13 5. Keasaman pH
Tingkat keasaman atau pH mempunyai pengaruh dalam proses adsorpsi. Untuk mencapai pH optimum dalam proses adsorpsi ditandai dengan jumlah maksimum yang
dapat diserap adsorban adalah ditetapkan melalui uji laboratorium. Keasaman pH akan mempengaruhi sisi aktif biomassa serta berpengaruh pada mekanisme adsorpsi ion
logam. Pada pH yang rendah, proses adsorpsi ion logam juga semakin rendah atau lambat. Hal ini dikarenakan pada kondisi asam, gugus fungsi yang terdapat pada
adsorban terprotonasi sehingga terjadi pengikatan ion hidrogen H
+
dan ion hidronium [20]. Sementara itu ion-ion logam dalam larutan sebelum teradsorpsi oleh adsorban
terlebih dahulu mengalami hidrolisis dan menghasilkan proton [23]. Dalam kondisi pH rendah 7 permukaan adsorban akan bermuatan positif
sehingga mengalami tolakan antara pemukaan adsorban dengan ion logam akibatnya proses adsorpsi menjadi lambat dan rendah. Sementara itu pada pH tinggi 7, maka
proses adsorpsi relatif tinggi, hal ini dikarenakan komplek hidrokso logam MOH
+
yang akan terbentuk di dalam larutan lebih banyak, demikian juga permukaan adsorban akan
bermuatan negatif sehingga melepaskan proton sehingga melalui gaya elektrostatik akan terjadi tarik menarik yang menyebabkan peningkatan adsorpsi [24].
2.4 Mekanisme Adsorpsi
Proses adsorpsi molekul adsorbat dari fasa cair ke permukaan adsorben melibatkan tahapan sebagai berikut:
∑ Transfer massa molekul adsorbat ke seluruh lapisan batas eksternal dari partikel padat.
∑ Transportasi molekul adsorbat dari permukaan partikel ke dalam bagian aktif dengan difusi dalam pori berisi cairan dan berpindah keseluruh permukaan padat
dari pori-pori. ∑ Adsorpsi molekul terlarut pada bagian aktif pada permukaan bagian dalam dari pori-
pori. ∑ Setelah molekul terserap, dapat berpindah ke permukaan pori melalui difusi
permukaan [25].
Universitas Sumatera Utara
14
2.5 Kinetika Adsorpsi
Jumlah adsorbat yang diserap dalam mgg pada waktu t dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
[24] Dimana C
o
dan C
t
masing-masing adalah konsentrasi adsorbat mula-mula dan pada waktu t tertentu dalam mgL. V adalah volume larutan adsorbat dalam ml dan m
adalah massa adsorben dalam mg .
2.6 Pasir
Partikel pasir dibentuk dari pecahan kristal magma beku dan batuan metamorf atau dari batu pasir yang sudah ada. Berdasarkan kandungan mineralnya, pasir umumnya
terdiri dari kuarsa, Feldspar, Mika dan kapur kalsit, dolomit dll. Klasifikasi dari mineral partikel dapat disebut pasir berdasarkan ukurannya. Menurut skema klasifikasi
United States Department of Agriculture USDA, partikel pasir berada pada rentang diameter antara 0,05-2.0 mm. Dengan demikian, bahan mineral yang disebut pasir dapat
bervariasi tergantung pada skema klasifikasi yang digunakan [25]. Juga ada, subkategori partikel pasir terutama untuk skema USDA, yaitu pasir
sangat halus berkisar 0,05-0,1 mm, pasir halus berkisar dari 0,1-0.25 mm, pasir sedang medium berkisar 0.25-0.5 mm, pasir kasar berkisar dari 0,5-1,0 mm, dan pasir sangat
kasar berkisar 1.0-2,0 mm. Untuk memahami tentang tren adsorpsi logam dengan menggunakan pasir, pertimbangan hubungan antara jenis ion logam yang akan diserap
dengan silika dan feldspar komponen pasir akan sangat membantu. Silika SiO
2
memiliki struktur yang terdiri dari tiga rangkaian dimensi tetrahedron yang tidak terbatas. Setiap atom silikon membentuk empat ikatan tunggal dengan empat atom
oksigen yang terletak di empat penjuru tetrahedron [26]. Terdapat dua jenis interaksi dalam adsopsi logam dengan pasir, inner-sphere dan
outer-sphere . Jenis outer-sphere adalah interaksi antara ion logam dan permukaan pasir yang melibatkan fasa cair. Jenis inner-sphere adalah interaksi antara ion logam dan grup
Universitas Sumatera Utara
15 fungsional pada permukaan, yang tidak melibatkan fase atau air cair molekul antara ion
dan permukaan . Pasir alam mungkin memiliki pori makro dan mesopori, dan porositas sebagian besar dipengaruhi oleh ukuran partikel, bentuk biji-bijian, dan bentuk batuan
[5]. Porositas dapat diklasifikasikan menjadi porositas antar-partikel dan porositas
intraparticle. Pori-pori menyebabkan tidak hanya luas permukaan yang besar, tetapi juga tingginya selektivitas adsorpsi [5]. Interaksi antara ion logam dan permukaan pasir akan
mempengaruhi karakteristik desorpsi ion logam dalam proses remediasi [5]. Pasir
dengan ion logam teradsorpsi disusun oleh proses adsorpsi dan kemudian dikeringkan untuk memungkinkan ion logam untuk berinteraksi dengan permukaan pasir terutama
melalui interaksi inner-sphere. Permukaan kelompok fungsional dari silikat memainkan peran penting dalam
proses adsorpsi. Pada bagian ini atom oksigen terikat pada lapisan silika tetrahedral dan kelompok hidroksil berkaitan pada tepi tiap unit dari struktur silikat. Kelompok
fungsional ini menyediakan bagian permukaan untuk penyerapan logam transisi dan logam berat
secara kimiawi. Permukaan kelompok fungsional ini dapat direpresentasikan sebagai berikut:
[12]. Dimana S merupakan atom pusat Si atau Al pada penyerapan yang dilakukan
oleh permukaan silikat. Permukaan kelompok hidroksil berdisosiasi dalam air dan berfungsi sebagai
basa Lewis terhadap
kation logam M
n+
. Seperti bagian terdeprotonasinya satu atau mungkin dua yang membentuk senyawa kompleks dengan
ion logam berat sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
16
2.7 Surfaktan
