44 Gambar 4.14 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Langmuir
– Hinshelwood untuk Penjerapan Ion Logam Zn
4.5 PENENTUAN ISOTHERM
ADSORPSI DAN
KAPASITAS ADSORPSI DARI PENJERAPAN ION LOGAM Cd, Fe DAN Zn
Penentuan isotherm adsorpsi untuk ion logam Cd dapat dilihat pada gambar 4.15 dan 4.16. Gambar 4.15 merupakan pola isotherm adsorpsi cangkang
telur bebek terhadap ion logam Cd. Sedangkan gambar 4.16 merupakan kurva isotherm adsorpsi cangkang telur bebek terhadap ion logam Cd. Isotherm adsorpsi
yang digunakan merupakan isotherm Freundlich. Isotherm Freundlich dipilih berdasarkan R
2
yang telah dihasilkan. Persamaan dan R
2
dari beberapa jenis isotherm dapat dilihat pada tabel 4.9.
Dari tabel 4.9 terlihat bahwa R
2
yang paling mendekati nilai 1 adalah pada isotherm Tempkin. Akan tetapi isotherm Tempkin tidak dipilih untuk mewakili
proses penjerapan ion logam Cd. Hal ini disebabkan karena isotherm Tempkin digunakan untuk menunjukan pengaruh panas perbedaan temperatur dalam
proses penjerapan yang terjadi [38]. Oleh karena itu, isotherm Freundlich yang dipilih untuk mewakili penjerapan ion logam Cd. Selain persamaan dan R
2
yang terlihat pada tabel 4.6, nilai k dan n dapat diperoleh dimana k sebesar 1,4077 dan
K
t
sebesar 0,9969. Isotherm Freundlich adalah isotherm adsorpsi yang paling sering digunakan
untuk proses penjerapan. Persamaan yang diperoleh merupakan persamaan empirik yang diperoleh dari data penelitian. Selain itu, dalam penelitian Dada [41]
y = -0,0002x + 0,1167 R² = 0,3653
0,0 0,1
0,2
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
ln C
o -
C t
C o
- Ct
t Co - Ct
Universitas Sumatera Utara
45 diketahui bahwa isotherm Freundlich juga digunakan dalam penjerapan logam
berat seperti Zn.
Gambar 4.15 Pola Isotherm Adsorpsi Cangkang Telur Bebek terhadap Ion Logam Cd
Gambar 4.16 Kurva Isotherm Adsorpsi Freundlich Cangkang Telur Bebek terhadap Ion Logam Cd
Tabel 4.9 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Jenis Isotherm Adsorpsipada Penjerapan Ion Logam Cd
Isotherm Adsorpsi
Persamaan R
2
Langmuir y = 0,0005x + 0,7035
0,0024 q
m
= 2.000 bq
m
= 1,4215 Freundlich
y = 1,0031x + 0,1485 0,9916
k = 1,4077 n = 0,9969
Tempkin y = 8,6928x
– 6,7879 1
B
1
= 8,6928 K
t
= 0,4580 DKR
y = -410
-6
x + 2,7259 0,9454
X
m
= 15,2702 ß = - 410
-6
BET y = 0,0005x + 0,7035
0,0024 K
B
= 1,4215 C
s
= 593,0505
0,02 0,04
0,06 0,08
0,1 0,12
0,14 0,16
0,18
0,1 0,15
0,2 0,25
Ju m
lah C
d y
an g
d ije
r ap
m g
g
Konsentrasi Cd dalam keadaan setimbang ppm
y = 1,0031x + 0,1485 R² = 0,9916
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
0,2 0,4
0,6 0,8
1
lo g q
e
log C
e
Universitas Sumatera Utara
46 Setelah mendapatkan jenis isotherm adsorpsi dalam penjerapan ion logam
Cd maka akan dilihat pula kapasitas adsorpsi yang diperoleh dari perhitungan isotherm adsorpsi. Dalam penelitian ini kapasitas adsorpsi sebesar 1,4077 mggr.
