16 material hibrida-organik serta dapat digunakan untuk meningkatkan
selektivitas dalam kromatografi. Proses sol-gel dimulai dengan pengasamkan larutan natrium silikat
hingga terbentuk gel karena silika memiliki kelarutan yang tinggi, yaitu pada pH lebih dari 10 Scott, 1993. Pengasaman natrium silikat dapat dilakukan
dengan menggunakan asam klorida. Menurut Sriyanti 2005: 3, pengasaman natrium silikat dengan HCl menyebabkan pembentukan gel yang sangat
cepat, hal ini terjadi di sekitar pH 9-7. Penambahan HCl terus menerus akan menyebabkan gel melarut kembali. Penambahan asam klorida pada larutan
natrium silikat mengakibatkan terjadinya penurunan pH dan meningkatkan konsentrasi H
+
dalam Na
2
SiO
3
. Silikat akan berubah menjadi asam silikat dan terjadi proses polimerisasi dan kondensasi hingga terbentuk gel silika.
5. Adsorpsi
Proses sorpsi terdiri dari adsorpsi dan desorpsi. Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu terhadap zat tertentu yang
terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap ke dalam, sedangkan proses
pemindahan molekul dari permukaan disebut desorpsi. Adsorpsi dapat terjadi pada antarfasa padat-cair, padat-gas atau gas-cair Tandy, E., dkk., 2012: 34-
35. Metode adsorpsi umumnya berdasarkan adanya interaksi antara ion
logam dengan gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui pembentukan kompleks. Proses pembentukan kompleks ini terjadi pada
17 permukaan padatan yang mempunyai gugus fungsional yang mengandung
atom donor oksigen, nitrogen, fosfor dan belerang seperti –OH, -NH
2
, -SH, – COOH, fosforil dan sebagainya Jal. P.K, dkk., 2004: 1006. Adsorpsi
merupakan proses akumulasi substansi adsorbat pada permukaan adsorben yang disebakan oleh gaya tarik antar molekul atau interaksi kimia atau suatu
akibat dari medan gaya pada permukaan padatan adsorben yang menarik molekul-molekul gasuap atau cairan Oscik, 1982: 191. Dalam adsorpsi
digunakan istilah adsorbat dan adsorben, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan
adsorben merupakan suatu media penyerap. Daya adsorpsi merupakan ukuran kemampuan suatu adsorben untuk menarik sejumlah adsorbat Syauqiah,
dkk., 2011: 12. Adsorben merupakan bahan yang sangat berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori atau pada letak-
letak tertentu di dalam partikel itu Tandy, E., dkk., 2012: 35. Kebanyakan adsorben yang digunakan dalam proses adsorpsi adalah alumina, karbon aktif,
silika gel, dan zeolit Nurhasni, dkk., 2014: 131. Adsorben silika di dalam air membentuk silanol SiOH, yang memiliki gugus fungsional aktif –OH. Dari
berbagai pendapat tentang mekanisme reaksi, protonasi dan deprotonasi gugus aktif –OH silanol diusulkan oleh beberapa peneliti sebagai suatu reaksi
dasar yang terjadi pada permukaan logam oksida seperti silika. Ikhsan, dkk., 2015: 11.
Menurut Syauqiah, dkk. 2011: 13-14, secara umum faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sebagai berikut:
18 a. Luas permukaan
Semakin luas permukaan adsorben, maka makin banyak zat yang teradsorpsi. Luas permukaan adsorben ditentukan oleh ukuran partikel dan
jumlah dari adsorben. b. Jenis adsorbat
Peningkatan polarisabilitas adsorbat akan meningkatkan kemampu- an adsorpsi molekul yang mempunyai polarisabilitas yang tinggi polar
memiliki kemampuan tarik menarik terhadap molekul lain dibandingkan molekul yang tidak dapat membentuk dipol non polar; Peningkatan berat
molekul adsorbat dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi. Adsorbat dengan rantai yang bercabang biasanya lebih mudah diadsorbsi dibandingkan rantai
yang lurus. c. Struktur molekul adsorbat
Hidroksil dan amino mengakibatkan berkurangnya kemampuan penyisihan, sedangakan Nitrogen meningkatkan kemampuan penyisihan.
