Laporan Entalpi Adsorpsi New.pdf

LAPORAN PRAKTIKUM TERMODINAMIKA KIMIA ENTALPI ADSORPSI

Nama NIM Kelas/Kelompok Asisten

: Shavira Nargis Rambe : 171810301062 : A/6 : Landep Ayuningtias

LABORATORIUM KIMIA FISIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2018

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Adsorpsi disebut juga sebagai proses penyerapan. Definisi dari adsorpsi adalah pembentukan lapisan gas pada permukaan padatan atau cairan. Adsorbat adalah istilah yang digunakan untuk mrnunjukkan zat yang terserap pada permukaan zat lain. Adsorben adalah zat dimana suatu permukaannya dapat digunakan untuk menyerap zat lain. Peristiwa adsorpsi atau penyerapan hanya menyentuh permukaannya saja sedangkan pada peristiwa absorpsi, zat yang diserap namun dapat menembus sampai ke dalam zat penyerap disebut sebagai absorpsi. Proses adsorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi, temperatur, luas permukaan, jenis adsorbat, jenis adsorben dan tekanan (Underwood, 2002). Proses adsorpsi adalah suatu proses yang sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya dalam pencemaran lingkungan yang disebabkan karena sistem industri tekstil. Pencemaran lingkungan tersebut dapat dibenahi dengan mengatur sistem pengolahan air limbah terhadap industri tekstil secara benar yaitu dengan cara menghilangkan warna. Warna dalam industri tekstil dapat dihilangkan melalui proses koagulasi-flokulasi dengan menggunakan karbon aktif. Karbon aktif sering disebut juga arang yaitu suatu jenis karbon yang mempunyai luas penampang yang besar. Fungsi dari karbon aktif adalah mampu menyisihkan kandungan warna pada bahan dalam proses penjernihan. Peristiwa adsorpsi juga dapat dijumpai pada selembar tissue, dimana selembar tissue tersebut dapat digunakan untuk menyerap air. Percobaan yang akan dilakukan dalam praktikum kali ini adalah entalpi adsorpsi. Percobaan adsorpsi ini menggunakan adsorben berupa karbon aktif atau arang. Konsentrasi asam asetat yang digunakan sangat bervariasi yaitu 0,2 M, 0,6 M dan 1 M dengan variasi suhu

. Suhu yang telah

ditentukan dapat digunakan untuk menentukan banyaknya larutan yang diadsorpsi atau diserap. Konsentrasi dari suatu zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat

diketahui. Suhu yang berbeda dapat mempengaruhi hasil serapan yang didapat dalam proses adsorpsi. 1.2 Rumusan Masalah 1.

Bagaimana pengaruh suhu terhadap adsorpsi asam asetat dengan karbon aktif?

2.

Berapa entalpi adsorpsi pada percobaan tersebut?

1.3 Tujuan 1.

Mempelajari secara pengaruh suhu terhadap adsorpsi asam asetat dengan karbon aktif

2.

Menentukan jumlah entalpi adsorpsi pada percobaan tersebut

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Safety Data Sheet (MSDS) 2.1.1 Asam asetat (C2H4O2) Asam asetat memiliki rumus molekul yaitu C2H4O2. Asam asetat berwujud r t

cairan yang tidak berwarna dan berbau menyengat. s

s t t s

tu s

s r

tt

r tu

t s

u s

s t t

rs

s t t s

s r

t s

pH 2. Asam asetat adalah senyawa yang bersifat mudah larut dalam air dingin dan air panas serta larut dalam dietil eter dan alkohol. Asam asetat adalah bahan yang sangat berbahaya karena dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit, menyebabkan gangguan pernapasan jika terhirup dan dan berbahaya jika tertelan. Tindakan pertolongan pertama jika terkena mata adalah melepas semua kontak lensa lalu basuh menggunakan air yang mengalir selama kurang lebih 15 menit serta dapat menggunakan air dingin untuk membasuhnya. Tindakan pertolongan pertama apabila terjadi kontak dengan kulit yaitu bilas dengan menggunakan air yang mengalir kurang lebih 15 menit sambil melepas semua pakaian dan sepatu yang terkontaminasi. Cara memberikan pertolongan pertama apabila terhirup yaitu segera cari udara segar dan berikan pernapasan buatan apabila tidak dapat bernapas. Berikan oksigen apabila masih sulit untuk bernapas. Cara memberikan pertolongan pertama apabila tertelan yaitu jangan memuntahkan apapun serta jangan memasukkan apapun ke dalam orang yang tidak sadar. Asam asetat sebaiknya disimpan dalam ruangan yang mempunyai ventilasi yang baik (ScienceLab, 2018). 2.1.2 Asam Oksalat (C2H2O4) Asam oksalat mempunyai rumus molekul yaitu C2H2O4. Asam oksalat berwujud padatan berwarna putih dan tidak berbau. Berat molekul yang dimiliki oleh asam oksalat yaitu sebesar 90,04 gram/mol. Asam oksalat bersifat mudah larut dalam air dingin, dietil eter dan alkohol. Asam oksalat adalah suatu bahan yang bersifat sangat berbahaya. Asam oksalat dapat mengakibatkan iritas pada mata dan kulit serta berbahaya apabila terhirup atau tertelan. Tindakan

