14 efisiensi pemberian pupuk nitrogen sesuai dengan kebutuhan tanaman
dan ketersediaan unsur hara di dalam tanah Triyono et al., 2013.
5. Adsorpsi
Adsorpsi adalah proses terikatnya suatu molekul yang berada sebagai fasa gas atau fasa cair atau dalam larutan pada permukaan suatu
padatan. Molekul yang terikat pada permukaan padatan disebut adsorbat, sedangkan padatan yang menahan atau mengikat disebut adsorben.
Proses ketika molekul berikatan disebut dengan adsorpsi. Proses pelepasan molekul dari permukaan adsorben disebut desorpsi Masel,
1996. Menurut penelitian yang dilakukan oleh
Mar’atus S. Saputro, 2012, dalam proses adsorpsi dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti
waktu kontak, karakteristik adsorben, pH, kelarutan adsorbat, temperatur, dan massa adsorben. Waktu kontak merupakan hal yang sangat
mempengaruhi proses adsorpsi, hal ini dikarenakan waktu kontak memungkinkan terjadinya proses difusi dan penempelan molekul
adsorbat kecuali setelah mencapai waktu optimum. Hal ini dikarenakan semakin lama waktu kontak maka zat yang teradsorpsi juga semakin
banyak.
6. Kinetika Adsorpsi
Kinetika adsorpsi merupakan salah satu aspek yang digunakan untuk mengevaluasi karakteristik dari adsorben yang dipakai. Beberapa
15 model kinetika adsorpsi yang telah dikembangkan, dapat digunakan
sebagai sarana memprediksi laju adsorpsi suatu adsorbat pada adsorben tertentu Holle et al., 2013. Kinetika adsorpsi menggambarkan laju
pengambilan adsorbat oleh adsorben pada bertambahnya waktu kontak merupakan salah satu parameter yang menggambarkan efsiensi adsorpsi
Sulastri et al., 2014. Kinetika adsorpsi selalu dikaitkan dengan waktu kontak antara
adsorbat dan sorben, yang merupakan suatu proses yang menyeluruh tentang konsentrasi awal, akhir, dan waktu yang dibutuhkan untuk
perubahan dari konsentrasi awal ke konsentrasi akhir. Untuk proses adsorpsi, diperlukan persamaan laju reaksi yang tergantung pada kapasitas
adsorpsi suatu adsorben, dan informasinya diharapkan dapat melengkapi informasi proses adsorpsi dan mekanisme reaksi adsorpsi berdasarkan data
eksperimen Ikhsan et al., 2013. Data kinetika yang diperoleh di dalam penelitian dapat dianalisa
dengan beberapa model persamaan kinetika adsorpsi. Beberapa model persamaan kinetika yang dapat digunakan yaitu persamaan Lagergren
Pseudo First Oder, Persamaan Lagergren Pseudo Second Order, Persamaan Elovich, Persamaan Difusi Intrapartikel, dan Persamaan Boyd.
a. Persamaan Lagergren Pseudo-First-Order
Secara umum, persamaan Kinetika Lagergren Pseudo-First-Order dinyatakan sebagai berikut:
dq
t
dt = k q − q
t
16 Persamaan diatas kwaktuemudian di integral dengan batas-batas t=0
sampai t=t, dan �
�
=0 sampai q
t
=q
t
, maka persamaan kinetika Lagergren Pseudo-First-Order menjadi:
log q − q
t
= log q − k
, t
Keterangan: q = kapasitas adsorpsi pada saat kesetimbangan mg g
-1
q
t
= kapasitas adsorpsi pada saat waktu ke-t mg g
-1
k = konstanta laju reaksi pseudo order satu menit
-1
t = waktu menit Persamaan tersebut dapat digunakan sebagai model data eksperimen
kinetika dengan cara memplotkan log q − q
t
versus t yang akan menghasilkan garis lurus jika reaksi sorpsi berorder total satu.