Kapasitas adsorpsi yang diperoleh dapat mencerminkan jumlah rongga yang terdapat dalam adsorben cangkang telur bebek yang digunakan.
Penentuan isotherm adsorpsi untuk ion logam Fe dapat dilihat pada gambar 4.17 dan 4.18. Kurva pola isotherm adsorpsi adsorben cangkang telur
bebek terhadap ion logam Fe dapat dilihat pada gambar 4.17 dan kurva isotherm adsorpsi dapat dilihat pada gambar 4.18. Persamaan dan R
2
dari beberapa jenis isotherm adsorpsi dapat dilihat pada tabel 4.10.
Dari tabel 4.10 terlihat bahwa R
2
yang paling mendekati nilai 1 adalah pada isotherm Langmuir dan BET. Menurut Ikhsan [27], ketika C
e
C
s
dan K
B
1 dan K = K
B
C
s
maka isotherm BET memiliki kesamaan dengan isotherm Langmuir. Selain itu, isotherm BET memerlukan pengaruh temperatur untuk
proses adsorpsi yang dilakukan. Maka dari itu, isotherm yang mewakili penjerapan ion logam Fe adalah isotherm Langmuir.
Gambar 4.17 Pola Isotherm Adsorpsi Cangkang Telur Bebek terhadap Ion Logam Fe
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Mohammed [22], isotherm DKR mewakili penjerapan ion Fe III dengan menggunakan karbon aktif dimana R
2
yang diperoleh berkisar antara 0,91 dan 0,97. Namun penelitian ini memiliki hasil yang berbeda dengan penelitian yang telah dilakukan Mohammed [22]. Hal ini
1 2
3 4
5 6
7 8
9
5 10
15
Ju m
lah F
e y
an g
d ije
r ap
m g
g
Konsentrasi Fe dalam keadaan setimbang ppm
Universitas Sumatera Utara
47 kemungkinan disebabkan berbedanya jenis adsorben yang digunakan dalam
penjerapan ion logam Fe.
Gambar 4.18 Kurva Isotherm Adsorpsi Langmuir Cangkang Telur Bebek terhadap Ion Logam Fe
Tabel 4.10 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Jenis Isotherm Adsorpsi pada Penjerapan Ion Logam Fe
Isotherm Adsorpsi
Persamaan R
2
Langmuir y = 0,1107x + 0,2386
0,9084 bq
m
= 4,1911 q
m
= 9,0334 Freundlich
y = 2,7218 x – 1,432
0,5576 k = 0,0369
n = 0,3674 Tempkin
y = 1.4456x + 4,0837 0,5500
B
1
= 1,4456 K
t
= 16,8596 DKR
y = -7 10
-7
x + 2,0201 0,4393
X
m
= -7,5391 ß = -7 10
-7
BET y = 0,1107x + 0,2386
0,9084 K
B
= 4,8191 C
s
= 7,1686
Isotherm Langmuir yang digunakan dalam proses penjerapan logam Fe dikarenakan proses penjerapan yang terjadi hanya terbentuk satu lapisan tunggal
pada saat adsorpsi maksimum, proses adsorpsi dilakukan dengan mekanisme sama serta atom teradsorpsi pada permukaan molekul tertentu [37] [40]. Selain itu,
isotherm Langmuir merupakan persamaan isotherm yang sering digunakan dalam mewakili proses penjerapan. Selain persamaan dan R
2
yang terlihat pada tabel 4.10, nilai bq
m
dan q
m
dapat diperoleh dimana bq
m
sebesar 4,1911 dan q
m
sebesar 9,0334 mggr.