pertolongan pertama jika terjadi kontak dengan mata yaitu melepas semua kontak serta basuh dengan menggunakan air mengalir kurang lebih 15 menit. Tindakan pertolongan pertama apabila terjadi kontak dengan kulit yaitu membilas menggunakan air mengalir selama 15 menit lalu diberi krim anti bakteri. Tindakan pertolongan pertama apabila terhirup yaitu segera bawa ke udara segar dan jika tidak bernapas segera berikan pernapasan buatan. Berikan oksigen apabila masih sulit untuk bernapas. Tindakan pertolongan pertama yang harus dilakukan apabila asam oksalat tidak sengaja tertelan yaitu jangan memuntahkan apapun serta jangan memasukkan apapun ke dalam mulut orang yang tidak sadarkan diri. Asam oksalat sebaiknya disimpan bersamaan dengan asam-asam lain pada kondisi tempat yang tertutup, kering dan sejuk serta dijauhkan dari logam-logam (ScienceLab, 2018). 2.1.3 Indikator phenolphtalein (PP) Indikator phenolphtalein yaitu senyawa berwujud cairan yang tidak berwarna. Indikator phenolphtalein mempunyai nilai pH 7 artinya bersifat netral. Indikator phenolphtalein bersifat sangat mudah larut dalam air dingin, air panas, metanol dan dietil eter serta bersifat larut dalam aseton. Indikator phenolphtalein bersifat berbahaya karena dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit serta ber berbahaya apabila tertelan. Tindakan pertolongan pertama apabila terkena mata yaitu melepas semua kontak lensa lalu membasuhnya dengan menggunakan air yang mengalir selama kurang lebih 15 menit. Cara memberikan pertolongan pertama apabila indikator phenolphtalein terkena kulit yaitu dengan membilas menggunakan air mengalir selama 15 menit dan dapat menggunakan sabun. Tindakan pertolongan pertama jika senyawa ini tertelan yaitu jangan memuntahkan apapun serta jangan memasukkan apapun ke dalam mulut orang yang tidak sadarkan diri. Indikator phenolphtalein sebaiknya disimpan dalam tempat yang tertutup dan jauhkan dari panas (ScienceLab, 2018). 2.1.4 Karbon aktif Karbon aktif disebut juga sebagai arang aktif. Karbon aktif adalah senyawa yang berbentuk padatan u u r t

u

r

t t

r u tu

rw r r

t t

r

t

tu s

s r

r

t

rs

tt

larut dalam air panas dan air dingin. Karbon aktif bersifat sedikit berbahaya apabila terkena mata dan kulit serta bila terhirup dan tertelan. Karbon aktif dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit. Tindakan pertolongan pertama yang harus dilakukan jika terkena mata yaitu melepas semua kontak lensa lalu membasuhnya dengan menggunakan air yang mengalir selama kurang lebih 15 menit. Cara memberikan pertolongan pertama apabila karbon aktif terkena kulit yaitu dengan membilas menggunakan air dan sabun. Tindakan pertolongan pertama jika senyawa ini tertelan yaitu jangan memuntahkan apapun tanpa bantuan tenaga medis. Tindakan pertolongn pertama apabila terhirup yaitu segera bawa ke udara yang segar. Karbon aktif sebaiknya disimpan dalam tempat yang memiliki ventilasi yang baik serta jauhkan dari panas (ScienceLab, 2018). 2.1.5 Natrium hidroksida (NaOH) Rumus molekul yang dimiliki oleh natrium hidroksida yaitu NaOH. Natrium hidroksida adalah suatu senyawa yang berwujud padatan kristal berwarna putih. Natrium hidroksida mempunyai berat molekul sebesar 40 gram/mol. Titik didih yang dimiliki oleh natrium hidroksida adalah sebesar 1388ºC sedangkan titik lelehnya adalah sebesar 323ºC. Natrium hidroksida dapat menyerap air atau uap air dalam keadaan terbuka. Natrium hidroksida bersifat mudah larut dalam air dingin. Natrium hidroksida termasuk senyawa yang sangat berbahaya karena dapat menyebabkan iritasi pada mata dan kulit serta berbahaya apabila terhirup dan tertelan. Tindakan pertolongan pertama jika terkena mata adalah melepas semua kontak lensa yang digunakan setelah itu membasuhnya dengan air mengalir selama kurang lebih 15 menit. Tindakan pertolongan pertama jika terkena kulit yaitu melepas semua pakaian dan sepatu yang terkontaminasi lalu membilasnya dengan menggunakan air mengalir kurang lebih 15 menit. Natrium hidroksida yang terhirup dapat diberikan pertolongan pertama dengan cara memindahkan ke udara yang segar lalu jika tidak bernapas segera berikan pernapasan buatan. Berikan oksigen apabila masih sulit untuk bernapas. Tindakan pertolongan pertama yang harus dilakukan apabila senyawa ini tertelan yaitu jangan memuntahkan apapun tanpa bantuan medis. Natrium hidroksida sebaiknya

