Laporan Praktikum Isoterm Freundlich

ISOTERM FREUNLICH (ISOTERM ADSORBSI FREUNLICH) I.

TUJUAN -

II. II.

Dapat me mempelajari pr proses ad adsorbsi ka karbon ak aktif de dengan la larutan as asam organik. Dapat menen enenttukan besarny rnya tetapa apan Isot soterm absorbsi Freunlic lich.

ALA ALAT DAN DAN BAH BAHAN AN KIMI KIMIA A YANG DIGU DIGUNA NAKA KAN N

Alat-alat yang digunakan : Erlenmeyer 2! ml "orong gelas #elas ukur $!! ml #elas kimia 2! ml %uret ! ml &abu ukur   'ertas saring (ipet ukur $! ml) 2 ml %ola karet *patula (engaduk   'aca arloji %ahan kimia yang digunakan : Asam +ksalat $ , dan Asam Asetat $, &arutan ,a+ !)$ , 'arbon Aktif  

III.

DASAR TEORI

Adsorbsi adalah gejala mengumpulkan molekul-molekul suatu at /gas) air0 pada permukaan at lain /padatan) cair0 akibat adanya kesetimbangan gaya. 1at 1at yang yang meng mengad adso sorb rbsi si diseb disebut ut adso adsorb rben en dan dan at at yang yang terad teradso sorb rbsi si diseb disebut ut adsorbat. Adsorben Adsorben umumnya umumnya adalah padatan sedangkan sedangkan adsorbatnya adsorbatnya umumnya umumnya adalah padatan sedangkan adsorbatnya adalah caiaran atau gas. (roses (roses adsorb adsorbsi si merupa merupakan kan proses proses kesetim kesetimban bangan gan baik baik adsorb adsorbsi si gas maupun cairan. "ontoh proses adsorbsi yang digunakan sehari-hari misalnya :  penyerapan air oleh at pengering) penghilangan 3arna dalam industri industri tekstil.

$.

(engeringan udara 4 pengambilan uap di laboratorium. 2. (enghilangan at 3arna) bau. 5. (enghilangan at 3arna pada pa pabrik gula.

air

dengan

silikgel

Proses adsors! !"! d!#e"$ar%&! o'e& eera#a a*or + $. 'onsentrasi) makin besar konsentrasi adsorbat maka jumlah yang teradsorbsi makin banyak begitu juga luas permukaan kontak. 6akin halus 4 makin besar luas permukaan kontak maka jumlah adsorbsi makin  banyak. 2. 7emperat ratur) mak makiin be besar tem temperat ratur mak makaa ads adsorbi mak makiin ke kecil cil kar karena  proses adsorbsi merupakan proses yang isotermal. 5. *ifat adsorben dan adsorbat. (roses adsorbsi dibagi menjadi 2 bagian : a. (roses ad adsorbsi ki kimia) ya yaitu pr proses ad adsorbsi ya yang di disertai de dengan reaksi reaksi kimia. kimia. (ada (ada adsorbs adsorbsii ini terjadi terjadi pemben pembentuk tukan an senya3a senya3a kimia kimia dan umumnya terjadi pada adsorbsi yang multi lapisan. "ontoh : "+2 /g0 8 ,a+ /p0  ,a2"+5 8 2+ 

2+ /l0 8 "a"l2 /p0  "a/+02 8 "l  b. (roses adsorbsi fisika) yaitu proses adsorbsi yang tidak disertai reaksi kimia. Ikatan yang terjadi pada proses ini adalah ikatan 9an der 3aals yang relatif lemah. (ada adsorbsi ini panas yang dilepaskan relatif kecil dan umumnya terjadi pada stu lapis /monolayer0. "ontoh : Adsorbsi uap air dengan "a"l 2 atau silika gel. Adsorbsi asam aseat) asam oksalat oleh karbon aktif. 

