LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA PERMUKAAN

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK 1
PERCOBAAN III
Kimia permukaan




OLEH :
NAMA : Yelli rahmayanti
STAMBUK : A1C4 o9 005
KELOMPOK : I (satu)
ASISTEN PEMBIMBING : Fatahu

LABORATORIUM PENGEMBANGAN UNIT KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2010



BAB I
PENDAHULUAN

Tujuan Praktikum
Adapun tujuan yang inign dicapai dari percobaan ini yaitu dapat menentukan isotermal adsorpsi menurut Freundlich untuk proses adsorpsi asam asetat pada arang aktif.
Prinsip Percobaan
Penentuan isotermal adsorpsi Freundlich pada percobaan ini didasarkan pada penentuan kosentrasi asam klorida yang teradsorpsi pada permukaan arang aktif pada suhu tertentu.
 
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Dalam tinjauan terdahulu mengenai sifat termodinamika, efek permukaan diabaikan. Tetapi molekul atau atom pada permukaan terdapat dalam lingkungan berbeda dari molekul atau atom dalam fase ruah, dan bila bahan terbagi halus, efek permukaan dapat cukup berarti. Medan gaya tak simetris pada permukaan dapat menimbulkan tegangan permukaan paralel dengan permukaan, kecenderungan molekul asimetrik untuk berorientasipada permukaan, dan kapasitas untuk mengikat molekul lain pada permukaan baik secara fisik ataupun secara kimia. Ada banyak aplikasi praktis dari termodunamika permukaan seperti pengertian penurunan tegangan permukaan akibat zat terlarut, adsorpsi oleh zat padat, khromatografi , koloid dan katalisa permukaan (Cotton ,1989)
Langmuir mengaggap permukaan suatu zat padat sebagai terdiri dari ruang elementer masing-masing dapat mengadsorpsi satu molekul gas. Ia mengandaikan, bahwa setiap ruang elementer adalah identik dalam afinitasnya untuk molekul gas dan adanya molekul gas pada satu ruang tak mempengaruhi sifat dari ruang yang ada di dekatnya (Birt, 1993).
Dalam kimisorpsi (kependekan dari “absorpsi kimia”), partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasinya dengan substrat. Entalpi kimisorpsi jauh lebih besar daripada untuk fisisorpsi, dan nilai khasnya adalah sekitar -200 kJ/mol . Molekul yang terkimisorpsi, dapat terpisah karena tuntutan valensi atom permukaan yang tidak terpenuhi. Adanya fragmen molekul pada permukaan, sebagai hasil kimisorpsi, merupakan salah satu alasan mengapa permukaan mengkatalisa reaksi (Atkins, 1997).
Adsorpsi timbul dari gaya van der waals yang lebih lemah dan gaya dipol tidak demikian spesifik sifatnya dan dapat berlangsung di dalam setiap sistim pada temperatur yang rendah. Adsorpsi jenis ini disebut fisisorpsi dan biasanya dihubungkan dengan panas yang rendah. Fisisorpsi adalah serupa dengan yang menyebabkan pemadatan gas-gas ke dalam cairan atau padatan-padatan. ketika satu molekul menyerap permukaan dari padatan, ada satu interaksi antara bahwa molekul dan molekul di dalam permukaan yang menuju ke pusat menyerap molekul-molekul di dalam cara yang hampir sama bahwa suatu molekul gas dipadatkan ke permukaan dari cairan .
Arang aktif biasanya disebut karbon aktif yang dapat menyerap beberapa jenis zat di dalam cairan ataupun gas. Berarti arang aktif dapat digunakan sebagai bahan penjernih ataupun untuk menghilangkan bau busuk. Pada arang aktif terdapat banyak pori (zone) berukuran nanD hingga mikrometer. Sedemikian banyaknya pori sehingga dalam satu gram arang aktif bila semua dinding rongga pori direntangkan, luas permukaannya mencapai ratusan hingga ribuan meter persegi. Arang yang atom-atomnya merupakan atom-atom karbon dapat berfungsi sebagai bahan penyerap, bila atom-atom arang tersebut dapat diubah dari bentuk amort menjadi bentuk poli kristal. Supaya terjadi arang aktif, proses aktivasi harus dilakukan, yaitu dengan pemanasan pada suhu tinggi. Dengan pemanasan tersebut, maka atom-atom karbon akan mengaturdiri sedemikian rupa sehingga terjadi poli kristal. Rongga-rongga atau pori-pori (zone-zone) antar kristal berukuran nano hingga mikrometer. Proses aktivasi atau kristalisasi arang dari bentuk amort menjadi poli kristal dilakukan dalam tanur suhu tinggi .Proses produksi ini merupakan proses fisika dan hasil produksinya merupakan arang dengan karbon berkadar tinggi. Arang aktif dapat dibuat dari berbagai janis bahan, seperti : kertas, kulit padi, gambut,tulang, serbuk gergaji, kayu, biji kelapa sawit, batok kelapa, ubi kayu, tapioka dan sebagainya (Subiarto, 2000).
Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif (Sembiring et al, 2003).


