Penentuan Konstanta Laju Desorpsi k

jenis ikatan yang terbentuk antara adsorben dan zat warna adalah ikatan van der Waals yang relatif lemah.

C. Kinetika Desorpsi

Kinetika desorpsi merupakan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e pada suatu periode lama desorpsi tertentu. Parameter kinetika desorpsi meliputi konstanta laju desorpsi k des dan energi aktivasi E a . Konstanta laju desorpsi k des merupakan kemiringan hasil regresi linier hubungan antara lama desorpsi menit dengan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e . Energi aktivasi E a merupakan energi yang harus dimiliki oleh molekul untuk bereaksi yang diperoleh dari kemiringan hasil regresi linier hubungan antara kebalikan suhu desorpsi 1T dan ln konstanta laju desorpsi ln k des . Parameter kinetika desorpsi tersebut menunjukkan kinerja eluen dalam melepaskan -karoten dari atapulgit.

1. Penentuan Konstanta Laju Desorpsi k

des Konstanta laju desorpsi k des -karoten ditentukan berdasarkan data percobaan hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e . Bentuk persamaaan laju desorpsi - karoten dari data percobaan hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e menggunakan metoda kesesuaian data percobaan yaitu regresi. Regresi merupakan persamaan matematika yang menduga hubungan antara satu peubah bebas dalam hal ini lama desorpsi dengan satu peubah tak bebas dalam hal ini ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e . Regresi hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e ditransformasikan mengikuti bentuk persamaan garis lurus linier. Ukuran untuk melihat tingkat kesesuaian dengan data percobaan ditentukan berdasarkan koefisien determinasi r 2 terbesar. Hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e dapat dilihat pada Gambar 9 dan 10. -0,12 -0,1 -0,08 -0,06 -0,04 -0,02 0,02 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Lama de s orps i [me nit] ln q t q o Gambar 9. Hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e pada isopropanol ○ , isopropanol 40ºC, ln q t q e = -0,0047t – 0,005, r 2 =0,9657; □ , isopropanol 50ºC, ln q t q e = -0,0062t – 0,00005, r 2 =0,9933; ∆ , isopropanol 60ºC, ln q t q e = -0,0058t + 0,0032, r 2 =0,993. -0,120 -0,100 -0,080 -0,060 -0,040 -0,020 0,000 0,020 5 10 15 20 25 30 Lama de sorpsi [me nit] ln q t q o Gambar 10. Hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e pada heksan ○ , heksan 40ºC, ln q t q e = -0,0022t – 0,0183, r 2 =0,8114; □ , heksan 50ºC, ln q t q e = -0,0026t – 0,0091, r 2 =0,857; ∆ , heksan 60ºC, ln q t q e = -0,0023t + 0,0005, r 2 =0,9153. Berdasarkan hasil regresi pada Gambar 9 dan 10 diperoleh kemiringan slope, nilai fraksi terdesorpsi θ dan nilai koefisien determinasi r 2 dari masing-masing persamaan laju desorpsi. Nilai θ menunjukkan nilai fraksi yang dapat didesorpsi dalam proses desorpsi. Nilai θ diperoleh dari nilai intershape pada regresi hubungan antara lama desorpsi dengan ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi - karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e dengan menggunakan program Mathematica 5.2 for Students. Perhitungan fraksi terdesorpsi dengan menggunakan program Mathematica 5.2 for Students dapat dilihat pada Lampiran 8. Nilai konstanta laju desorpsi k des , nilai faktor terdesorpsi θ dan nilai koefisien determinasi r 2 dapat dilihat pada Tabel 12. Tabel 12. Nilai konstanta laju desorpsi k des , nilai faktor terdesorpsi θ dan nilai koefisien determinasi r 2 Perlakuan Eluen Suhu [ºC] k des [menit -1 ] Faktor terdesorpsi [ θ] r 2 40 4,7 x 10 -3 0,903 0,9657 50 6,2 x 10 -3 0,990 0,9933 Isopropanol 60 5,8 x 10 -3 0,998 0,9930 40 2,2 x 10 -3 0,821 0,8114 50 2,6 x 10 -3 0,871 0,8570 Heksan 60 2,3 x 10 -3 0,999 0,9153 Berdasarkan Tabel 12 dapat diketahui bahwa perbedaan suhu sebesar 10ºC telah memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perbedaan nilai konstanta laju desorpsi k des yang dihasilkan. Perbedaan nilai konstanta laju desorpsi k des tersebut menunjukkan perbedaan laju desorpsi untuk masing- masing suhu desorpsi. Peningkatan suhu desorpsi berpengaruh untuk meningkatkan nilai konstanta laju desorpsi k des . Nilai konstanta laju desorpsi k des yang diperoleh memiliki kecenderungan meningkat seiring dengan peningkatan suhu desorpsi. Hal ini terjadi karena peningkatan suhu desorpsi menyebabkan meningkatnya laju pelepasan β-karoten dari atapulgit. Peningkatan laju pelepasan β-karoten dari atapulgit berarti seiring dengan peningkatan energi kinetik yang terjadi pada β-karoten. β-karoten yang energi kinetiknya meningkat ini menyebabkan meningkatnya laju desorpsi, sehingga kemudian meningkatkan nilai konstanta laju desorpsi k des . Nilai konstanta laju desorpsi k des pada setiap perlakuan suhu desorpsi dan jenis eluen mengalami kecenderungan sesuai dengan data percobaan yang ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi r 2 yang cenderung besar. Nilai koefisien determinasi r 2 yang besar ini menunjukkan bahwa keragaman nilai ln rasio konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah desorpsi dan konsentrasi -karoten dalam atapulgit setelah adsorpsi ln q t q e sebagai peubah tak bebas mampu diterangkan oleh persamaan laju desorpsi pada setiap perlakuan suhu desorpsi dan jenis eluen. Nilai konstanta laju desorpsi k des juga dipengaruhi oleh nilai faktor terdesorpsi θ. Kecenderungan nilai konstanta laju desorpsi k des yang semakin meningkat diikuti dengan kecenderungan nilai faktor terdesorpsi θ yang meningkat pula. Hal tersebut menunjukkan bahwa laju desorpsi yang terjadi semakin cepat. Semakin tinggi nilai konstanta laju desorpsi maka semakin tinggi pula nilai faktor terdesorpsi Wankasi et al., 2005.

2. Penentuan Energi Aktivasi E