LAPORAN PRAKTIKUM : PENENTUAN ENTALPI ADSORPSI

LAPORAN PRAKTIKUM
TERMODINAMIKA KIMIA


PENENTUAN ENTALPI ADSORPSI







NamaPraktikan            : Solehan.com
NIM                            : 78267567
Kelompok                   : 1 (satu)
Fak/Jurusan                 : dunia/jagad raya
Nama asisten               :




LABORATORIUM KIMIA FISIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JAGAD RAYA
2010


BAB. 1 PENDAHULUAN


1.1              Latar Belakang
Proses adsorpsi oleh karbon aktif terbukti memberikan hasil yang baik dalam menyisihkan kandungan warna maupun organik, namun biaya menjadi sangat mahal untuk mengganti karbon aktif yang jenuh. Untuk mengurangi biaya yang dibutuhkan dilakukan modifikasi proses dengan menggunakan sistem kombinasi fisik dan biologi, yaitu dengan memasukkan karbon aktif ke tangki aerasi lumpur aktif. Pemakaian karbon aktif dalam tangki aerasi lumpur aktif menghasilkan efisiensi pengolahan yang lebih baik dan biaya yang lebih ekonomis dibandingkan proses koagulasi-flokulasi dan proses adsorpsi denga karbon aktif.
Adsorpsi adalah pengumpulan zat terlarut dipermukaan media dan merupakan jenis adhesi yang terjadi pada zat padat atau cair yang kontak dengan zat-zat lainnya. Ada sejumlah hal yang mempengaruhi efektifitas adsorpsi yakni salah satunya adalah jenis adsorban. Salah satu adsorban yang yang biasa diterapkan dalam pengolahan air minum adalah karbon aktif. Arang ini digunakan untuk menghilangkan bau, warna dan rasa air termasuk logam-logam ion berat.

1.2              Rumusan Masalah
Bagaimana cara mempelajari secara kuantitatif sifat-sifat adsorpsi dari suatu bahan adsorpsi ?

BAB. 2 TINJAUAN PUSTAKA


2.1    Materials Safety Data Sheet (MSDS) Bahan
2.1.1 Asam Asetat (CH₃COOH)

Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C₂H₄O₂. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH₃-COOH, CH₃COOH, atau CH₃CO₂H. Asam asetat murni (disebut asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16.7°C, Rumus molekul : CH₃COOH ; Massa molar : 60.05 g.mol^-1 ; Densitas : 1.049 g cm⁻³ cairan dan 1.266 g cm⁻³ padatan ; titik didih : 118.1 °C (391.2 ± 0.6 K) (244.5 °F) (anonim, 30 oktober 2010).
Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H⁺ dan CH₃COO^-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati (anonim, 30 oktober 2010).

2.1.2    Kardon Aktif
Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m² (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri (anonim, 30 oktober 2010).
Larutan standar dalam memegang peranan yang amat penting, hal ini disebabkan larutan ini telah diketahui konsentrasi secara pasti (artinya  konsentrasi larutan standar adalah tepat dan akurat). Larutan standar merupakan istilah kimia yang menunjukkan bahwa suatu larutan telah diketahui konsentrasinya.NaOH tidak dapat dipakai untuk standar primer disebabkan NaOH bersifat higroskopis oleh sebab itu maka NaOH harus dititrasi dahulu dengan KHP agar dapat dipakai sebagai standar primer. Begitu juga dengan H2SO4 dan HCl tidak bisa dipakai sebagai standar primer, supaya menjadi standar sekunder maka larutan ini dapat dititrasi dengan larutan standar primer NaCO3 (anonim, 30 oktober 2010).

2.1.3        Larutan Standar NaOH
Rumus molekul NaOH, sifat fisik dan kimia natrium hidroksida : massa molar : 39,9971 g.mol^-1 ; densitas : 2,1 g.cm^-3; titik leleh : 318°C (591 K) ; titik didih : 1390°C (1663 K) ; kelarutan dalam air : 111 g/100 ml (20°C) (anonim, 30 oktober 2010).
Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas (anonim, 30 oktober 2010).