b. Persamaan Lagergren Pseudo-Second-Order
Untuk persamaan mekanisme reaksi order kedua dalam suatu adsorpsi, persamaan laju kinetika Lagergren Pseudo-Second-Order
dinyatakan sebagai berikut: �
�
� = �
�
− �
�
Persamaan diatas kemudian di integral dengan batas-batas t=0 sampai t=t, dan
�
�
=0 sampai q
t
=q
t
, maka persamaan kinetika Lagergren Pseudo-Second-Order menjadi:
�
�
− �
�
= �
�
+ � �
�
�
= k�
�
+ �
�
�
17 Jika
k�
�
= h, maka persamaan diatas dapat dituliskan sebagai �
�
�
= ℎ + �
�
� Keterangan:
q = kapasitas adsorpsi pada saat kesetimbangan mg g
-1
q
t
= kapasitas adsorpsi pada saat waktu ke-t mg g
-1
k = konstanta laju reaksi pseudo order dua g mg
-1
menit
-1
t = waktu menit Model kinetika ditentukan berdasarkan dengan nilai kolerasi r yang
lebih tinggi yang diperoleh dari persamaan garis dari grafik hubungan logq
e
-q
t
versus waktu t untuk Lagergren PseudoFirst-Order dan tq
t
versus waktu t untuk Lagergren Pseudo-Second-Order Ho McKay, 1998.
c. Persamaan Elovich
Persamaan Elovich berasumsi bahwa permukaan padat sesungguhnya merupakan heterogen. Persamaan Elovich dapat dinyatakan sebagai
berikut: �
�
� =
−��
�
Integrasi dari persamaan diatas dengan batas kondisi �
�
= 0 pada t = 0 dan
�
�
= �
�
maka diperoleh persamaan Elovich sebagai berikut: �
�
= ln + ln �
Keterangan �
�
= kapasitas adsorpsi pada saat waktu ke-t α = laju adsorpsi awal mgg min
β = luas permukaan dan energi aktivasi gmg
18 Jika dilakukan plot antara
�
�
versus ln t, maka akan diperoleh nilai α
dan β Munifah et al., 2011. d.
Persamaan Difusi Intrapartikel Model difusi intra partikel digunakan untuk mengidentifikasi
mekanisme adsorpsi dan untuk memprediksikan tahapan reaksi Ejikeme et al., 2014. Persamaan difusi intra-partikel digunakan
untuk mendeskripsikan kinetika sorpsi yang dapat dinyatakan melalui rumus berikut
q
t
= k t + C
Keterangan k = konstanta laju difusi intra-partikel mgg
-1
min
-112
q
t
= kapasitas adsorpsi pada saat waktu ke-t mg g
-1
C = menggambarkan ketebalan dari batas lapisan Jika dilakukan plot antara
q
t
versus t
, maka akan didapatkan garis lurus dengan slope
k dan intersep C ketika mekanisme adsorpsi mengikuti proses difusi intra-partikel Imaga Abia, 2015. Tiga
tahapan untuk menggambarkan proses adsorpsi yaitu: 1
Perpindahan sorbat yang bergerak menuju permukaan luar adsorben melalui difusi molekuler atau dikenal dengan difusi
eksternal atau difusi film, 2
difusi internal, dimana terjadi perpindahan sorbat dari permukaan adsorben menuju bagian dalam gugus aktif adsorben,
3 adsorpsi adsorbat dari sisi aktif adsorben menuju permukaan
dalam pori Jadhav Vanjara, 2004
19 e.
Boyd Model Boyd digunakan untuk memprediksikan tahap lambat yang
sesungguhnya dalam proses adsorpsi. Persamaan kinetika Boyd dapat dinyatakan sebagai berikut Nethaji et al., 2013
�
= − , − ln − �
dimana � = �
�
�
�
⁄ Keterangan: qe = kapasitas adsorpsi pada saat kesetimbangan mg g
-1
qt = kapasitas adsorpsi pada saat waktu ke-t mg g
-1
F = Fraksi larutan yang teradsorp saat waktu ke-t Bt = Fungsi matematika pada F
Jika dilakukan plot antara Bt versus t dan dihasilkan garis melewati titik asal maka artinya proses adsorpsi hanya terjadi proses
perpindahan massa. Namun, jika plotnya tidak linier atau linier tapi tidak melewati titik asal, maka artinya terjadi reaksi kimia yang
mendominasi reaksi Ejikeme, et al., 2014.
7. Spektroskopi FTIR
