Kimia Permukaan II

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK

PERCOBAAN 2

KIMIA PERMUKAAN II

NAMA : RADEN ALIP RAHARJO

STAMBUK : A1C4 08 027

KELOMPOK :

LABORATORIUM PENGEMBANGAN UNIT KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2010

Kimia Permukaan II

I. Tujuan dan Prinsip Percobaan

A. Tujuan Praktikum

Menentukan luas permukaan zat padat dengan metode adsorpsi zat warna menggunakan Metilen Biru Klorida

B. Prinsip Percobaan

Prinsip percobaan ini didasarkan daya serap (adsorpsi) arang aktif terhadap zat warna metilen biru klorida pada berbagai konsentrasi (ppm).

II. Teori

Kita mempertimbangkan untuk menarik suatu zat sampai itu, maka biasanya kita memikirkan mengenai benda padat , akan tetapi cairannjuga mempunyai kecenderungan yang kuat untuk tetap kuat. Sebagai contoh, jika air murni tanpa ada udara yang dilarutkan didalamnya ditekan antara dua pelat licin, maka gaya yang sangat besar diperlukan untuk memisahkan pelat-pelat tersebut. Seperti didalam benda padat, kekohesifan cairan diakibatkan oleh tarikan diantara molekul-molekul. Karena tarikan ini, suatu cairan mempunyai suatu permukaan yang jelas, seperti selaput yang direnggangkan atau lembaran karet yang direnggangkan , yang cenderung mempunyai luas permukaan yang minimum. Riak di dalam sebuah kolam yang licindan tenag ditekan karena riak itu memerlukanpertambahan luas permukaan. Serangga air mampu bergerak pada permukaan karena berat serangga itu dilawan oleh hambatan permukaan terhadap deformasi (Atkins, 1994)

Tegangan permukaan didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan dalam memperluas permukaan cairan dengan satu satuan luas. Satuan untuk tegangan permukaan (γ) adalah (J m-1) atau dyne cm-1 atau N m-1. Metode yang paling umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan atau penurunan dalam pipa kapiler, yaitu:

γ = d r g l/ 2

dimana d adalah kerapatan cairan, r adalah jari-jari kapiler, l adalah panjang cairan yang ditekan atau yang akan naik, dan g adalah konstanta gravitasi (Dogra, 1990).

Dalam proses adsorpsi metilen biru klorida pada permukaan zat padat terjadi pembentukan lapisan monomolekul dengan luas permukaan sebesar 3,05m2 per mgram zat warna yang teradsorpsi. Dengan menentukan jumlah maksimum zat warna (dalam mgram) yang teradsorpsi per gram adsorben “ Xm”, maka luas permukaan dalam M2/gram dituliskan sesuai dengan persamaan :

Nilai xm dapat diperoleh dari aluran x (mg zat warna yang teradsorpsi per gram adsorben) terhadap konsentrasi keseimbangan larutan (Rimba, 2010)

Bentuk adsorpsi yang lain adalah sebagai konsekuensi dari gaya van der Walls seperti halnuya yang ada antar molekul-molekul itu sendiri pada fasa cair. Hal ini menyangkut gaya tarik-menarik elektroforesis antar molekul. Bila gaya ini terjadi antara atom atau molekul dengan permukaan maka yang ada adalah hanya gaya tarik-menarik secara fisika tanpa disertai perubahan kimia. Adsorpsi semacam ini disebut sebagai adsorpsi fisika atau fisidorpsi (Triono. 1996)

Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mrngimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Padsa absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedang pada absorpsi , zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya (Sukardjo, 2002)