Efektifitas adsorbsi makin tinggi jika kedua at adsorbat dan adsorben mempunyai  polaritas yang sama. %eberapa persamaan isotherm adsorbsi : $. Isoterm adsorbsi Freunlich 2. Isoterm adsorbsi langmulir   5. Isoterm %E7 /%runauer) Emmett) 7e 7eller0 Add ,. Iso*er- Fre%"'!& ntuk rentang konsentrasi yang kecil dan campuran yang cair) isoterm adsorpsi dapat digambarkan dengan persamaan empirik yang dikemukakan oleh Freu Freund ndlic lich. h. Isoter Isoterm m ini ini berd berdas asark arkan an asums asumsii bah3 bah3aa adso adsorb rben en memp mempuny unyai ai  permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai potensi penyerapan yang

 berbeda-beda. (ersamaan ini merupakan persamaan yang paling banyak  digunakan saat ini. ; m

=

'  "

$

n

/cair < padat0========. /$0 ; > jumlah at /gr) mol0 yang teradsorbsi oleh m gr. Adsorben. " > konsentrasi at terlarut yang bebas. k dan n> tetapan isoterm Freunlich. (ersamaan ini berlaku untuk gas dan cair  9 > ' ($4n 9 > jumlah gas teradsorbsi persatuan massa adsorben pada tekanan ( k dan n> tetapan tekanan ( Add /. Iso*er- La"$-%!r Isoterm ini berdasar asumsi bah3a : a. Adsorben mempunyai permukaan yang homogen dan hanyadapat mengadsorbsi satu molekul untuk setiap molekul adsorbennya. 7idak ada interaksi antara molekul-molekul yang terserap.  b. *emua proses adsorbsi dilakukan dengan mekanisme yang sama. c. anya terbentuk satu lapisan tunggal saat adsorbsi maksimum.  ,amun) biasanya asumsi-asumsi sulit diterapkan karena hal-hal berikut : selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan) molekul teradsorbsi tidak inert dan mekanisme adsorbsi pada molekul pertama asangat berbeda dengan mekanisme pada molekul terakhir yang teradsorpsi. ( ?

=

( 9m

+

$ a 9m

9m > ?olume gas yang dibutuhkan 9 > ?olume gas yang sebenarnya menutupi satu satuan massa adsorbsi pada tekanan (. Add 0. Iso*er- BET Isoterm ini berdasar asumsi bah3a adsorben mempunyai nilai permukaan yang homogen. (erbedaan isoterm ini dengan &angmuir adalah %E7 berasumsi  bah3a molekul-molekul adsorbat bisa membentuk lebih dari satu lapisan adsorbat dipermukaannya. (ada isoterm ini) mekanisme adsopsi untuk setiap proses adsorpsi berbeda-beda.

( 9/(o − (0

=

$ 9m + "

=

( " − $) (

. 9m " (o

Dimana : (o > tekanan uap jenuh. 9m > kapasitas ?olume monolayer  " > tetapan isoterm langmuir  (erbedaan adsorpsi fisik dan kimia Adsors! F!s!

Adsors! K!-!a

Mo'e%' *er!a* #ada adsore" o'e& $a1a 2a" der 3aa's

6olekul terikat pada adsorben oleh ikatan kimia

Me-#%"1a! e"*a'#! reas! 4 5 sa-#a! 4 56 J7-o'

6empunyai entalpi reaksi < @! sampai < !! kB4mol

Da#a* -e-e"*%   'a#!sa" -%'*!'a1er Adsor#s! &a"1a *er8ad! #ada s%&% d! a9a& *!*! d!d!& adsora* J%-'a& adsor#s! #ada #er-%aa" -er%#aa" %"$s! adsora*

6embentuk lapisan monolayer 

T!da -e'!a*a" e"er$! a*!as! *er*e"*% Bers!a* *!da s#es!! 

6elibatkan energi aktifasi tertentu

Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi Bumlah adsorpsi pada permukaan merupakan karakteristik adsorben dan adsorbat

%ersifat sangat spesifik 

KARBON AKTIF Arang adalah padatan berpori hasil pembakaran bahan yang mengandung karbon. Arang tersusun dari atom-atom karbon yang berikatan secara ko?alen membentuk struktur heksagonal datar dengan sebuah atom " pada setiap sudutnya. *usunan kisi-kisi heksagonal datar ini tampak seolah-olah seperti  pelatpelat datar yang saling bertumpuk dengan sela-sela di antaranya /*udarman) 2!!$0. 'arbon aktif adalah bentuk umum dari berbagai macam produk yang mengandung karbon yang telah diaktifkan untuk meningkatkan luas  permukaannya. 'arbon aktif berbentuk kristal mikro karbon grafit yang pori-porinya telah mengalami pengembangan kemampuan untuk mengadsorpsi gas dan uap dari campuran gas dan at-at yang tidak larut atau yang terdispersi dalam cairan

/6urdiyanto) 2!!0. &uas permukaan) dimensi) dan distribusi karbon aktif   bergantung pada bahan baku) pengarangan) dan proses akti?asi. %erdasarkan ukuran porinya) ukuran pori karbon aktif diklasifikasikan menjadi 5) yaitu mikropori /diameter ! nm0 /'ustanto) 2!!!0. (enggunaan karbon aktif di Indonesia mulai berkembang dengan pesat) yang dimulai dari pemanfaatannya sebagai adsorben untuk pemurnian pulp) air) minyak) gas) dan katalis. ,amun) mutu karbon aktif domestik masih rendah /arfi) 2!!50) dengan demikian perlu ada peningkatan mutu karbon aktif tersebut.

