Laporan Praktikum Kimia Adsorbsi Larutan

Laporan Praktikum Kimia

Adsorbsi Larutan oleh Zat Padat
Yuliatin*, Nadhira Izzatur Silmi, Pretty Septiana, Vera Nurchabibah, Kitiyah Yuni
Fatmawardi, Teguh Andi Aditya Maryadi, Ilham Al Bustomi
Kelompok X, Kelas AB, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Jl.
Veteran 65145, Indonesia
ABSTRAK: Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu
terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik
atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap kedalam. Peristiwa
adsorpsi dipengaruhi oleh luas permukaan, sifat fisik dan sifat kimia adsorben.
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan luas permukaan spesifik secara
sederhana berdasarkan bilangan iodin, mempelajari sifat adsorpsi larutan oleh zat
padat dan menentukan persamaan adsorpsi pada suhu tetap.
Penentuan iodin dilakukan dengan menentukan luas permukaan dari karbon yang
didapatkan dari angka iodin berdasarkan dari hasil titrasi. Daya adsorpsi didapatkan
dari hubungan antara jumlah asam asetat yang terabsopsi terhadap konsentrasi sisa.
Hal ini diketahui dari hasil titrasi.
ABSTRACT : Adsorption is a process of absorption by certain solids to certain
substances that occur on solid surfaces because of their attractive force of atoms or
molecules on solid surfaces without seep into. Events adsorption is influenced by the

surface area, the nature of the physical and chemical properties of the adsorbent. This
experiment was conducted to determine the specific surface area is simply based on
iodine, studying the adsorption properties by solid solution and determine the equation
of adsorption at a constant temperature.
Iodine determination is done by determining the surface area of the carbon
obtained from iodine number is based on the results of the titration. Adsorption capacity
is obtained from the relationship between the amount of acetic acid adsorbed to the
residual concentration. It is known from the results of titrations.

I. PENDAHULUAN
Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu terhadap zat tertentu
yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada
permukaan zat padat tanpa meresap kedalam. Bila gas atau uap bersentuhan dengan
permukaan padatan yang bersih, maka gas atau uap tadi akan teradsorpsi pada permukaan
padatan tersebut. Permukaan padatan disebut sebagai adsorben, sedangkan gas atau uap
disebut sebagai adsorbat [1].
Dibawah kondisi normal, permukaan dari sebuah padatan tertutupi oleh suatu zat yang
berkecenderungan untuk menyerap (seperti karbon,hidrokarbon,sulfur, dan air ) yang
utamanya berasal dari gas atmosphere. Suatu padatan, menyerap gas pada awalnya
membutuhkan permukaan padatan yang bersih. Untuk menghasilkan permukaan yang bersih,

salah satu cara yaitu pemanasan padatan yang kuat menggunakan vacuum.prosedur tersebut
disebut outgassing. Meskipun dengan pemanasan tidak semua kontaminan dapat terserap.
Cara yang lebih baik adalah menguapkan padatan pada vacuum dan mengkondensasikannya
seperti lapisan tipis pada permukaan sebuah padatan [2].
Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

1

Laporan Praktikum Kimia

Adsorpsi biasanya digambarkan melalui isoterm , yaitu, fungsi yang
menghubungkan jumlah adsorbat pada adsorben . Distribusi logam ion antara fase cair dan
fase padat dapat dijelaskan oleh beberapa model isoterm seperti Langmuir dan Freundlich .
Langmuir isoterm mengasumsikan adsorpsi monolayer ke permukaan yang mengandung
jumlah terbatas.Situasi 𝑛 > 1 adalah yang paling umum dan mungkin karena distribusi pada
permukaan atau faktor yang menyebabkan penurunan interaksi adsorben-absorbat dengan
meningkatkan densitas permukaan [3].
Pengaruh konsentrasi suatu zat yang dapat diabsorbsi oleh absorben dinyatakan oleh
[4] :
a. Persamaan Freundlich

