di sini sebagai dasar untuk pemilihan adsorben dan analisis proses adsorpsi yang terjadi. Pada kenyataannya, materi yang disajikan di sini hanyalah berupa
gambaran, karena untuk memahami dampaknya memerlukan pemahaman yang cukup mendalam tentang bidang adsorpsi.
2.5.1 Pengukuran Kapasitas Adsorpsi
Adsorpsi multi logam biner sangat penting dilakukan, karena karakteristik suatu logam dalam single solution berbeda dengan binary
solution. Dalam beberapa kasus, kandungan logam berat dalam suatu limbah lebih kompleks dan ditemukan lebih dari satu jenis logam berat [
5
]. Model larutan biner sangat mirip dengan sistem pada limbah sehingga penelitian ini
sangat berpotensi untuk dikembangkan bahkan diaplikasikan dalam teknologi pengolahan limbah.
Untuk sistem biner, larutan disediakan dalam pH dan perbandingan konsentrasi tertentu dengan suhu yang dijaga konstan. Jumlah logam
teradsorpsi per satuan massa adsorben pada kesetimbangan Persaman 2.1, Jumlah logam teradsorpsi per satuan massa adsorben pada waktu t
Persamaan 2.2, dan persentasi penghapusan pada waktu t Persamaan 2.3, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini :
=
− �
2.1 [
5
,10,15,17, 23,24]
�
=
− �
2.2 [
5
,10] � =
− .
2.3 [
5
,10,23] Keterangan:
q
e
= massa logam teradsorpsi pada kesetimbangan mgg
q
e
= massa logam teradsorpsi pada waktu t mgg
R = Persentasi penghapusan logam C
= konsentrasi logam awal mgL
C
t
= konsentrasi pada waktu t mgL
Universitas Sumatera Utara
C
e
= konsentrasi kesetimbangan mgL
V = volume larutan
L m
ads
= massa adsorben g
Persamaan-persamaan ini mengasumsikan bahwa perubahan volume fase cair massal diabaikan karena konsentrasi zat terlarut kecil dan volume yang
ditempati oleh adsorben juga kecil. Jumlah logam berat teradsorpsi pada sampel dihitung dengan menggunakan kurva kalibrasi yang ditentukan
sebelumnya berdasarkan hasil eksperimen.
2.5.2 Kesetimbangan Isotermal Adsorpsi
Kesetimbangan isotermal adsorpsi adalah salah satu data penting untuk memahami mekanisme adsorpsi dan menggambarkan bagaimana adsorbat
dapat berinteraksi dengan adsorben sehingga sangat penting pengoptimalan penggunaan adsorben [17]. Untuk mengoptimalkan desain sistem adsorpsi,
sangat penting untuk menetapkan hubungan yang paling sesuai dalam kurva keseimbangan [25]. Untuk mendapatkan isotermal adsorpsi, pengaruh
konsentrasi pada kapasitas adsorpsi ion logam dari suatu adsorben, dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi awal larutan ion logam [10]. Beberapa
persamaan isotermal yang tersedia untuk menganalisis data eksperimen adalah Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich.
Data adsorpsi logam berat dalam kesetimbangan yang diperoleh secara eksperimental yang diterapkan dalam persamaan isotermal Langmuir,
Freundlich, Langmuir-Freundlich merupakan model isotermal adsorpsi untuk adsorpsi fasa cair [17]. Model adsorpsi ini memberikan representasi
dari kesetimbangan adsorpsi antara adsorbat dalam larutan dan permukaan aktif adsorben.
Isotermal Langmuir yang berlaku untuk lapisan adsorpsi monomolekular dapat diterapkan untuk mendapatkan kapasitas adsorpsi maksimum. Isotermal
Langmuir mengasumsikan bahwa pertukaran ion maksimum tergantung pada tingkat kejenuhan satu lapisan molekul adsorbat pada permukaan adsorben,
bahwa energi pertukaran ion adalah konstan, dan bahwa tidak ada transmigrasi molekul adsorbat pada bidang permukaan[25]. Bentuk linear
Universitas Sumatera Utara
dari isotermal Langmuir dapat dilihat pada Persamaan 2.4. Sedangkan model Freundlich
awalnya diusulkan
sebagai persamaan
empiris untuk
menggambarkan data pada adsorben heterogen yaitu melalui mekanisme adsorpsi multi lapisan, seperti karbon aktif Persamaan 2.5 [10,25].
Persamaan Langmuir, Freundlich dan Langmuir-Freundlich isotermal adsorpsi secara berurutan dapat dinyatakan sebagai berikut:
=
� �
�
+�
�
2.4 [10,17,25]
= �
�
�
⁄
2.5 [10,13,17,25]
=
� �
� ⁄
+�
� ⁄
2.6 [17]
Dimana q
e
mgg adalah jumlah keseimbangan spesifik adsorbat, C
e
mgL adalah konsentrasi kesetimbangan adsorbat, q
m
mgg adalah kapasitas adsorpsi maksimal dan K K
L
dan K
F
Lmg dan n adalah konstanta empiris yang menunjukkan tingkat adsorpsi dan efektivitas adsorpsi
masing-masing. Konstanta n memberikan gambaran tentang kelas heterogenitas dalam distribusi pusat energi dan berhubungan dengan besarnya
kekuatan pendorong adsorpsi. Oleh karena itu, nilai n tinggi menunjukkan permukaan adsorben relatif seragam, sedangkan nilai n yang rendah
menunjukkan adsorpsi tinggi pada larutan berkonsentrasi rendah. Selain itu, nilai n rendah menunjukkan adanya bagian yang besar dari situs aktif
permukaan berenergi tinggi [17]. Namun berbeda untuk larutan biner. Bentuk persamaannya akan berubah
karena pada biner terdapat beberapa logam yang akan mempengaruhi kesetimbangan adsorpsinya. Sehingga Persamaan 2.4 di atas dapat diturunkan
sebagai berikut:
,�
=
�
,
�
�, ,
+�
�, ,
+�
�, ,
2.7 [13]
Universitas Sumatera Utara
Dimana a dan b adalah jenis logam yang digunakan dalam larutan. Persamaan 2.7 di atas dapat juga dianalogikan dengan Persamaan 2.6, karena
Persamaan 2.6 digunakan untuk mono-sistem sehingga harus disesuaikan dengan sistem biner.
2.5.3 Kinetika Adsorpsi