I:. -

-

:. $. 2. 5. @. . . .

KESELAMATAN KERJA Dalam percobaan ini yang harus diperhatikan adalah pengenceran asam oksalat atau asetat dari konsentrasi pekat ke konsentrasi yang diinginkan. Buga pembuatan larutan ,a+ !)$ , harus menggunakan kaca mata dan sarung tangan karena bahaya terhadap mata dan kulit.

LANGKAH KERJA 6enyiapkan  buah Erlermeyer ! ml. 6emasukkan masing-masing !) gram karbon aktif. *ebelumnya dipanaskan selama C $ menit. (ada tiap Erlermeyer memasukkan ! ml asam oksalat atau asam asetat. 6engocok campuran tersebut selama $! menit kemudian diamkan selama $ jam. 6engocok lagi selama $ menit tiap $! menit. 6enyaring larutan tersebut dengan kertas saring. 6entitrasi filtrate dengan larutan ,a+ !)$ , dan indicator   fenolphtalin sampai terjadi perubahan 3arna /jumlah fitrat yang dititrasi sebaiknya tidak sama antara konsentrasi asam tertinggi dan yang terendah0.

:I. N o

DATA PENGAMATAN m (gr m)

Konsentra si

1

!)

A3al /,0 $

2

!)

!)

X (grm)

(x/m)

Log (x/m)

Log C

Akhir  /,0 !)

$)$@  $! -5

5)52  $! -5

-2)@55

-!)5$

!)@!

$)$$G5  $! -

2)255  $! -

-2)!G

-$)!5$$

5

5

3

!)

!)2

!)2

)!!  $! -@

$)2!$  $! -5

-2)G2!@

-$)5!$!2G

4

!)

!)$2

!)!@

)@@  $! -@

$)2GG!  $! -

-2)!

-$)2!

-5)G

-2)!!$

5

5

!)

!)!2 

!)!! 

$)!2!  $! @

:II. PERHITUNGAN ,. Pe-%a*a" Lar%*a"

a. Asam asetat $ , $!! ml  ρ × ×1000  M 1 = BM   M 1 =

 N =

1,05 ×0,997 × 1000 60,05

 M  17,433 = =17,433 N   N  1

V  1 . N 1 =V  2 . N  2 V  1 .17,433 N =100 ml .1 N  V  1 =

1000 m l . N   17,433 N 

> )5 ml

¿ 17,433 M 

2)!@$  $! -@

 b. Asam asetat !) , ! ml V  1 . N 1 =V  2 . N  2 50 ml .0,5 N =V  2.1 N  V  2 =25 ml c. Asam asetat !)2 , ! ml V  1 . N 1 =V  2 . N  2 50 ml . 0,25 N =V  2 .1 N  V  2 =12,5 ml d. Asam asetat !)$2 , ! ml V  1 . N 1 =V  2 . N  2 50 ml . 0,125 N =V  2 . 1 N  V  2 =6,25 ml e. Asam asetat !)!2 , ! ml V  1 . N 1 =V  2 . N  2 50 ml . 0,0625 N =V  2 . 1 N  V  2 =3,125 ml f.

,a+ !)$ , 2! ml

 ρ × ×1000  M 1 = BM   M 1 =

1 ×0,6 ×1000 40

¿ 15 M   N =

 M  15  = =15 N   N  1 V  1 . N 1 =V  2 . N  2

V  1 .15 N =250 ml . 0,1 N  V  1 =1,67 ml /. Ko"se"*ras! se*e'a& *!*ra" 'onsentrasi a3al "5"++ $ , • - 'onsentrasi setelah titrasi V  1 . N 1 =V  2 . N  2

86 ml .0,1 N =10 m l . N  2  N  2=0,86 N  c =1 N −0,86 N 

¿ 0,14 N  v=

-

10 = 0,2ml =0,0002 L 50

 x = N .V . BE

¿ 0,14 N  .0,0002 L .

