut adalah:

1. Zat teradsorpsi berpindah dari larutannya menuju lapisan luar dari adsorben (arang).
2. Zat teradsorpsi diserap oleh permukaan arang aktif.
3. Zat teradsorpsi akhirnya diserap oleh permukaan dalam atau permukaan porous arang.

Adapun secara umum faktor yang menyebabkan adanya daya serap dari arang aktif adalah :

1. Adanya pori-pori mikro yang jumlahnya besar pada arang aktif sehingga menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan adanya daya serap.
2. Adanya permukaan yang luas (300 – 3500 cm2/gram) pada arang aktif sehingga mempunyai kemampuan daya serap yang besar.

Menurut SII No.0258-79, arang aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada tabel dibawah ini :

Tabel1. Spesifikasi karbon aktif

JENIS	PERSYARATAN
Bagian yang hilang pada pemanasan 950°C	Maks. 15%
Air	Maks. 10%
Abu	Maks. 2,5%
Bagian yang tidak diperarang	Tidak nyata
Daya serap terhadap larutan	Min. 20%

b.      Gel Silika

Merupakan bahan yang terbuat dari add treatment dari larutan sodium silikat yang dikeringkan. Luas permukaanya 600-800 m²/g dengan diameter pori antara 20-50Á. Gel silika cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas dehidrat dan untuk memisahkan hidrokarbon.

c.       Alumina Aktif

Alumina aktif cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas kering dan Liquid. Luas permukaannya 200-500 m²/g dan diameter porinya 20-140Á. 

                                   KESIMPULAN

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Berbeda dengan absorpsi dimana fluida terserap oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.

Kinetika adsorpsi yaitu laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben dalam suatu jangka waktu tertentu. Kinetika adsorpsi suatu zat dapat diketahui dengan mengukur perubahan konsentrasi zat teradsorpsi tersebut, dan menganalisis nilai k (berupa slope/kemiringan) serta memplotkannya pada grafik. Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh kecepatan adsorpsi. Kecepatan adsorpsi dapat didefinisikan sebagai banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan waktu. Kecepatan atau besar kecilnya adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya macam adsorben dan zat yang diadsorpsi (adsorbate), luas permukaan adsorben, konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate), dan temperatur.

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik, hanya menyerap zat tertentu. Karbon aktif yang merupakan contoh dari adsorpsi, yang biasanya dibuat dengan cara membakar tempurung kelapa atau kayu dengan persediaan udara (oksigen) yang terbatas. Tiap partikel adsorben dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik menarik.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W., 1997, Kimia Fisika Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

Brady, James, 1999, Kimia Untuk Universitas, Erlangga, Jakarta.