KINETIKA ADSORPSI
KINETIKA ADSORPSI
Adsorpsi merupakan peristiwa menempelnya atom atau molekul suatu zat pada permukaan zat lain karena ketidakseimbangan gaya pada permukaan. Zat yang teradsorpsi disebut adsorbat dan zat pengadsorpsi disebut adsorben. Ada dua metode adsorpsi yaitu adsorpsi secara fisika (physiosorption) dan adsorpsi secara kimia (chemisorption). Pada proses adsorpsi secara fisika gaya yang mengikat adsorbat oleh adsorben adalah gaya-gaya van der Waals. Adsorpsi adalah salah satu alternatif untuk mengatasi pencemaran udara. Langkah awal untuk mendapatkan proses adsorpsi yang efektif adalah dengan cara memilih adsorben yang memiliki selektivitas dan kapasitas tinggi serta dapat digunakan berulang ulang. Salah satu adsorben yang sering digunakan adalah arang aktif. Proses adsorpsi cairan pada permukaan padatan dapat dipelajari melalui beberapa model isotermis yaitu fungsi yang menghubungkan jumlah adsorbat pada permukaan adsorben dengan konsentrasi. Isoterm adsorpsi membantu untuk menetapkan kapasitas adsorpsi dari material dan selanjutnya membantu untuk mengevaluasi mekanisme yang ditunjukkan oleh sistem adsorpsi. Model isotermis yang umum digunakan diantaranya isoterm Langmuir dan Freundlich. Isoterm Langmuir berasumsi bahwa adsorpsi berlangsung pada situs spesifik yang homogen dengan hanya sejenis molekul menempati satu situs (monolayer). Sedangkan model Freundlich menjelaskan bahwa permukaan adsorben yang heterogen memiliki situs adsorpsi dengan energi ikatan yang berbeda.
Gambar 3. Hasil analisis SEM arang sabut siwalan setelah aktivasi
Hasil analisis SEM dapat dilihat pada Gambar 2 dan 3. Perlakuan panas yang dialami sabut siwalan pada proses karbonisasi menyebabkan senyawa-senyawa tersebut terurai dan menghasilkan tiga komponen utama yaitu karbon (arang), tar, dan gas (volatile matter). Hasil pengamatan SEM pada sabut siwalan sebelum aktivasi yang ditunjukkan Gambar 2 mempunyai ukuran partikel yang tidak seragam. Hal ini disebabkan oleh proses pengayakan dengan ukuran mesh yang tidak selektif dan tidak homogen. Selain itu sabut siwalan belum teraktivasi oleh ZnCl2 sehingga bentuk permukaan masih terikat rapat satu sama lain yang menyebabkan morfologi dan topografi arang tidak membentuk pori (Nafi’ah, 2016).
Karbon aktif adalah salah satu jenis adsorben yang digunakan dan banyak dikembangkan untuk adsorpsi yang besar dan dapat diregenerasi ulang. Studi kinetika dan ishoterm adsorpsi merupakan hal yang sangat penting dalam dunia industri. Kinetia adsorpsi memiliki peranan yang penting dala menentukan laju adsorpsi polutan untuk endesain proses adsorpsi di industri. Ishoterm adsorpsi menggambarkan proses distribusi adsorbat diantara fase cair dan fase padat sehingga dapat diperoleh data kapsitas adsorpsi ( Kurniawan et al., 2016).
Kinetika adsorpsi menyatakan adanya proses penyerapan suatu zat oleh adsorben dalam fungsi waktu. Karakteristik kemampuan penyerapan adsorben terhadap adsorbat dapat dilihat dari laju adsorpsinya. Laju adsorpsi dapat diketahui dari konstanta laju adsorpsi (k) dan orde reaksi yang dihasilkan dari suatu model kinetika adsorpsi. Kinetika adsorpsi merupakan salah satu aspek yang sering diteliti untuk mengevaluasi karakteristik dari adsorben yang dipakai terutama dalam rehabilitasi lingkungan. Ada banyak model kinetika adsorpsi yang telah dikembangkan untuk dapat digunakan sebagai sarana memprediksi laju adsorpsi suatu adsorbat pada adsorben tertentu. Beberapa model yang telah dikaji oleh Lagergren (1989) dan Ho (2000) yaitu (1) persamaan laju order pertama pseudo Lagergren, (2) persamaan laju order kedua pseudo Ho. Isoterm adsorpsi merupakan hubungan kesetimbangan antara konsentrasi pada fase cair dan konsentrasi pada partikel adsorben pada suhu tertentu. Isoterm adsorpsi adalah proses adsorpsi yang berlangsung pada temperatur tetap. Model isoterm adsorpsi yang paling umum dan banyak digunakan dalam adsorpsi adalah model isoterm Langmuir dan model isoterm Freundlich (Anggriani et al., 2021).
1. pengangkutan adsorbat dari larutan massal (bulk) ke film di sekitar adsorben,
2. transfer adsorbat dari film ke permukaan adsorben yang mengarah ke permukaan adsorpsi, dan
3. difusi adsorbat dari permukaan ke site internal yang diikuti dengan pengikatan adsorbat pada site aktif.
Proses adsorpsi dapat terjadi karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan padatan yang tidak seimbang. Adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-molekul yang lain yang bersentuhan dengan permukaan padatan, baik gas atau fasa larutan ke dalam permukaannya. Akibatnya, konsentrasi molekul pada permukaan menjadi lebih besar dari pada dalam fasa gas atau zat terlarut dalam larutan. Adsorpsi dapat terjadi pada antar fasa padat cair, padat-gas, atau gas cair. Proses adsorpsi terjadi pada permukaan adsorben. Kmponen yang diserap akan berpindah melalui lapisan antar muka. Pemisahan komponen tersebut terjadi pada kondisi setimbang. Laju adsorpsi juga dipantau pada lapisan ini dengan mempertimbangkan perubahan konsentrasi koponen yang akan diserap.
DAFTAR PUSTAKA
Anggriani, U. M., A. Hasan dan I. Purnamasari.2021. “Kinetika Adrorpsi karbon Aktif Dalam Penurunan Konsentrasi Logam Tembaga (Cu) Dan Ti,bal (Pb)”. Jurnal Kinetika. Vol.12(2): 29-37.
Kurniawan, T.W., S.D.Panjaitan dan B. Sitorus. 2016. ”Pemodelan Kinetika dan Isotherm Adsorpsi Ion Logam Merkuri Menggunakan Karbon Aktif Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit”. Jurnal Ilmu Dan Terapan Kimia. Vol.1(2):59-79.
Muhammad. 2014. “Penyerapan B-Karoten Menggunakan Karbon Aktif Tempurung Kelapa Sawit: Kajian Kinetika. Jurnal Teknologi Kimia Unimal. Vol.3(2):53-63.
Nafi’ah, R. 2016.” Kinetika Adsorpsi Pb (II) dengan Adsorben Arang”. Jurnal Farmasi Sains dan Praktis.Vol.1(2):28-37.
Yuwono, S.S., N.Istianah dan A.Z.Mubarok. 2021. Kinetika Reaksi Pada Bahan Pangan Dan Produk Fermentasi. Malang: UB PRESS.
Komentar
Posting Komentar