71 konsentrasi asam fosfat 20 lebih kuat dalam mengikat ion logam PbII saat di
lakukan pengadukan. Kadar air yang terkandung di dalam karbon aktif juga akan mempengaruhi
kemampuan daya jerap terhadap larutan adsorbat, semakin rendah kadar air yang terdapat didalam karbon aktif akan meningkatkan kemampuan daya jerap karbon
aktif [40]. Rendahnya kadar air menunjukkan sedikitnya kandungan air yang menutupi pori-pori karbon aktif sehingga semakin banyak ruang yang ditempati
oleh adsorbat sehingga adsorpsi akan berlangsung secara optimal [46]. Karbon aktif yang diaktivasi dengan asam fosfat 20 ternyata memberikan
kadar air yang paling rendah, setelah dilakukan penjerapan terhadap larutan PbII dihasilkan daya jerap yang memiliki kemampuan yang paling baik dengan nilai
persentaase daya jerap mencapai 74 .
4.4 PENGARUH BERAT KARBON AKTIF TERHADAP ADSORPSI PbII
Dalam penelitian ini, diaplikasikan karbon aktif yang telah diaktivasi dengan variasi berat karbon aktif 1, 2, 3 dan 4 gram ke dalam larutan PbII 100
ppm 100 ml. Karbon aktif yang digunakan adalah karbon aktif dengan konsentrasi aktivator asam fosfat yang menghasilkan daya serap paling tinggi yaitu karbon
aktif dengan konsentrasi aktivator asam fosfat 20. Penjerapan logam PbII dilakukan pada suhu ruangan selama 3 jam pada suhu ruangan. Banyaknya PbII
yang terjerap dapat dilihat pada Gambar 4.7
Universitas Sumatera Utara
72 Gambar 4.7 Grafik pengaruh berat karbon aktif terhadap daya adsorpsi
PbII Dari data gambar 4.7 terlihat bahwa semakin bertambah berat karbon aktif
yang digunakan, maka nilai kapasitas adsorpsinya terhadap logam PbII semakin tinggi. Pada grafik diatas daya serap karbon aktif terbesar adalah pada jumlah
karbon aktif 3 dan 4 gram sebesar 74 dan 75. Penambahan berat adsorben mempengaruhi peningkatan kadar PbII yang
teradsorpsi. Peningkatan kadar PbII yang teradsorpsi terjadi karena semakin banyak adsorben yang digunakan, semakin banyak pula situs aktif C=O yang
terdapat dalam karbon aktif yang mengadsorpsi logam PbII [47]. 20
40 60
80
1 2
3 4
D ay
a Je
rap
Berat Karbon Aktif gr
Universitas Sumatera Utara
73
4.5 PENENTUAN ADSORPSI
ISOTERM LOGAM
Pb
2+
YANG TERJERAP OLEH KARBON AKTIF
Penentuan model adsorpsi isoterm adalah untuk mengetahui jenis adsorpsi yang terjadi pada karbon aktif. Pada penelitian ini konsentrasi awal larutan timbal
digunakan sebesar 100 ppm. Adsorben yang digunakan adalah adsorben dengan konsentrasi aktivator H
3
PO
4
20 dengan memvariasikan berat karbon aktif 1,2, 3 dan 4 gram.
Dengan menggunakan adsorben yang telah diaktivasi dengan aktivator H
3
PO
4
didapat konsentrasi terjerap pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Data Konsentrasi Larutan Timbal
Berat karbon aktif
gr Konsentrasi Awal
C
1
ppm Konsentrasi Akhir
C
2
ppm Daya Serap
1 60,4
39,6 2
100 32,8
67,2 3
26 74
4 25
75
Perhitungan dilakukan dengan pendekatan model adsorpsi Langmuir dan Freundlich, dimana adsorpsi yang terjadi diasumsikan berlangsung secara isoterm.