d. Konsentrasi Adsorbat Semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan maka semakin
banyak jumlah substansi yang terkumpul pada permukaan adsorben, dikarenakan konsentrasi adsorbat yang tinggi dapat menghasilkan daya
dorong yang tinggi bagi molekul adsorbat untuk masuk ke dalam situs aktif adsorben Altaher dan Elqada, 2011: 1117. Handayani dan Sulistiyono
2009: 131, juga menyatakan bahwa semakin besar konsentrasi larutan, semakin banyak jumlah zat terlarut yang dapat diadsorbsi sehingga tercapai
19 keseimbangan tertentu, dimana laju zat yang diserap sama dengan zat yang
dilepas dari adsorben pada suhu tertentu. e. Temperatur
Suhu sangat mempengaruhi proses adsorpsi, ion akan semakin banyak teradsorpsi seiring dengan menurunnya suhu Kundari dan Wiyuniati
2008: 493 . f. pH
pH larutan mempengaruhi kelarutan ion logam, aktivitas gugus fungsi pada biosorben dan kompetisi ion logam dalam proses adsorpsi.
Semakin rendah pH maka semakin besar daya adsorpsi Altaher dan Elqada, 2011. pH dapat berpengaruh signifikan pada adsorpsi kation karena pH
memengaruhi sifat hidrolisis masing-masing kation Ikhsan, dkk., 2015: 11. g. Kecepatan pengadukan
Menentukan kecepatan waktu kontak adsorben dan adsorbat. Bila pengadukan terlalu lambat maka proses adsorpsi berlangsung lambat pula,
tetapi bila pengadukan terlalu cepat kemungkinan struktur adsorben cepat rusak, sehingga proses adsorpsi kurang optimal.
h. Waktu Kontak Penentuan waktu kontak yang menghasilkan kapasitas adsorpsi
maksimum terjadi pada waktu kesetimbangan. i. Waktu kesetimbangan dipengaruhi oleh:
1 tipe biomasa jumlah dan jenis ruang pengikatan, 2 ukuran dan fisiologi biomasa aktif atau tidak aktif,
20 3 ion yang terlibat dalam sistem biosorpsi
4 konsentrasi ion logam. Porositas adsorben juga mempengaruhi daya adsorbsi dari suatu
adsorben. Adsorben dengan porositas yang besar mempunyai kemampuan menyerap yang lebih tinggi dibandingkan dengan adsorben yang memiliki
porositas kecil. Untuk meningkatkan porositas dapat dilakukan dengan mengaktivasi secara fisika seperti mengalirkan uap air panas ke dalam
poripori adsorben atau mengaktivasi secara kimia. Syauqiah, dkk., 2011: 14 Molekul dan atom dapat menempel pada permukaan dengan dua
cara. Dalam fisisorpsi adsorpsi fisika terdapat antaraksi van der Waals contohnya, dispersi atau antaraksi dipolar antara adsorbat dan substrat.
Antaraksi van der Waals mempunyai jarak jauh, tetapi lemah, dan energi yang dilepaskan jika partikel terfisisorpsi mempunyai orde besaran yang
sama dengan entalpi kondensasi. Entalpi fisisorpsi dapat diukur dengan mencatat kenaikan temperatur sampel dengan kapasitas kalor yang diketahui,
dan nilai khasnya berada sekitar -20 kJ mol
-1
. Sedangkan dalam kemisorpsi adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan
kimia biasanya ikatan kovalen. Entalpi kemisorpsi jauh lebih besar daripada entalpi fisisorpsi, dan nilai khasnya adalah sekitar -200 kJ mol
-1
Atkins, 1999: 437-438. Menurut Hartati, dkk. 2011: 26 perbedaan fisisorpsi dan kemisorpsi ditampilkan dalam Tabel 1.
21 Tabel 1. Perbedaan antara fisisorpsi dan kemisorpsi
Adsorpsi fisika Adsorpsi kimia
Melibatkan gaya van der Waals antara adsorben dan adsorbat
Melibatkan pembentukan ikatan kimia antara adsorben dan
adsorbat
Entalpi adsorpsi rendah sekitar 5 kkalmol
Entalpi adsorpsi tinggi 20- 100kkalmol
Dapat membentuk lapisan multi molekul
Terbentuk monolayer Reversible
Irreversible Fenomena umum, muncul dalam
sistem padatcair atau padat gas Proses yang sangat spesifik, lebih
spesifik dari pada adsorpsi fisika Energi ikat umumnya berkisar
antara 10-100 meV Energi ikat umumnya berkisar
antara 1-10 meV Tidak melibatkan energi aktivasi
Melibatkan energi aktivasi Kesetimbangan dapat dicapai pada
waktu yang singkat Butuh waktu yang lebih lama
untuk mencapai kesetimbangan
6. Unsur Hara Tanaman