2.1.4 Indikator pp
Sifat fisik dan kimia pp : massa molar : 318,32 g/mol ; massa jenis : 1,277 g/mol pada suhu 32°C ; titik leleh : 262,5°C. Indikator asam-basa (fenoftalen) menunjukkan bahwa suatu larutan bersifat asam atau basa. Indikator asam-basa seperti pp (fenoftalen) mempunyai warna tertentu pada trayek pH / rentang pH tertentu => yang ditunjukkan dengan perubahan warna indikator. Kalau indikator pp, merupakan indikator yang menunjukkan pH basa, karena dia berada pada rentang pH antara 8,3 hingga 10,0 (dari tak berwarna – merah pink). Kalau pada percobaan Anda ketika NaOH diberi fenoftalen, lalu warnanya berubah menjadi merah lembayung, maka trayek pH-nya mungkin sekitar 9-10. Indikator ini tidak larut dalam air, benzene, tetapi sangat larut dalam etanol dan eter (anonim, 30 oktober 2010).

2.2        Entalpi Absorpsi
Adsorpsi atau penyerapan adalah pembentukan lapisan gas pada permukaan padatan atau kadang-kadang cairan. Dalam proses adsorpsi ada zat yang terserap pada suatu permukaan zat lain yang disebut adsorbat, sedangkan zat yang permukaannya dapat menyerap zat lain disebut adsorben. Adsorpsi atau penyerapan berbeda dengan absorpsi atau penyerapan, sebab pada proses absorpsi zat yang terserap menembus ke dalam zat penyerap. Secara kimia absorpsi adalah masuknya gas ke dalam padatan atau lareutan, atau masuknya cairan ke dalam padatan. Sedangkan secara fisika, absorpsi adalah perubahan energi radiasi elektromagnetik, bunyi, berkas partikel, dan lain-lain ke dalam bentuk energi lain jika dilewatkan pada suatu medium. Bila foton diserap akan terjadi suatu peralihan ke keadan tereksitasi (Daintith, 1994 : 35).
Bila pada permukaan antara dua fasa yang bersih (seperti antara gas–cairan dan cairan–cairan) ditambahkan komponen ketiga, maka komponen ketiga inilah yang akan teradsorpsi pada permukan dan komponen ini akan sangat mempengaruhi sifat permukaan. Sebagai contoh bila komponen ketiga tadi adalah n-pentanol ( alcohol rantai pendek ), yang dilarutkan dalam air maka ketegangan permukaan air–udara akan berkurang karena adanya adsorpsi n-pentanol tadi. Contoh lain adalah penambahan sabun untuk menstabilkan emulsi air–minyak. Kestabilan akan meningkat karena dalam kasus ini molekul sabun akan teradsorpsi pada permukan antara kedua cairan dan menurunkan tegangan permukaan. Dalam kedua kasus diatas, komponen ketiga yang ditambahkan adalah molekul yang teradsorpsi pada permukaan (dan karenanya dinamakan sebagai surface active / surfaktan) (Bird, 1993: 309).
Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air (untuk gas-gas yang dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan), natrium hidroksida (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti basa).Dalam proses adsorpsi dikenal juga kolom adsorpsi dimana kolom adsorpsi itu sendiri adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut (Warnana 2007:49).
Persyaratan absorben : memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin, selektif, memiliki tekanan uap yang rendah, tidak korosif, mempunyai viskositas yang rendah, stabil secara termis, murah (Daintith.1994:34).
Molekul dan atom dapat menempel pada permukaan dengan dua cara. Dalam fisisorpsi (kependekan dari adsorpsi fisika), terdapat interaksi van der Waals antar adsorpat dan substrat. Antaraksi van der Waals mempunyai jarak jauh, tetapi lemah, dan energi yang dilepaskan jika partikel terfisiorpsi mempunyai orde besaran yang sama dengan entalpi kondensasi. Kuantitas energi sekecil ini dapat diadsorpsi sebagai vibrasi kisi dan dihilangkan sebagai gerakan termal. Molekul yang melambung pada permukaan seperti batuan itu akan kehilangan energinya perlahan-lahan dan akhirnya teradsorpsi padapermukaan itu, dalam proses yang disebut akomodasi. Entalpi fisorpsi dapat diukur dengan mencatat kenaikan temperatur sampel dengan kapasitas kalor yang diketahui, dan nilai khasnya berada di sekitar 20 kJ mol^-1. Perubahan entalpi yang kecil ini tidak cukup untuk menghasilkan pemutusan ikatan, sehingga molekul yang terfisisorpsi tetap mempertahankan identitasnya, walaupun molekul itu dapat terdistorsi dengan adanya penukaran (Atkins, 1997:285).