60,05 gr 1 ek 

¿ 1,6814 ×10−3 gr •

-

'onsentrasi a3al "5"++ !) , 'onsentrasi setelah titrasi

V  1 . N 1 =V  2 . N  2 40,7 ml .0,1 N =10 m l . N 2  N  2=0,407 N  c =0,5 N −0,407 N 

¿ 0,093 N 

-

v=

10 = 0,2ml =0,0002 L 50

 x = N . V . BE

¿ 0,093 N   .0,0002 L.

 60,05 gr 1 ek 

¿ 1,11693 ×10−3 gr •

-

'onsentrasi a3al "5"++ !)2 , 'onsentrasi setelah titrasi V  1 . N 1 =V  2 . N  2 20 ml .0,1 N =10 m l . N  2  N  2=0,2 N  c =0,25 N −0,2 N 

¿ 0,05 N  v=

-

10 = 0,2ml =0,0002 L 50

 x = N .V . BE

¿ 0,05 N .0,0002 L. ¿ 6,005× 10−4 gr 'onsentrasi a3al "5"++ !)$2 , - 'onsentrasi setelah titrasi V  1 . N 1 =V  2 . N  2 •

7,1 ml .0,1 N =10 ml.N  2  N  2=0,071 N  c =0,125 N −0,071 N 

¿ 0,054 N  -

v=

10 = 0,2ml =0,0002 L 50

 x = N .V . BE

¿ 0,054 N  .0,0002 L . ¿ 6,4854 ×10−4 gr

60,05 gr 1 ek 

 60,05 gr 1 ek 

'onsentrasi a3al "5"++ !)!2 , - 'onsentrasi setelah titrasi V  1 . N 1 =V  2 . N  2 •

5,4 ml .0,1 N =10 m l . N 2    N  2=0,054 N  c =0,0625 N −0,054 N 

¿ 8,5 ×10−3 N 

-

v=

10 = 0,2ml =0,0002 L 50

 x = N .V . BE

¿ 8,5 ×10−3 N .0,0002 L.

 60,05 gr 1 ek 

¿ 1,02085× 10−4 gr

log c

Log (X/m)

-0,85387 -1,03152 -1,30103 -1,26761 -2,07058

-2,4733 -2,6509 -2,9204 -2,887 -3,69

Grafk Log C Vs Log X/m 0 -2.2 -2 -1.8-1.6-1.4-1.2 -1 -0.8-0.6 -0.5 -1 -1.5 Log (X/m)

-2 f(x) = 1x - 1.62 R² = 1

-2.5 -3 -3.5 -4

Log C

Per&!*%"$a" s'o#e da" !"*erse#* seara -a"%a'

 Σx =−6,524604 ( log c )

Log (X/m) Linea (Log (X/m))

x ) m

 Σy =−14,6216 ( log  Σxy =19,94587506  Σ x

2

= 9,379930114

slope

nΣxy  Σx . Σy −

=

¿ ¿

nΣ x

2

−

( Σx )

2

5 ( 19,94587506 )− (−6,524604 ) (−14,6216 ) 5 ( 9,379930114 ) −(−6,524604 )

2

  99,7293753 + 95,40014985 46,89965057 − 42,57045736

¿ 1,000007447 2

intersept =

¿ ¿ ¿

 Σ x . Σy − Σxy . Σx n Σ x 2−( Σx )

2

[−14,6216. ( 9,379930114 ) ] — (−6,524604 ) ( 19,94587506 ) 5 ( 9,379930114 )−( 6,524604 )

2

−137,1495862 −(−130,1389362 ) 46,89965057 −42,57045736 −137,1495862 −(−130,1389362 ) 4,32919321

=−1,619389494

H > slope  8 intersept  y =1,000007447 x 8 /-$)$G5G@G@0  y =1,000007447 x - $)$G5G@G@ %erdasarkan grafik) didapat nilai k dan n: &og

( )  x m

= 1  log c + log k  n

 y =1 x −1,619

log k =−1,619

k =0,0240

1 log c =1 x n

1 =1 n

:III.