disimpan dalam tempat yang tertutup serta pada tempat yang sejuk dan kering (ScienceLab, 2018).

2.2 Tinjauan Pustaka Adsorpsi merupakan proses yang terjadi ketika suatu fluida baik cairan maupun gas terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film atau disebut lapisan tipis pada permukaan padatan tersebut. Adsorpsi disebut juga dengan penyerapan. Adsorpsi secara umum yaitu proses penggumpalan substantsi terlarut yang terdapat dalam suatu larutan oleh permukaan zat penyerap dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya. Zat yang terserap pada suatu permukaan zat lain disebut adsorbat. Zat yang permukaannya dapat menyerap zat lain disebut adsorben (Brady, 2000). Adsorpsi atau penyerapan pada permukaan mempunyai arti yang berbeda dengan absorpsi atau penyerapan. Absorpsi adalah suatu proses dimana zat yang terserap dapat menembus ke dalam zat penyerap. Adsorpsi dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu: 1. Adsorpsi kimia, yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dan zat terlarut 2. Adsorpsi fisik, yaitu berhubungan dengan gaya Van der Waals. Adsorpsi adalah suatu proses bolak-balik apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dan adsorben lebih besar daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya maka zat terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben (Bird, 1993). Hubungan yang menunjukkan adanya distribusi pada adsorben antara fasa teradsorpsi pada permukaan adsorben dengan fasa ruah saat kesetimbangan pada temperatur tertentu disebut dengan isoterm adsorpsi. Isoterm Langmuir didasarkan pada: 1. Proses adsorpsi yang dijalani dilakukan dengan mekanisme yang sama 2. Adsorben mempunyai permukaan yang bersifat homogen dan hanya dapat mengadsorpsi satu molekul saja untuk tiap molekul adsorbennya. Tidak terjadi interaksi antara molekul molekul yang terserap 3. Terbentuk satu lapisan tunggal saat terjadi adsorpsi maksimum (monolayer) (Underwood, 2002). Proses adsorpsi dapat dinyatakan sebagai proses dimana molekul meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan suatu zat adsorben akibat

kimia dan fisika. Zat pencemar dalam proses adsorpsi disebut juga sebagai adsorbat atau zat yang diadsorpsi. Adsorpsi dapat dibagi menjadi tiga langkah, yaitu sebagai berikut: 1. Makrotransport, yaitu perpindahan zat pencemar di dalam air menuju ke permukaan adsorben 2. Mikrotransport, yaitu perpindahan adsorbat menuju ke pori-pori di dalam adsorben 3. Sorpsi, yaitu pelekatan zat adsorbat ke dinding pori-pori atau jaringan pembuluh kapiler mikroskopis (Bird, 1993). Jenis bahan yang dapat digunakan sebagai adsorben adalah air, natrium hidroksida dan asam sulfat. Air digunakan untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan serta untuk gas yang mudah larut. Natrium hidroksida cocok untuk digunakan sebagai adsorben untuk gas yang bereaksi dengan asam sedangkan asam sulfat digunakan untuk gas yang bereaksi dengan basa. Kolom adsorpsi adalah kolom atau suatu tabung dimana terjadi proses pengadsorpsi dari zat-zat yang

dilewatkan

atau

dialirkan

melalui

kolom

atau

tabung

tersebut

(Warnana, 2007). Sifat zat padat yang mengadsorpsi seperti sifat suatu molekul atau atom yang diserap, temperatur, konsentrasi dan sebagainya dapat mempengaruhi proses adsorpsi.