III. Metode Praktikum

A. Alat dan bahan yang digunakan

Alat alat yang digunakan pada praktikum ini adalah

a) Spektronik 20-D

b) Erlenmeyer 5 buah

c) Pipet volume 25 ml 2 buah

Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah

a) Keizerguhr atau zat padat lainnya

b) Larutan metilen biru

Luas Permukaan Absorben/Norit

C. Pembahasan

Molekul dan atom dapat menempel pada permukaan dengan dua cara fisisorpsi (kependekan dari adsoprsi fisik) terdapat interaksi van Der Waals (contohnya dispersi atau interaksi dipolar) antara absorbat dan substrat. Antaraksi Van der Waals mempunyai jarak jauh, tetapi lemah dan energi yang dilepaskan jika partikel terfisorpsi mempunyai kode besaran yang sama dengan entalphyi kondensasi. Kuantitas energi kecil ini dapat diadsorpsi sebagai vibrasi kisi dan dihilangkan sebagai gerakan termal. Molekul yang melambung pada permukaanseperti batuan itu, akan kehilangan energinya perlahan-lahan dan akhirnya teradsorpsi pada permukaan itu dalam proses akomodasi.Dalam kimsorpsi (kependekan dari adsorpsi kimia), partikel melekat pada permukaan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen) dan cenderung encari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasinya dengan substrat. Molekul teradsorpsi dapat terpisah karena tuntutan valensi atom tidak terpenuhi. Adanya iragmen molekul pada permukaan sebagai hasil kimisorpsi, merupakan salah satu alasan mengapa permukaan mengkatalis reaksi

Adsorpsi yang terdapat pada kimia permukaan II merupakan prinsip adsorpsi secara umum. Adsorpsi ini menggunakan zat warna Metilen Biru Klorida dengan adsorbensnya berupa arang aktif. Mekanismenya sederhana adsorben (arang aktif) yang dicampurkan pada zat warna larutan (Metilen Biru Klorida) akan mengadsorpsi zat warna pada bidang permukaannya yang selanjutnya adsorbens larutan yang dihasilkan diukur dengan menggunakan Spektronik 20 – D pada panjang gelombang maksimum 650 nm. Banyaknya tiap garam (mg) zat warna yang teradsorpsi oleh arang aktif menunjukan luas (m2/gram) permukaan dari zat padat (arang aktif) yang digunakan dalam mengadsorpsi zat warna tersebut. Seluruh bagian permukaan adsorbens tidaklah mungkin mampu secara aktif mengadsorpsi suatu larutan, sebab ada bagian – bagian tertentu yang mungkin porinya tertutupi oleh pengotor atau molekul air, oleh sebab itu sehingga dilakukan pengaktifan dengan jalan pemanasan zat padat (adsorbens) yang digunakan guna menguapkan air yang masih terikat dalam zat padat tersebut. Kemampuan daya adsorpsi pada masing – masing permukaan adsorbens pula berbeda – beda, hal ini disebabkan ukuran dari masing – masing pori adsorbans antara satu dengan yang lainnya berbeda.

Bahan yang digunakan pada praktikum kali ini metilen blue dengan konsentrasi berbeda-beda dan arang yang telah diaktifkan terlebih dahulu. Adapun tujuan dari pengaktifan arang tersebut dimaksudkan agar arang dapat mengadsorbsi zat yang akan teradsorbsi ke dalam arang aktif dengan sempurna. Arang aktif digunakan sebagai zat pengadsorbsi sebab arang aktif memiliki sifat adsorbinitas (mempu menyerap). Pada penyerapan yang terjadi mono layer artinya telah terjadi penyerapan hanya pada satu lapisan yang kedua atau ketiga atau berlapis-lapis, dan arang aktif bersifat asosiasi. Sedangkan zat yang berfungsi sebagai zat yang teradsorbsi adalah metilen biru klorida yang memiliki konsentrasi berbeda-beda. Daya adsorpsi yang besar pada arang aktif disebabkan arang mempunyai pori-pori dalam jumlah besar dan luas permukaan yang besar sehingga mampu menyerap molekul organic dari larutan atau gas lebih banyak dibandingkan dengan bleaching earth.

Hasil dari pengamatan dan perhitungan yang dilakukan diketahui bahwa luas permukaan dari zat padat yang digunakan (arang aktif) untuk mengadsorpsi zat warna metilen biru Klorida pada masing – masing konsentrasi (ppm) adalah 2,919 x 10-3 m2/gram. Bilangan ini menunjukan besarnya bidang permukaan (bidang sentuh) zat padat (Arang aktif) yang aktif dalam mengadsorpsi tiap gram zat warna larutan

V. Simpulan

Simpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah bahwa luas permukaan arang aktif akan semakin bertambah seiring dengan kenaikan konsentrasi metilen biru klorida dan perhitungan diatas luas permukaan zat padat ( arang aktif) yang digunakan untuk mengadsorpsi zat warna menggunakan Metilen Biru Klorida adalah 2,919 x 10-3 m2/gram.

Daftar Pustaka

Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisik Edisi ke-4 jilid I. Penerbit Erlangga

Dogra, SK dan S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Universitas Indonesia. Jakarta.

Hamid, Rimba. 2010. Penuntun Kimia Fisik II. Universitas Haluoleo. Kendari.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Yogyakarta

Triono. 1996. Kimia Fisik. Depdikbud. Jakarta