2.7 Kemampuan Kitosan Untuk Menyerap Logam
Kemampuan kitosan untuk mengikat logam dengan cara pengkhelat adalah dihubungkan dengan kadar nitrogen yang tinggi pada rantai polimernya. Kitosan
mempunyai satu kumpulan amino linier bagi setiap unit glukosa. Kumpulan amino ini mempunyai sepasang elektron yang dapat berkoordinat atau membentuk ikatan –
ikatan aktif dengan kation – kation logam. Unsur nitrogen pada setiap monomer kitosan dikatakan sebagai gugus yang aktif berkoordinat dengan kation logam
Hutahahean, 2001. Interaksi kitosan dengan ion logam terjadi karena proses pengkompleksan
dimana penukaran ion, penyerapan dan pengkhelatan terjadi selama proses berlangsung. Ketiga proses tersebut tergantung dari ion logam masing – masing
seperti penukaran ion logam masing – masing seperti penukaran ion pada logam Ca. Kitosan menunjukkan affinitas yang tinggi pada logam transisi golongan 3, begitu
pula pada logam yang bukan golongan alkali dengan konsentrasi rendah Muzzarelli, 1973.
Menurut Mc Kay 1987, kitosan mempunyai kemampuan untuk mengikat logam dan membentuk kompleks kitosan dengan logam. Contoh mekanismenya
adalah sebagai berikut : 2R-NH
3 +
+ Cu
2+
+ 2Cl
-
RNH
2
CuCl
2
Pengaruh pH yang rendah akan mengurangi penyerapan ion logam kedalam kitosan karena bersaing dengan ion H
+
untuk menyerap gugus amino bebas.
Meriatna : Penggunaan Membran Kitosan Untuk Menurunkan Kadar Logam Krom Cr dan Nikel Ni Dalam..., 2008 USU e-Repository © 2008
2.8 Adsorpsi
Adsorpsi adalah proses akumulasi substansi dipermukaan antara dua fasa yang terjadi secara fisika dan atau kimia, atau proses terserapnya molekul-molekul pada
permukaan eksternal atau internal suatu padatan. Akumulasi yang terjadi dapat berlangsung pada proses cair-cair, cair-padat dan padat-padat. Sedangkan komponen-
komponen yang diserap disebut adsorbat contoh bahan yang bisa digunakan sebagai adsorbat antara lain : aluminium, karbon aktif, silika gel, dan lain-lain
Mc. Cabe, 1999 Adsorpsi yang terjadi karena adanya gaya tarik dari permukaan adsorban dan
energi kinetik molekul adsorbat, dapat berupa adsorpsi fisika, adsorpsi kimia dan adsorpsi isoterm. Pada adsorpsi fisika terjadi gaya van der Waals antara molekul
adsorbat dan adsorban untuk berikatan. Hal ini terjadi akibat perbedaan energi gaya tarik elektrostatik oleh karena itu adsorpsi fisika merupakan reaksi reversibel.
Sedangkan adsorpsi kimia adalah merupakan interaksi antara elektron-elektron pada permukaan adsorben dengan molekul-molekul adsorbat membentuk ikatan yang lebih
kuat dibandingkan dengan adsorpsi fisika dan proses ini merupakan irreversibel Bernasconi, 1995
Proses adsorpsi berlangsung dalam tiga tahap yaitu : pergerakan molekul- molekul adsorbat menuju permukaan adsorben, penyebaran molekul-molekul
adsorbat kedalam rongga-rongga adsorben dan penarikan molekul-molekul adsorbat oleh permukaan aktif membentuk ikatan yang berlangsung sangat cepat Sorpsi
Metcalf and Eddy, 1979.
Meriatna : Penggunaan Membran Kitosan Untuk Menurunkan Kadar Logam Krom Cr dan Nikel Ni Dalam..., 2008 USU e-Repository © 2008
Pada adsosrpi di dalam permukaan tetap konsentrasi fase fluida dan fase zat padat berubah menutut waktu dan menurut posisinya di dalam permukaan. Kinetika
adsorpsi dapat dianggap sebagai laju reaksi yang merupakan perbedaan waktu. Pengambilan logam q adalah adsorben dihitung dengan menggunakan persamaan :
W Cf
Ci V
q 1000
− =
.............................................. 2.1
dimana : V = Volume larutan ml Ci
= Konsentrasi
awal logam
mgl Cf = Konsentrasi akhir logam mgl
W =
Berat adsorben
g q = Banyaknya logam yang teradsorpsi dalam adsorben mgl
Model isoterm
Langmuir diterapkan
dengan asumsi bahwa seluruh permukaan adsorben mempunyai afinitas yang relatif sama atau perbeda yang tidak signifikan
terhadap logam. Persamaanya dalam bentuk umum adalah :
bCf bCf
q q
+ =
1
max
.............................................. 2.2 dimana:
q = jumlah adsorbat per unit berat adsorben g
Cf = konsentrasi kesetimbangan adsorbat dalam larutan mgl
q
max
= konstanta kapasitas adsorsi langmui mgl b
= konstanta
energi adsorpsi
langmuir Persamaan diatas dapat dituliskan dalam bentuk persamaan linier sebagai berikut :
Cfq = 1q
max
b + Cfq
max
....................... 2.3
Meriatna : Penggunaan Membran Kitosan Untuk Menurunkan Kadar Logam Krom Cr dan Nikel Ni Dalam..., 2008 USU e-Repository © 2008
Dengan memplotkan harga Cf terhadap Cfq sehingga dapat ditentukan nilai konstata q
max
dan b untuk setiap kondisi percobaan. Dalam persamaan isoterm Freundlich adsorpsi terjadi pada lebih dari satu
lapisan tunggal dengan permukaan yang homogen sehingga ikatan di masing-masing tempat pelekatan berbeda. Persamaan empiris untuk isoterm Freundlich dapat ditulis
dalam bentuk : xm
= K
f
C
f 1n
....................................................
2.4 dimana :
xm = Jumlah adsorbat yang teradsorpsi per unit berat adsorben mgL. Cf = Konsentrasi kesetimbangan adsorbat dalam larutan setelah adsorpsi
berlangsungmgL. Kf,n = Konstanta empiris
Konstanta dalam isoterm Freunflich dapat ditentukan dengan memplotkan xm terhadap Cf sehingga dihasilkan persamaan sebagai berikut:
logxm = log K
f
+ 1n log C
f
.................................. 2.5
2.9 Membran
Kategori