BAB. 3 METODOLOGI PERCOBAAN


3.1        Alat dan Bahan
3.1.1  Alat :

• Erlenmeyer 250 ml
• Buret 50 ml
• Corong gelas
• Kertas saring

3.1.2  Bahan :

• Larutan asam asetat 1 N
• Larutan standart NaOH 0,5 N
• Karbo aktif
• Indikator PP

3.2        Skema Kerja
Asam asetat

• Dilarutkan dalam aquades sebanyak 50 ml dengan normalitas (1 ; 0.8 ; 0.6 ; 0.4 ; 0.2 ; 0.1).
• Diambil 10 ml tiap-tiap larutan asam asetat
• Dititrasi dengan 0.5 N NaOH menggunakan indikator pp

Hasil
Asam asetat

• Diambil setiap larutan sebanyak 25 ml
• Dimasukkan kedalam enlemeyer
• Ditambahkan 1 gram absorben kedalam masing-masing larutan
• Dikocok dan ditutup dengan kertas saring
• Didiamkan selama 30 menit
• Diambil 10 ml dari masing-masing filtrat
• Diberi indikator 2 tetes
• Dititrasi dengan larutan standar 0.5 N larutan NaOH

Hasil
BAB. 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Pengamatan

NO	Normalitas	volum	vol NaOH yang dibutuhkan
		asam asetat	awal tanpa karbon aktif	Adsorbsi dengan karbon aktif
1	1 N	50 ml	6,4 ml	6 ml
2	0.8 N	40 ml	4.1 ml	4 ml
3	0.6 N	30 ml	3.9 ml	3,6 ml
4	0.4 N	20 ml	1,2 ml	2,5 ml
5	0.2 N	10 ml	1.1 ml	1.3 ml
6	0.1 N	5 ml	0.7 ml	0.4 ml