Untuk menghitung daya absorbsi pada suhu tertentu digunakan persamaaan
v= k Pa (1.1)
dimana k dan a adalah konstanta dengan (1< a < 0). Persamaan 1.1 dapat dinyatakan
log v = log k + a log P
Persamaan Freundlich tidak valid pada tekanan yang sangat tinggi tetapi sangat akurat pada
tekanan yang medium. Persamaan Freundlich di sering gunakan pada absorbsi larutan dari zat
cair maupun zat padat. Dalam persamaan tersebut P adalah konsentrasi dari zat sehingga
dapat diganti C. Sedangkan v sendiri merupakam massa zat yang diapsorbsi (x) dibagi massa
absorben (m). Sedangkan a sendiri adalah 1/n. Sehingga didapatkan persamaan [4]:
log ) = log k + log C
intersep dan slope didapatkan dari memplotkan log v dengan log P .sehingga nilai k dan n
dapat dihitung.
b. Persamaan Langmuir
Pada isoterm ini secara teoritis menganggap bahwa hanya sebuah monolayer gas yang
teradsorbsi, selain itu adsorpsi molekul zat terlarut terlokalisasi, yaitu sekali adsorpsi,
molekul-molekul ini tidak dapat bergerak disekeliling permukaaan padatan. Selain pernyataan
di atas isoterm ini juga mengasumsikan bahwa panas adsorbsi, Δ𝐻𝐻 adsorpsi, tidak
bergantung pada luas permukaan yang ditutupi gas [1].
= +
C

Dimana :
C = konsentrasi zat terlarut pada saat kesetimbangan
q = masa zat terlarut diadsorpsi per masa adsorben
𝐾= Konstanta adsorpsi yang didapat dari percobaan (intersept)
qo = daya adsorpsi maksimum
Luas permukaan zat padat dapat diperkirakan dengan menggunakan satandart tertentu
tergantung sejauhmana proses adsorbsi berlangsung. Makna angka standart tertentu adalah
jumlah milligram ion chrom dalam larutan yang mampu diserap oleh sejumlah miligram
zeolit. Dengan demikian angka standar tertentu dapat dipandang sebagaikapasitas monolayer
yang dapat digunakan untuk memperkirakan luas permukaan spesifik zeolit. Luas permukaan
spesifik zeolit dapat dihitung dengan persamaan [5]:
S = ( Xm / M ) .N.Am . 10-20
dimana:
S
= luas permukaan spesifik (m2/gram)
Xm
= kapasitas monolayer per gram adsorben
M
= massa molekul relatif adsorben (gram/mol)
N

= bilangan Avogadro
Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

2

Kimia
Am Laporan
= luas Praktikum
yang tertutupi
satu molekul adsorben pada lapisan monolayer sempurna

Dari persamaan tersebut diatas maka dapat diketahui bahwa pada proses adsorbsi jumlah zat
yang dapat diserap oleh adsorben mempunyai perbandingan tertentu tergantung pada sifat zat
yang diserap, jenis adsorben dan suhu adsorbsi. Semakin besar konsentrasi larutan, semakin
banyak jumlah zat terlarut yang dapat diadsorbsi sehingga tercapai keseimbangan tertentu,
dimana laju zat yang diserap sama dengan zat yang dilepas dari adsorben pada suhu tertentu
[5].

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

3

Laporan Praktikum Kimia

II. METODOLOGI
II.1. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah 12 buah erlenmeyer 250 mL, 4 buah gelas kimia 250 mL, 2
buah buret 50 mL, 2 buah pipet volume 5 mL, 2 buah pipet volume 10 mL, 1 buah pipet ukur
5 mL, 1 buah pipet ukur 10 mL, 1 buah hot plate, 1 buah shaker, 4 buah corong gelas, dan
kertas saring.
Bahan yang digunakan adalah karbon aktif, larutan HCl 5%, larutan Iodine 0,05 M,
larutan natrium tiosulfat, larutan amilum, larutan asam asetat, larutan standar NaOH 0,25 M
dan indicator phenolphthalein (PP).
II.2. Prosedur kerja
1.2.1 Penentuan Bilangan Iodin
Ditimbang 0,2 gram karbon aktif, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL, ditambah 5
mL HCl 0,05% kemudian ditutup dengan alumunium foil, dikocok selama 1 menit.
Ditambahkan 15 mL larutan Iodine 0,05 M ditutup dan dikocok selama satu menit dan
disaring. Setelah itu diambil filtrat sebanyak 5 mL kemudian dititrasi dengan larutan natrium
tiosulfat sampai warna kekuningan lalu ditambahkan larutan amilum 1% 3 tetes dan

dilanjutkan titrasi sampai tidak berwarna. Volume larutan peniter dicatat untuk menghitung
massa iodin sisa.
Dimasukkan 5 mL HCl 0,05 % ke dalam Erlenmeyer 250 mL. Ditambahkan 15 mL
larutan Iodine 0,05 M ditutup dan dikocok selama satu menit. Setelah itu diambil larutan
sebanyak 5 mL kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat sampai warna kekuningan
lalu ditambahkan larutan amilum 1% 3 tetes dan dilanjutkan titrasi sampai tidak berwarna.
Volume larutan peniter dicatat untuk menghitung massa iodin awal.