 
BAB III
METODE PRAKTIKUM
Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Jum’at tanggal 12 November 2010 pukul 13.30 WITA sampai selesai dan bertempat di Laboratorium Pengembangan Unit Kimia
Alat dan Bahan
Alat
Cawan Porselin
Labu takar 100 mL 2 buah
Labu Erlenmeyer 5 buah
Pipet tetes 3 batang
Pipet skala 10 mL dan 25 mL masing-masing 2 batang
Gelas ukur 50 mL
Buret 1 batang
Statif 1 batang
Corong 3 buah
Labu semprot 1 buah
Bahan
Arang aktif
Larutan asam asetat 0,5 N atau HCl
Larutan baku NaOH 0,1 N/M
Indikator PP
Kertas saring 5 lembar
Aquades












Prosedur Kerja


- diaktifkan dengan memasukannya dalam cawan porselin ke dalam oven pada suhu 100oC
Dimasukkan ke dalam 5 buah erlenmeyer masing-masing 1 gram




-masing-masing dimasukkan ke dalam erlenmeyer berisi arang
- ditutup dan dibiarkan selama 25 menit sambil dikocok
- masing-masing disaring larutan
- dikumpul kembali arang dan dikeringkan
- dititrasi larutan filtrat dengan larutan baku NaOH 0,1 N dengan Indiktor PP


BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Hasil Pengamatan
No. M(g) Konsentrasi Asam (N)
Awal Akhir
1. 1 0,5 0,33
2. 1 0,25 0,19
3. 1 0,125 0,086
4. 1 0,0625 0,036
5. 1 0,0156 0,015

Reaksi-reaksi yang terjadi :
Reaksi yang terjadi pada praktikum kimia permukaan I yaitu antara HCl dan NaOH dengan menggunakan Indikator fenolftalein sesuai reaksi



Analisis Data
Rumus Penetralan : a . [Na] . Va = b. [Nb] . Vb
Reaksi ion untuk HCl : H+ + Cl-, dari reaksi menunjukkan valensi (a) dari ion H+ adalah 1
Reaksi ion untuk NaOH : Na+ + OH-, dari reaksi menunjukkan valensi dari ion OH- adalah 1

Perhitungan
Menentukan konsentrasi akhir HCl
25 mL HCl 0,125 N + 33 mL NaOH 0.1 N

25 mL HCl 0,125 N + 19 mL NaOH 0.1 N


50 mL HCl 0.0625 N + 18 mL NaOH 0.1 N

50 mL HCl 0.0156 N +18 mL NaOH 0.1 N

50 mL HCl 0.0156 N + 7,5 mL NaOH 0.1 N

Menentukan konsentrasi HCl yang teradsorpsi





log C = -0,769
log C = -1,221
log C = -1,408
log C = -1,578
log C = -3.221

Menentukan massa HCl yang teradsorpsi

1. x gram = C. VHCl. Mr HCl
= (0.17)(0.1)(36.5)
= 0.6205 gram
2. x gram = C. VHCl. Mr HCl
= (0.06)(0.1)(36.5)
= 0.219 gram
3.x gram = C. VHCl. Mr HCl
= (0.039)(0.1)(36.5)
= 0,14235 gram 4. x gram = C. VHCl. Mr HCl
= (0.0265)(0.1)(36.5)
= 0.0967 gram
5.x gram = C. VHCl. Mr HCl
= (0.0006)(0.1)(36.5)
= 0.00219 gram

Menentukan jumlah zat teradsorpsi per jumlah zat adsorben





x/m C
0.6205 0.17
0.219 0.06
0.14235 0.039
0.0967 0.0265
0.00219 0.0006



















Grafik hubungan antara x/m dengan c :

Dari grafik di atas diperoleh persamaan regresinya (y=bx+a) atau (y=-0,135x + 0,623). Sehingga nilai a = 0,623, b = -0,135
Berdasarkan persamaan Freundlich, garis pada grafik merupakan garis lurus (linear) sehingga kemiringan “n” adalah
(y2-y1)/(x2-x1)= (0,0006-0,17)/(0,00219-0,6205)=tan
tan n = 0,23, sehingga nilai n (kemiringan) lerengnya adalah 30o , sehingga nilai k adalah m/x= kCn
0,0967 = k (6x10-4)30
k = 5,331x101