4.2 Pembahasan
Adsorpsi adalah pengumpulan zat terlarut dipermukaan media dan merupakan jenis adhesi yang terjadi pada zat padat atau cair yang kontak dengan zat-zat lainnya. Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut, hanya dengan satu gram karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki permukaan sebesar 500m². Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaan saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri.
Adsorpsi yang dipakai pada percobaan kali ini adalah karbon aktif, dmana karbon aktif memiliki sifat-sifat diantaranya sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang melakukan kontak dengan karbon tersebut, baik di udara maupun di dalam air. Larutan asam asetat dapat diserap oleh karbon aktif sehingga asam asetat yang awalnya tidak murni merjadi lebih murni karena zat-zat  lain yang ikut pada asam asetat menjadi terserap oleh karbon aktif. Sehingga asam asetat yang semula konsentrasinya tinggi menjadi lebih rendah konsentrasinya.
Apabila luas permukaan pada karbon aktif semakin besar, maka penyerapan yang dilakukan terhadap zat-zat lain juga semakin besar. Karena ruangan yang dimiliki karbon aktif untuk melakukan penyerapan zat-zat semakin besar maka semakin banyak pula zat-zat yang terserap didalamnya, serta semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan untuk proses penyerapannya.
Pada percobaan ini dilakukan pengenceran asam asetat agar diperoleh konsentrasi yang berbeda-beda. Pengadukan yang dilakukan setelah penambahan karbon aktif bertujuan supaya terjadi penyerapan warna dari larutan. Pengadukan larutan seharusnya menggunakan stirer magnetik agar pengadukan dilakukan pada saat yang bersamaan. Hal ini dimaksudkan agar penyerapan warna dari larutan dengan konsentrasi berbeda memerlukan waktu yang sama. Selain itu, pengadukan dengan stirer dilakukan untuk efektifitas waktu. Erlenmeyer ditutup dengan kertas saring agar larutan tidak terpecik keluar erlenmeyer serta menghalangi gangguan dari luar sehingga larutan tidak terkontaminasi oleh zat-zat yang dapat mempengaruhi daya asam asetat oleh karbon aktif. Pengadukan dilakukan selama 30 menit karena dianggap sebagai waktu yang cukup bagus untuk adsorbsi larutan.
Pada percobaan ini juga terjadi penambahan indikator pada saat melakukan titrasi. Indikator disini berfungsi untuk mengetahui kapan penambahan titran harus dihentikan dan untuk mengetahui titik ekivalen yaitu jumlah titran sama dengan jumlah titratnya.Juga untuk menentukan titik akhir yaitu titik dimana titrasi harus dihentikan karena terjadi perubahan warna. Pada umumnya, titik akhir tidak sama tepat dengan titik ekivalen sehingga terjadi kesalahan titrasi,tetapi kesalahan ini tidak perlu dianggap sebagai suatu kegagalan dalam melakukan titrasi. Pada percobaan kali ini indikator yang digunakan adalah indikator PP, dimana indikator PP merupakan jenis indikator asam. Dimana pada saat suasana asam indikator PP tidak berwarna, tetapi pada suasana basa indikator PP berubah warna menjadi merah.
Hasil percobaan kami diperoleh berikut : pada konsentrasi 0,1 N nilai ( x/m ) sebesar 0,009 ; konsentrasi 0,2 N nilai x/m sebesar -0,006 ; konsentrasi 0,4 N nilai x/m sebesar -0,039 ; konsentrasi 0,6 N nilai x/m sebesar 0,009 ; konsentrasi 0,8 nilai x/m sebesar 0,003 ; konsentrasi 1 N nilai x/m sebesar 0,012. Menurut teori nilai adsorbsi semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan yang diukur. Hal ini seharusnya didapatkan hubungan grafik yang cukup linier, tetapi dalam percobaan kami didapatkan hasil yang kurang sesuai, yaitu grafik yang diperoleh kurang linier. Didapatkan volume akhir (setelah ditambah adsorben) NaOH yang dibutuhkan lebih banyak daripada volume awal, pada larutan asam asetat dengan konsentrasi 0,4 N yaitu 2,5 mL NaOH sedangkan awalnya hanya dibutuh 1,2 mL NaOH. Begitu juga dengan asam asetat yang memiliki konsentrasi 0,2 N. Pada percobaan ini ada beberapa kesalahan yang dilakukan pada saat praktikum. Pada saat melakukan titrasi titik ekivalen dan titik akhir terlambat dicapai, hal ini dikarenakan dalam proses pengenceran asam asetat tidak dilakukan dengan hati-hati sehingga tidak tepat pada garis batas labu ukur yang menyebabkan konsentrasi yang diperoleh tidak sesui dengan yang diharapkan. Kesalahan yang lain yaitu pada saat melakukan titrasi, pada saat indikator berubah warna,titrasi tidak langsung dihentikan,sehingga titik akhir dan titik ekivalen tidak sesuai dengan yang diharapkan. Serta pada saat mengocok dan menutup larutan yang berisi asam asetat dengan karbon aktif yang bersifat higroskopis akan menyerap air yang berupa gas disekitarnya sehingga konsentrasi yang diinginkan terjadi perubahan dan dapat menyebabkan data yang diinginkan tidak valid.