ANALISA PERCOBAAN

(ada praktikum Isoterm Freunlich /Isotern Adsorbsi Freunlich0 yang telah dilakukan) tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari proses adsorbsi karbon aktif dengan larutan asam organik serta menentukan besarmya tetapan Isoterm Freunlich. Isoterm Freunlich berdasarkan asumsi bah3a adsorben mempunyai permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai persamaan yang paling banyak digunakan saat ini. Dalam percobaan ini menggunakan karbon aktif sebagai adsorben) asam asetat dengan berbagai konsentrasi sebagai adsorbat) serta larutan ,a+ !)$ , sebagai larutan standar. *ebelumnya) arang diaktifkan dengan cara dipanaskan dalam o?en selama ±  $ menit pada suhu ! o" namum tidak sampai membara) hal ini dikarenakan agar karbon dapat mengadsorpsi larutan asam asetat. 'arbon tersebut kemudian didinginkan dan ditimbang sebesar !) gram sebanyak  kali. 'arbon yang telah ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam larutan asam asetat $!! ml dengan konsentrasi yang berbeda) yaitu $ ,) !) ,) !)2 ,) !)$2 ,) dan !)!2 , lalu diaduk selama $! menit dan didiamkan selama $ jam. (eristi3a adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana asam asetat lebih mudah teradsorpsi dari pelarut /air0) karena karbon aktif hanya mampu mengadsorpsi senya3asenya3a organik. *etelah $ jam) masing-masing larutan dikocok kembali kemudian dititrasi menggunakan ,a+. &arutan tersebut sebelumnya ditambahkan dengan indikator   phenoptalin dan dilihat perubahan 3arna dari bening menjadi merah muda. 'onsentrasi a3al asam asetat mempengaruhi ?olume titrasi yang digunakan. *emakin besar konsentrasinya maka semakin banyak larutan ,a+ yang digunakan. al ini disebabkan karena semakin besar konsentrasinya) letak antara molekulnya semakin berdekatan sehingga sulit untuk mencapai titik eki?alen pada  proses titrasi. Dari data yang diperoleh) diketahui bah3a konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi lebih besar dibandingkan dengan setelah adsorpsi. al ini dikarenakan asam asetat telah mengalami adsorpsi karena penambahan karbon aktif. Adsorpsi karbon aktif mengakibatkan penurunan konsentrasi asam asetat.(ada grafik yang diperoleh) dapat diketahui bah3a grafik tersebut merupakan grafik Isoterm Adsorpsi Freunlich karena dapat dianalogikan dengan  persamaan &og

( )  x m

> !)!2@! dan n > $.

= 1 log c + logk  . Dimana) didapatkan nilai k dan n yaitu k  n

I;. $.

2. 5.

@. .

KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan) dapat disimpulkan bah3a: Isoterm Freunlich berdasarkan asumsi bah3a adsorben mempunyai  permukaan yang heterogen dan tiap molekul mempunyai persamaan yang  paling banyak digunakan saat ini. Arang dapat berfungsi sebagai adsorbsi. *emakin besar konsentrasi asam asetat) maka semakin besar at dalam larutan asam asetat yang terserap atau semakin besar konsentrasi asam asetat maka semakin banyak larutan ,a+ yang digunakan. 'onsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi lebih besar dibandingkan dengan setelah adsorpsi. Dari perhitungan regresi linear diperoleh nilai k sebesar !)!2@! dan nilai n sebesar $.

GAMBAR ALAT ,

/

'aca Arloji Erlenmeyer 

0

5

*patula #elas kur 

<

=

%ola 'aret (ipet kur 

>

?

#elas 'imia

%atang (engaduk 

@

,6

&abu kur   ,eraca Analitik 

,,

,/

"orong

DAFTAR PUSTAKA 7im

(enyusun.

2!$.  Penuntun

Praktikum

Kimia

Fisika.

(alembang: (oliteknik ,egeri *ri3ijaya Fatma) &uneta Aurelia. 2!$@. Laporan Praktikum Kimia Isoterm) http:44lunetaaureliafatma.blogspot.com42!$@4!$4laporan-praktikum-kimiaisoterm.html /diakses 22 Banuari 2!$@0

Fitriyani) ika. 2!$2. Percobaan Isoterm Adsorbsi, http:44berburudggema.blogspot.com42!$24!$4percobaan-isotermadsorbsi.html /diakses 2 Desember 2!$20  ,isa) idayatun. 2!$5. Laporan Praktikum Kimia Fisika Isoterm Adsorpsi  Karbon Aktif, http:44hidayatunnisa2.blogspot.com42!$54$$4laporan-praktikum-kimiafisika-isoterm.html /diakses 2$ ,o?ember 2!$50

ISOTERM FREUNLICH (ISOTERM ADSORBSI FREUNLICH) LAPORAN TETAP KIMIA FISIKA

,. /. 0. 5. .

DISUSUN O L E H KELOMPOK III KELAS / KB A"$$o*a+ M%&a--ad R!1 (6=,/0@5660/