1.2.2 Penentuan Daya Adsorpsi
Disiapkan larutan asam asetat masing-masing dengan konsentrasi ; 1,0 M ; 0,8 M ; 0,6 M
; 0,4 M ; 0,2 M ; 0,1 M. Diambil 5 mL untuk larutan asam asetat 0,6-1,0 M dimasukkan
kedalam Erlenmeyer 250 mL, dititrasi dengan NaOH 0,25 M dan 10 mL untuk konsentrasi
0,1-0,4 M. Dicatat hasil titrasi sebagai konsentrasi asam asetat mula-mula. Diambil setiap
larutan sebanyak 25 mL masing-masing ditambahnkan 1 g karbon aktif , kocok , tutup dan
diamkan selama 1 jam. Setelah 1 jam , masing-masing disaring dengan kertas saring, diambil
filtrat diambil 5 mL untuk larutan asam asetat 0,6-1,0 M dan 10 mL untuk konsentrasi 0,1-0,4
M dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250 mL . Dititrasi dengan larutan NaOH 0,25 M
menggunakan indicator PP sehingga konsentrasi asam asetat sisa yang ada dalam larutan
dapat diketahui. Asam asetat diadsorpsi dapat dihitung.

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

4

Laporan Praktikum Kimia

III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data Hasil Percobaan
3.1.1. Penentuan Iodine
a. Titrasi dengan Karbon
V1
= 0.4 mL
V2
= 0.4 mL
Vrata-rata = 0.4 mL
b. Titrasi tanpa Karbon
V1
= 3.7 mL
V2
= 4 mL

Vrata-rata = 3.85 mL
3.1.2. Penentuan Daya Adsorpsi
a. Titrasi dengan karbon
Konsentrasi (M)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0

Volume NaOH (mL)
3.5
6.6
8.8
10.8
13.1
16.5

b. Titrasi tanpa Karbon

Konsentrasi (M)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0

Volume NaOH (mL)
5.5
8.7
11.2
13.6
16.4
18.1

3.2 Perhitungan
a. Penentuan massa iodin (dengan karbon)
N1V1
= N2V2

a1 M1V1
= a2 M2V2
1 x M1 x 5 mL = 2 x 0.05M x 0.4 mL
M1
= 0.008 M
Massa Iodin : Berat molekul iodin = 0.008 M
Massa iodin
= 0.008 x 253.808
= 2.030 mg/ml
Massa iodin
= 15 x 2.030 mg
dalam 15 mL
= 30.45 mg
b. Penentuan Massa Iodin (tanpa karbon)
N1V1
= N2V2
a1 M1V1
= a2 M2V2
1 x M1 x 5 mL = 2 x 0.05M x 3.85 mL
Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

5

Laporan
Praktikum Kimia
M
= 0.077 M
1

Massa Iodin : Berat molekul iodin = 0.077 M
Massa iodin
= 0.077 x 253.808
= 19.543 mg/ml
Massa iodin
= 15 x 19.543 mg
dalam 15 mL
= 293.145 mg
c. Penentuan Angka Iodin
In
= [ (massa iodin awal – massa iodin akhir) : Massa karbon aktif ] x F
= [ (293.145 mg – 30.45 mg) : 200 mg ] x 1.04
= 1.366
d. Luas Permukaan
S
= (In x N x Am) : berat molekul iodin
= (1.366 x 6.023 x 1023 x 23 x 10-20) : 253.808
= 745.5 m2/g
e. Pengenceran Asam Asetat
M1V1
= M2V2
M1
= (1 M x 100 mL) : 1 M
= 100 Ml
M1V1
M1

= M2V2
= (0,8 M x 100 mL) : 1 M
= 80 mL

M1V1
M1

= M2V2
= (0,6 M x 100 mL) : 1 M
= 60 mL

M1V1
M1

= M2V2
= (0,4 M x 100 mL) : 1 M
= 40 mL

M1V1
M1

= M2V2
= (0,2 M x 100 mL) : 1 M
= 20 mL

M1V1
M1

= M2V2
= (0,1 M x 100 mL) : 1 M
= 10 mL

Berdasarkan data hasil percobaan untuk menentukan luas permukaan berdasarkan
bilangan iodine, didapatkan hasil 745.5 m2/g. Sedangkan secara teoritis, luas permukaan
adsorben yaitu sebesar 300-3500 m2/g [6]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan
yang dilakukan berhasil.
Berdasarkan data hasil percobaan untuk menentukan daya adsorbsi, didapatkan
volume titrasi akhir (menggunakan karbon) lebih kecil dari volume titrasi awal (tanpa
karbon). Hal ini disebabkan karena adanya daya adsorbsi dari karbon aktif yang mengikat
asam asetat. Sehingga asam asetat yang bereaksi dengan NaOH lebih sedikit. Menyebabkan
volume NaOH untuk mentitrasi menjadi lebih sedikit. Dalam hal ini, konsetrasi
mempengaruhi banyaknya volume NaOH yang digunakan. Semakin bessar konsentrasi
Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