BAB. 5 PENUTUP
5.1       KESIMPULAN

• Karbon aktif berfungsi sebagai adsorben.
• Semakin kecil konsentrasi ( normalitas ) semakin sedikit jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi, begitu pula sebaliknya semakin semakin besar konsentrasi ( normalitas ) semakin banyak pula jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi.
• Jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi asam asetat yang telah diadsorpsi lebih sedikit dibandingkan jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi pertama (tanpa karbon).

5.2       SARAN

• Selalu periksa kondisi alat sebelum melakukan percobaan guna mendapatkan hasil yang lebih akurat.
• Selalu tingkatkan ketelitian dalam pengamatan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
• Ikuti petunjuk asisten dan buku penuntun untuk meminimalisasi kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Asam Asetat. http://www.id.wikipedia.org/Asam-Asetat diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Karbo Aktif. http://www.id.wikipedia.org/Karbon-Aktif diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Natrium Hidroksida. http://www.id.wikipedia.org/Natrium-Hidroksida diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Pheolptealein. http://www.id.wikipedia.org/Phenolptealein diakses tanggal 22 oktober 2010.
Atkins, P. W., 1994, Kimia Fisika, Erlangga, Jakarta.
Dainith, J., 1994, Kamus Lengkap Kimia, Erlangga, Jakarta.
Bird,Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas.Jakarta: Gramedia Pustaka        Utama.
Warnana, Dwa Desa, dkk. 2007.Termodinamika. Jakarta : Universitas Terbuka.


LAMPIRAN
PERHITUNGAN

1. Pengenceran

Diketahui : N₁ = 1 N
N₂ = 0.8N, 0.6N, 0.4N, 0.2N, 0.1N
V₂ = 50 mL

• N₂ = 0.8 N

V₁ . N₁ = V₂ . N₂
V₁ . 1N = 50 mL . 0.8 N
V₂ = 40 mL

• N₂ = 0.6 N

V₁ . N₁ = V₂ . N₂
V₁ . 1N = 50 mL . 0.6 N
V₂ = 30 mL

• N₂ = 0.4 N

V₁ . N₁ = V₂ . N₂
V₁ . 1N = 50 mL . 0.4 N
V₂ = 20 mL

• N₂ = 0.2 N

V₁ . N₁ = V₂ . N₂
V₁ . 1N = 50 mL . 0.2 N
V₂ = 10 mL

• N₂ = 0.1 N , V₂ = 10 mL

V₁ . N₁ = V₂ . N₂
V₁ . 1N = 100 mL . 0.1 N
V₂ = 10 mL

1. Perhitungan Asam Asetat yang diadsorbsi

Diketahui : N _NaOH = 0.5 N
m _Karbon = 1 gram

{60(x-y) . N_NaoH/1000} gram

• {60(6.4 -6)0.5N/1000} gram

=  0.012 gram
Log = -1,92
Log konsentrasi= 0

• {60(4,1-4)0.5N/1000} gram

= 0.003 gram
Log = -2,52
Log konsentrasi= -0,097

• {60(3,9-3,6)0.5N/1000} gram

= 0.009 gram
Log = -2,05
Log konsentrasi= -0,222

• {60(1,2-2,5)0.5N/1000} gram

= – 0.039 gram
Log = 1,41
Log konsentrasi= -0,391

• {60(1,1-1,3)0.5N/1000} gram

= – 0.006 gram
Log =2,22
Log konsentrasi= -0,699

• {60(0.7-0.4)0.5N/1000} gram

= 0.009 gram
Log = – 2,05
Log konsentrasi= -0,1



GRAFIK
buat sendiri aja