25 Beberapa gas pengoksidasi yang dapat digunakan untuk aktivasi arang secara fisika,
antara lain uap air H
2
O Basumatary et al. 2005, gas CO
2
atau N
2
Machnikowski et al. 2005, H
2
Takagi et al. 2004, Br
2
Gaier et al. 2005, O
3
Sanchez-Polo et al. 2005, argon Nguyen Bhatia 2005, atau CH
4
Rangel-Mendez Cannon 2005.
2.4.2 Sifat-sifat Arang Aktif 2.4.2.1 Sifat-sifat kimia
Arang aktif tidak hanya mengandung atom karbon saja, tetapi juga mengandung sejumlah kecil oksigen dan hidrogen yang terikat secara kimia dalam bentuk gugus-
gugus fungsi yang bervariasi, misalnya gugus karbonil C=O, karboksil COO, fenol, lakton, dan beberapa gugus eter. Oksigen pada permukaan arang, kadang-kadang
berasal dari bahan baku atau dapat juga terjadi pada proses aktivasi dengan uap H
2
O atau udara. Keadaan ini biasanya dapat menyebabkan arang bersifat asam atau basa
Brennan et al. 2001; Laszlo et al. 2001. Gugus-gugus fungsional dari berbagai komponen yang terikat pada permukaan arang aktif ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Beberapa gugus fungsional yang terikat pada permukaan arang aktif Laszlo et al. 2001.
Pada umumnya bahan baku arang aktif mengandung komponen mineral. Komponen ini menjadi lebih pekat selama proses aktivasi arang. Di samping itu,
bahan-bahan kimia yang digunakan pada proses aktivasi sering kali menyebabkan perubahan sifat kimia arang yang dihasilkan.
26
2.4.2.2 Sifat-sifat fisika
Berdasarkan sifat fisika, arang aktif mempunyai beberapa karakteristik, antara lain berupa padatan yang berwarna hitam, tidak berasa, tidak berbau, bersifat
higroskopis, tidak larut dalam air, asam, basa ataupun pelarut-pelarut organik. Di samping itu, arang aktif juga tidak rusak akibat pengaruh suhu maupun perubahan pH
selama proses aktivasi.
2.4.3 Struktur Arang Aktif
Arang aktif mempunyai struktur berupa jaringan berpilin dari lapisan-lapisan karbon yang tidak sempurna, yang dihubungsilangkan oleh suatu jembatan alifatik.
Menurut Kyotani 2000, luas permukaan, dimensi dan distribusi atom-atom karbon penyusun struktur arang aktif sangat tergantung pada bahan baku, kondisi karbonasi
dan proses aktivasinya. Susunan atom-atom karbon pada arang aktif mirip susunan atom-atom karbon dalam grafit, yang terdiri atas pelat-pelat datar. Atom-atom karbon
penyusun struktur grafit terikat secara kovalen di dalam suatu kisi heksagonal dengan susunan paralel Hirose et al. 2002. Orientasi struktur arang aktif dan grafit
ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Orientasi pelat-pelat karbon heksagonal pada a struktur arang aktif, dan b struktur grafit Wigman 1986 dalam Pari 2004.
Penelitian dengan sinar X memperlihatkan bahwa cincin-cincin enam atom karbon dengan susunan karbon yang teratur dan membentuk pelat-pelat. Pelat-pelat
karbon heksagonal dalam struktur grafit terorientasi tegak lurus terhadap sumbunya. Sedangkan struktur arang aktif berbeda dengan struktur grafit, karena pelat-pelat
27 karbon heksagonal dalam struktur arang aktif tidak terorientasi sempurna terhadap
sumbunya Solovyov et al. 2002. Perbedaan ini berpengaruh pada besar kecilnya derajat kristalinitas, sehingga pelat-pelat tersebut bertumpuk satu sama lain secara tidak
beraturan membentuk kristalit Wigman 1986 dalam Pari 2004.
2.4.4 Daya Jerap Arang Aktif