6

Laporan
Praktikum
Kimia
larutan
maka semakin
banyak
jumlah zat terlarutnya yang dapat diadsorbsi hingga tercapai
kesetimbangan tertentu.
Karbon digunakan sebagai adsorben karena berbentuk amorf dengan luas permukaan
yang besar dan daya serapnya tinggi. Luas permukaan merupakan sifat fisis yang paling
penting dari karbon berpori, sehingga memungkinkan dijadikan bahan adsorben.
Asam asetat akan berubah warna dari tidak berwarna menjadi pink keunguan. Hal ini
disebabkan karena indikator PP pada pH asam akan menjadi tidak berwarna. Karena adanya
penambahan NaOH, menyebabkan pH larutan menjadi semakin basa. Hal ini mengubah asam
asetat tidak berwarna menjadi pink keunguan.
Iodine berwarna coklat kekuningan. Akan tetapi, setelah di titrasi menggunakan
natrium tiosulfat, warna iodine sedikit memudar. Kemudian ditambahkan dengan amilum,
iodine berubah warna menjadi biru tua pekat. Setelah itu, dititrasi kembali dengan natrium
tiosulfat. Iodine berubah menjadi tidak berwarna. Hal ini disebabkan karena iodine telah
menutupi seluruh permukaan karbon secara sempurna dengan ketebalan sebesar satu molekul.
Dengan demikian, dapat diperkirakan luas permukaan spesifik dari karbon aktif
Grafik isoterm adsorbsi Freundlich diperoleh nilai n sebesar 2.177 dan nilai k
sebesar 2.397. Pada grafik Langmuir, diperoleh nilai a sebesar 2.63 dan nilai b sebesar 6.98.
Pada grafik Freundlich diperoleh nilai R2 0.316. Sedangkan pada grafik Langmuir nilai R2
sebesar 0.6397 . hal ini menunjukkan bahwa grafik dari hasil percobaan tidak linier. Hal ini
dapat disebabkan karena adanya kesalahan dalam pembacaan skala pada buret titrasi,
kesalahan dalam pengocokan campuran larutan dan adsorben, kesalahan dalam pengenceran
maupun titrasi.

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

7

Laporan Praktikum Kimia

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

8

Laporan
Praktikum Kimia
IV.
KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan adsorbsi larutan oleh zat padat dapat ditentukan luas
permukaan karbon berdasarkan angka iodine. Angka iodine sebesar 1.366, sehingga
dapat ditentukan luas permukaannya sebesar 745.5 m2/g. Sifat adsorbsi yang diketahui
dari percobaan tersebut yaitu karbon sebagai zat padat berbentuk amorf dengan luas
permukaan yang besar dan daya serapnya tinggi. Luas permukaan merupakan sifat fisis
yang paling penting dari karbon berpori, sehingga memungkinkan dijadikan bahan
adsorben. Persamaan adsorbsi pada temperatur tetap ditentukan dari persamaan
Freundlich yang didapatkan dari kurva hubungan antara log (x/m) terhadap log C.

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

9

Laporan
Praktikum
Kimia
V.
DAFTAR
PUSTAKA

[1] Bird, T. 2007. Kimia Fisik untuk Universitas. Jakarta : Gramedia.
[2] Levine,Ira N. 2009 . Physical Chemistry Sixth Edition.New York. MC Graw Hill
Companies.
[3] Desta, Mulu Berhe.2013. Langmuir and Freundlich Isotherm Studies for the Adsorption
of Textile Metal Ions onto Teff Straw(Eragrostis tef ) Agricultural Waste. Journal of
Thermodynamics. Ethiophia : Hindawi Publishing Corporation.
[4] Handayani, Murni dan Eko Sulistiyono.2009. Uji Persamaan Langmuir dan Freundlich
Pada Penyerapan Limbah Chrom (VI) Oleh Zeloit. Prosiding Seminar Nasional
Sains dan Teknologi Nuklir.Bandung: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI.
[5] Monk,Paul. 2004 . Physical Chemistry Understanding Our Chemical World. London.John
Wiley & Sons Ltd.
[6] Turmuzi,Muhammad, Arion, Syaputra, 2015, Pengaruh Suhu dalam Pembuatan Karbon
Aktif dari Kulit Salak (Salacca edulis)dengan Impregnasi Asam Fosfat (H3PO4),
Jurnal Teknik Kimia USU, No 1, Vol 4, hal 42-46

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

1
0