Setelah mendapatkan jenis isotherm adsorpsi dalam penjerapan ion logam Fe maka akan dilihat pula kapasitas adsorpsi yang diperoleh dari perhitungan
isotherm adsorpsi. Kapasitas adsorpsi telah diperoleh dari persamaan isotherm adsorpsi yang dibuat dimana kapasitas adsorpsi yang diperoleh yaitu
y = 0,1107x + 0,2386 R² = 0,9084
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
2 4
6 8
10 12
C
e
q
e
C
e
Universitas Sumatera Utara
48 9,0334 mggr. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa dari kapasitas
adsorpsi yang diperoleh maka dapat diketahui seberapa banyak pori – pori
adsorben digunakan untuk menjerap ion logam berat. Penentuan isotherm adsorpsi untuk ion logam Zn dapat dilihat pada
gambar 4.19 dan 4.20. Kurva pola isotherm adsorpsi adsorben cangkang telur bebek terhadap ion logam Zn dapat dilihat pada gambar 4.19 dan kurva isotherm
adsorpsi dapat dilihat pada gambar 4.20. Persamaan dan R
2
dari beberapa jenis isotherm adsorpsi dapat dilihat pada tabel 4.11.
Tabel 4.11 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Jenis Isotherm Adsorpsi pada Penjerapan Ion Logam Zn
Isotherm Adsorpsi
Persamaan R
2
Langmuir y = 0,2856x
– 0,6699 0,9767
bq
m
= - 1,4928 q
m
= 3,5014 Freundlich
y = -0,4389x + 1,1384 0,6133
k = 13,7531 n = - 2,2784
Tempkin y = -4,1867 x + 15,463
0,4123 B
1
= -4,1867 K
t
= 0,0249 DKR
y = 10
-6
x + 1,5701 0,3524
X
m
= 4,8071 ß = 10
-6
BET y = 0,2856x
– 0,6699 0,9767
K
B
= -1,4928 C
s
= 5,8471
Dari tabel 4.11 terlihat bahwa R
2
yang paling mendekati nilai 1 adalah pada isotherm Langmuir dan BET. Namun pada isotherm BET untuk nilai K
B
mewakili intensitas setiap lapisan pada permukaan adsorben bernilai negatif. Seharusnya nilai dari intensitas tidaklah bernilai negatif. Oleh karena itu, isotherm
adsorpsi yang mewakili penjerapan ion logam Zn adalah isotherm Langmuir. Penggunaan dari isotherm Langmuir dalam proses penjerapan ion logam Zn
memiliki alasan dan asumsi yang sama seperti penjerapan ion logam Fe. Dengan alasan ini serta nilai dari R
2
yang mendukung maka digunakanlah persamaan isotherm Langmuir dalam mewakili proses penjerapan ion logam Zn.
Selain persamaan dan R
2
yang terlihat pada tabel 4.11, nilai bq
m
dan q
m
dapat diperoleh dimana bq
m
sebesar -1,4928 dan q
m
sebesar 3,5014 mggr. Kapasitas adsorpsi dapat diperoleh dari persamaan isotherm Langmuir. Kapasitas
adsorpsi yang diperoleh sebesar 3,5014 mggr. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa dari kapasitas adsorpsi yang diperoleh maka dapat diketahui
seberapa banyak pori – pori adsorben digunakan untuk menjerap ion logam berat.
Universitas Sumatera Utara
49 Gambar 4.19 Pola Isotherm Adsorpsi Cangkang Telur Bebek terhadap Ion
Logam Zn
Gambar 4.20 Kurva Isotherm Adsorpsi Langmuir Cangkang Telur Bebek terhadap Ion Logam Zn
1 2
3 4
5 6
7 8
9
5 10
15
Ju m
lah Z
n y
an g
d ije
r ap
m g
g
Konsentrasi Zn dalam keadaan setimbang ppm
y = 0,2856x - 0,6699 R² = 0,9767
0,5 1
1,5 2
2,5 3
5 10
15
C
e
q
e
C
e
Universitas Sumatera Utara
50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
