33 adsorbant akan sulit menembus lapisan film antara permukaan adsorben dan filmn
difusinya. Apabila pengadukan sesuai maka akan menaikkan film difusinya sampai ke titik pori difusi [44]. Berikut ilustrasi dari molekul-molekul adsorbant memasuki
pori-pori adsorben yang disajikan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Proses Molekul-Molekul Adsorbant Masuk Ke Dalam Pori-Pori Adsorben [44]
Dalam proses adsorpsi perpindahan molekul-molekul ke dalam pori-pori adsorben melalui proses sebagai berikut [27]:
a. Perpindahan massa dari cairan ke permukaan butir.
b. Difusi dari permukaan butir ke dalam butir melalui pori
c. Perpindahan massa dari cairan dalam pori ke dinding pori
d. Adsorpsi pada dinding pori.
4.4 Penentuan Waktu Kontak Optimum dan Kinetika Adsorpsi
Waktu kontak merupakan lamanya waktu kontak antara adsorben batang jagung dengan adsorbat ion Cd
2+
secara optimum dan untuk mengetahui kinetika adsorpsinya. Makin cepat periode kesetimbangan tercapai makin baik adsorben
untuk digunakan dari sudut pandang waktu yang diperlukan. Batang jagung dapat mengadsorpsi ion logam Cd
2+
secara optimum. Pada penelitian ini variasi waktu kontaknya adalah 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 120 menit. Larutan Cd
2+
yang digunakan pada analisa optimasi waktu kontak ini adalah 50 ppm yang telah dibuat
sendiri dan telah dianalisa menggunakan alat AAS Atomic Adsorption Spectrofotometric dan berat adsorben batang jagung yang digunakan adalah 1 gram
Universitas Sumatera Utara
34 dengan bentuk adsorben yaitu ¼ lingkaran. Dari data Tabel A.5 Lampiran A dapat
dibuat hubungan antara waktu kontak dengan konsentrasi ion Cd
2+
yang teradsorpsi dari larutan Cd, seperti yang disajikan pada Gambar 4.7
Gambar 4.7 Kapasitas Adsorpsi Logam Cd
2+
dengan Konsentrasi Ion Logam Cd
2+
50 ppm pada Bentuk Adsorben ¼ Lingkaran dan Kecepatan Pengadukan 220 rpm
Gambar 4.7 menunjukakan bahwa Cd
2+
yang teradsorpsi semakin besar dengan bertambahnya waktu kontak. Hal ini diesebabkan semakin lama waktu
interaksi adsorben dengan adsorbat menyebabkan peningkatan kemampuan adsorpsi Cd
2+
. Menurut teori putranto., dkk 2014 [27], bahwa untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi makan diperlukan waktu kontak yang cukup antara adsorbat
dengan adsorben. Dari Gambar 4.9 dapat dilihat naiknya konsentrasi Cd
2+
yang teradsorpsi paling besar dan mencapai titik optimum adalah pada menit ke-120
dengan konsentrasi Cd
2+
yang teradsorpsi sebesar 79,95 . Pada 10 menit pertama adsorpsi ion logam Cd
2+
adalah 56,96 . Pada awal penyerapan, permukaan adsorben sudah banyak menyerap ion Cd
2+
sehingga proses penyerapan berlangsung efektif. Daya adsorpsi ion Cd
2+
semakin meningkat sampai pada waktu 70 menit yaitu dengan besarnya konsentrasi Cd
2+
teradsorpsi 63,44, 71,05, 71,33, 74,71, 76,51 dan 79,65. Setelah interaksi berlangsung 70 menit, adsorpsi ion
logam Cd
2+
oleh karbon aktif mendekati konstan, hal ini menunjukkan telah
0.00 10.00
20.00 30.00
40.00 50.00
60.00
70.00 80.00
90.00
20 40
60 80
100 120
140
R
t min
Kinetika Adsorpsi
Cd
Universitas Sumatera Utara
35 tercapainya keadaan kesetimbangan. Waktu kesetimbangan ditentukan untuk
mengetahui kapan suatu adsorben mengalami kejenuhan sehingga proses adsorpsi terhenti. Pada keadaan ini, kapasitas adsorpsi permukaan batang jagung telah jenuh
dan telah tercapai kesetimbangan antara konsentrasi ion logam Cd
2+
dalam adsorben batang jagung sehingga penyerapan pada waktu kontak diatas 80 menit menjadi
konstan atau hampir sama. Dalam proses adsorpsi bahwa adsorpsi terjadi pada dua tahap yaitu tahap awal terjadi secara cepat kemudian tahap kedua perlahan-lahan
kapasitas adsorpsi menurun dikarenakan zat yang teradsorpsi kedalam adsorben mengalami kejenuhan sehingga adsorben tidak dapat lagi mengadsorpsi zat tersebut
[45]. Kinetika adsorpsi digunakan untuk mengetahui laju adsorpsi yang terjadi
pada adsorben terhadap adsorbat dan dipengaruhi oleh waktu. Waktu kontak yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi dijadikan sebagai ukuran laju
adsorpsi. Pada penelitian ini pengujian laju adsorpsi dilakukan dengan menduga orde reaksinya. Orde reaksi laju suatu reaksi kimia atau proses kimia diartikan sebagai
kecepatan terjadinya suatu reaksi. Dalam penelitian ini, data kinetika adsorsi diperoleh secara empiris dengan menggunakan model pseudo orde satu dan pseudo
orde dua. Persamaan 4.4 adalah model pseudo orde satu dan persamaan 4.5 adalah model pseudo orde dua tersebut berturut-turut dapat dilihat sebagai berikut :
4.4 [36]
4.5 [36]
Data hasil eksperimental menunjukkan hasil yang lebih baik terhadap model pseudo orde dua dibandingkan pseudo orde satu berdasarkan pada nilai koefisien
korelasi r
2
seperti ditunjukkan pada Tabel 4.1. Koefisien korelasi tersebut, diperoleh dengan cara melakukan plot data kapasitas adsorpsi q
t
terhadap waktu dengan menggunakan persamaan di atas, sehingga diperoleh grafik seperti Gambar
4.8 dan Gambar 4.9.
Universitas Sumatera Utara
36 Tabel 4.1
Pemodelan Pseudo Orde Satu dan Pseudo Orde Dua Kinetika Adsorpsi Cd
2+
pada Adsorben Batang Jagung
Bentuk Adsorbe
n Konsentras
i Cd
2+
ppm qe
Percobaa n
Pseudo Orde 1 Pseudo Orde 2
q
e1
k
1
r
2
q
e2
k
2
r
2
¼ Lingkaran
50 4,384
4,11 9
4,76 9
0,95 1
4,21 9
0,04 1
0,99 9
Gambar 4.8 Pemodelan Pseudo Orde Satu pada Konsentrasi Logam Cd
2+
50 ppm dan Kecepatan Pengadukan 220 rpm
Gambar 4.9 Pemodelan Pseudo Orde Dua pada Konsentrasi Logam Cd
2+
50 ppm dan Kecepatan Pengadukan 220 rpm
y = 1.1583x + 0.2428 R² = 0.951
0.000 0.050
0.100 0.150
0.200 0.250
0.300 0.350
0.400
0.000 0.050
0.100 0.150
1q t
gm g
1t min-1
Pseudo Orde Satu
Cd Linear Cd
y = 0.237x + 1.3828
R² = 0.999 0.00
5.00 10.00
15.00 20.00
25.00 30.00
35.00
20 40
60 80
100 120
140
tq t
g. sm