Hubungan yang menggambarkan antara adsorpsi dan adsorbat secara teoritis seperti persamaan berikut Geankoplis, 2003:
Persamaan di atas disusun menjadi persamaan garis lurus sebagai berikut :
Atau : ⌊
⌋ [ ] ⌊
⌋ Dengan memplot 1q vs 1C didapat persamaan garis lurus dimana slope garis
tersebut adalah dengan interceptnya adalah
pers...2.3
pers...2.4
Universitas Sumatera Utara
74 Tabel 4.2 adalah data yang digunakan untuk mendapatkan model adsorpsi secara
Langmuir. Tabel 4. 2 Data Perhitungan Untuk Model Adsorpsi Langmuir
1C
2
1q
0,0165 0,2525
0,0304 0,2976
0,0384 0,4054
0,04 0,5333
Sedangkan untuk persamaan adsorpsi dengan model Adsorpsi Freundlich dinyatakan dengan persamaan :
Persamaan diatas disusun menjadi persamaan garis lurus sebagai berikut :
Atau :
Dengan memplot log q vs log C didapat persamaan garis lurus dimana slope garis tersebut adalah n dengan interceptnya adalah log k. Tabel 4.3 adalah
data yang digunakan untuk mendapatkan model adsorpsi secara Freundlich. Grafik untuk masing-masing model adsorpsi isoterm disajikan pada gambar 4.8
dan 4.9 Tabel 4.3 Data Perhitungan Untuk Model Adsorpsi Freundlich
Log C
2
Log q
1,7810 0,5976
1,5158 0,5263
1,4149 0,3921
1,3979 0,2730
pers...2.1
pers...2.2
Universitas Sumatera Utara
75 Berikut adalah grafik Isoterm Langmuir dan Isoterm Freundlich terhadap
logamPb
2+
.
Gambar 4.8 Kurva Adsorpsi Isoterm Langmuir Untuk Logam PbII
Gambar 4.9 Kurva Adsorpsi Isoterm Freundlich Untuk Logam PbII Dari grafik didapat nilai konstanta masing-masing model adsorpsi seperti
yang disajikan dalam tabel 4.4 y = 10,04x + 0,057
R² = 0,741
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,01 0,02
0,03 0,04
0,05
1 q
1c
y = 0,703x - 0,626 R² = 0,745
0,2 0,4
0,6 0,8
0,9 1,8
2,7
Lo g
Q
Log C
Universitas Sumatera Utara
76 Tabel 4.4 Nilai Konstanta Masing-Masing Adsorpsi
Model Konstanta
R
2
Langmuir k = 176,1
0,741 q
m
= 17,54 Freundlich
k = 0,236 0,745
1n = 0,703
Daya jerap adsorpsi adalah peristiwa terjadinya perubahan kepekatan dari molekul, ion atau atom antar permukaan dalam dua fasa. Hal ini terjadi bila dua
fasa saling bertemu, sehingga di antara kedua fasa tersebut terbentuk daerah antar muka yang sifatnya berbeda. Pada kondisi tertentu atom, ion atau molekul dalam
daerah ini mengalami ketidakseimbangan gaya sehingga mampu menarik molekul lain sampai keseimbangan gaya tercapai [48].
Keabsahan kurva adsorpsi isoterm dapat diuji dengan menentukan harga koefisien korelasi R
2
atau uji kelinieran yang menyatakan ukuran kesempurnaan hubungan antara konsentrasi akhir larutan PbII dan konsentrasi terjerap.
Korelasi dinyatakan sempurna jika nilai R
2
mendekati 1. Mekanisme penjerapan adsorbat oleh karbon aktif cangkang buah karet
lebih sesuai dengan isoterm Freundlich dibandingkan dengan isoterm Langmuir. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Sulaiman 2012 bahwa
adsorpsi PbII dengan menggunakan karbon aktif cangkang buah karet mengikui pola isoterm Freundlich. Isotermis Freundlich lebih akurat untuk adsorpsi logam
berat, isoterm Freundlich didasarkan atas terbentuknya lapisan monolayer dari molekul-molekul adsorbat pada permukaan adsorben. Persamaan isoterm
Freundlich menjelaskan bahwa permukaan adsorben bersifat heterogen yang memiliki makna setiap gugus aktif di permukaan adsorben memiliki kemampuan
mengadsorpsi yang berbeda-beda [49].
Universitas Sumatera Utara
77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