Pembahasan
Kimia permukaan dapat didefinisikan secara umum sebagai kajian reaksi kimia di permukaan. Hal ini berkaitan erat dengan fungsionalisasi permukaan yang bertujuan mengubah susunan kimia permukaan dengan menambahkan unsur tertentu atau gugus fungsi yang menghasilkan berbagai dampak yang diinginkan atau peningkatan sifat-sifat permukaan atau antarmuka.
Kinetika adsorpsi menyatakan adanya proses penyerapan suatu zat oleh adsorben dalam fungsi waktu. Adsorpsi terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya
Suatu adsorbens dengan bahan dan jenis tertentu, banyaknya gas yang dapat diserap, makin besar bila temperatur kritis semakin tinggi atau gas tersebut mudah dicairkan. Semakin luas permukaan dari suatu adsorben yang digunakan, maka semakin banyak gas yang dapat diserap. Luas permukaan sukar ditentukan, hingga biasanya daya serap dihitung tiap satuan massa adsorben. Adsorbsi pada permukaan zat padat terjadi kesetimbangan antara zat yang diserap dengan zat yang tersisa, pada adsorbsi suatu zat akan menyerap ke permukaan zat lain.
Secara sederhana, untuk menguji kemampuan adsorpsi suatu zat digunakan arang aktif sebagai adsorben sampel. Arang aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi.
Perlakuan pertama untuk menentukan proses adsorpsi arang aktif terhadap asam asetat dalam larutan yaitu dengan mengisi larutan asam asetat 0,5 N kedalam 5 buah erlenmeyer. Dengan proses pengocokkan selama lima menit, larutan didiamkan dengan selang waktu 25 menit agar proses penyerapan yang terjadi pada permukaan zat bisa berlangsung sempurna dan tercapai kesetimbangan antara adsorbens dan zat pelarut. Setelah bereaksi dengan sempurana larutan tersebut disaring sehingga diperoleh filtrat yang berwarna bening. Percobaan diakhiri dengan mentitrasi filtrat yang diperoleh dengan larutan NaOH 0,1 N dengan penambahan indikator pp ditandai pada saat titik akhir titrasi terjadi perubahan warna dari bening menjadi merah muda.
Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh pada saat praktikum diketahui konsentrasi HCl awal adalah 0,5 N, 0,25N, 0,125N , 0,0625N, dan 0,0156N, dari hasil analisis yang di lakukan diperoleh konsentrasi HCl akhir 0,42N 0,23N, 0,05N, 0,06N, 0,03N. jika di bandingkan konsentrasi awal dengan konsentrasi akhir dapat di tarik suatu kesimpulan bahwa konsentrasi HCl semakin menurun, hal ini disebabkan karena terjadi perpindahan larutan ke arang aktif, dimana diketahui bahwa arang aktif sebagai adsorbent atau penyerap. Sehingga larutan HCl diserap oleh arang aktif. Dengan demikian terjadi perubahan konsentrasi pada HCl yang semakin kecil. Namun, dengan konsentrasi yang kecil, maka isothermal Freundlich tidak berlaku, karena isothermal Freundlich hanya berlaku pada konsentrasi absorbat yang tinggi.
Dari hasil analisis data, didapatkan bahwa semakin kecil konsentrasi HCl maka konsentrasi HCl yang teradsorbsi juga semakin kecil. Hal ini berbeda dengan adsorben yang memiliki permukaan dalam yang luas jadi semakin besar konsentrasi zat terlarut maka jumlah zat yang teradsorbsi semakin banyak. Nilai ini juga mempengaruhi massa teradsorbsi dari HCl, serta nilai perbandingan dari massa teradsorbsi dengan massa yang diadsorbsi.
Hal ini ditunjukkan oleh grafik X/m terhadap C. X/m adalah perbandingan antara zat yang teradsorpsi (gram) dengan jumlah adsorben (gram),dan C adalah konsentrasi zat terlarut dalam larutan setelah tercapai kesetimbangan adsorpsi. Grafik terlihat cenderung keatas menunjukkan bahwa isotermnya dikatakan cenderung favorable. Hal ini menunjukkan bahwa penyerapan zat padat yang relative tinggi dengan konsentrasi larutan yang rendah, artinya perpindahan massa dari karbon ke fase larutan asam klorida.













BAB V
PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan tujuan percobaan, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa isotermal dsorbsi menurut Freundlich untuk proses adsorpsi asam asetat pada arang aktif menunjukan bahwa banyaknya zat padat yang diserap per gram adsorben adalah sebanding dengan tetapan (k), konsentrasi (C), dan n sebagai pangkat eksponen, menurut persamaan = kCn.
Saran
Adapun saran saya yaitu agar dalam setiap praktikum harus dilakukan secara teliti sehingga percobaan yang dilakukan benar dan sesuai dengan teori.
 
DAFTAR PUSTAKA


Atkins,1997, Kimia Fisika Edisi Keempat Jilid 2,Erlangga, Jakarta.
Birt,B., 1993, Kimia Fisik untuk Universitas, Gramedia, Jakarta.
Brown,Theodore.L.,1997,Chemistry The Central Science,Preticel Hall,New
Jersey.
Cotton ,1989, Kimia An Organik Dasar, UI PRESS, Jakarta.
Sembiring, et al.2003. Arang Aktif Pengenalan dan Proses Pembuatannya.
Vol 1.Hal 1.
Subiarto,2000.Pengolahan Limbah Radioaktif (SR-90) dengan Arang Aktif
Lokal dengan metode kolom.Pusat Pengembangan Limbah
Radioaktif.Vol 2.Hal 72-73.