Proses adsorpsi dibagi menjadi tiga macam, yaitu chemisorpotion,

adsorpsi fisika dan pertukaran ion. Chemisorpotion terjadi karena adanya ikatan kimia antara zat terlarut dengan adsorbennya. Adsorpsi fisika atau physical adsorption terjadi karena adanya gaya tarik menarik oleh gaya Van der Waals. Pertukaran ion atau ion exchange terjadi karena adanya gaya elektrostatis. Efektivitas adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah: 1. Temperatur lingkungan 2. Luas permukaan 3. Jenis adsorbat 4. Jenis adsorben 5. Tekanan

6. Konsentrasi (Atkins, 1999). Permukaan padatan yang bersentuhan secara langsung dengan larutan dapat mengakibatkan molekul-molekul zat terlarut terserap pada permukaan padatan. Reaksi pada molekul yang teradsorpsi dapat dituliskan sebagai berikut: A+B

AB

(2.1)

Dimana: A

= adsorbat

B = adsorben AB = jumlah zat yang terserap Molekul yang terserap akan berkumpul pada permukaan penyerap atau karbon aktif apabila terjadi reaksi balik. Reaksi balik menyebabkan jumlah zat yang berada diruas sebelah kanan akan sama dengan jumlah zat yang berada diruas kiri. Proses adsorpsi akan berakhir apabila terjadi kesetimbangan (Sukardjo, 1997). Adsorpsi berbanding lurus dengan luas permukaan adsorben yaitu apabila adsorben mempunyai luas permukaan yang besar maka adsorpsi juga akan semakin besar. Konsentrasi yang digunakan dalam proses adsorpsi akan bernilai besar apabila zat yang diadsorpsi juga semakin besar. Pengaruh konsentrasi larutan terhadap proses adsorpsi dinyatakan sebagai berikut: X/m = K.Cn

(2.2)

Dimana: X = berat zat yang diadsorpsi m = berat adsorben C = berat adsoben saat keadaan setimbang K dan n = tetapan adsorben (Tim Kimia Fisik, 2018). Kuat atau lemahnya interaksi antara adsorben dengan adsorbatnya dipengaruhi oleh sifat adsorben dan adsorbatnya. Sifat keras atau lemahnya adsorben dan adsorbat juga dapat mempengaruhi tingkat kekuatan interaksinya. Kepolaran antara adsorben dengan adsorbatnya dapat digunakan untuk menentukan mengetahui komponen mana yang diadsorpsi lebih kuat. Adsorben

yang bersifat polar maka komponen yang sifatnya polar akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang bersifat kurang polar (Alberty, 1992). Adsorben yang paling banyak digunakan untuk menyerap zat-zat dalam suatu larutan adalah arang. Arang adalah zat yang paling banyak digunakan dalam dunia industri karena dapat berfungsi untuk menghilangkan zat-zat dalam suatu larutan. Pernyerapan pada arang bersifat selektif yaitu hanya menyerap zat terlarut atau pelarut saja dan bersifat sangat mirip dengan penyerapan oleh zat padat. Massa zat terlarut yang terdapat dalam cairan akan mengalami perpindahan menuju permukaan absorben apabila terjadi kontak antara pelarut yang mengandung zat terlarut dengan absorben. Konsentrasi zat terlarut dalam cairan juga akan berubah terhadap waktu dan posisinya dalam kolom adsorpsi apabila terjadi perubahan massa zat terlarut dalam suatu cairan menuju ke permukaan absorben (Keenan, 1984). Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorph dan berpori yang mengandung sekitar 85-95% karbon yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon misalnya batubara, kulit kelapa dan sebagainya. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap yang dimiliki oleh karbon aktif sangat besar, yaitu senilai 25-1000% terhadap berat karbon aktif. Karbon aktif sebanyak satu gram pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut. Produksi karbon aktif di dunia hampir 60% dimanfaatkan oleh industri-industri gula dan pembersihan minyak dan lemak, kimia dan farmasi (Keenan, 1984).

BAB 3. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat - Erlenmeyer - Buret dan statif - Gelas beaker - Kertas saring - Pipet volume - Gelas ukur - Labu ukur 50 mL - Waterbath - Pipet tetes - Corong gelas - Pipet mohr - Ball pipet 3.1.2 Bahan - Asam asetat - Asam oksalat - Indikator phenolphtalein - Karbon aktif - NaOH

3.2 Diagram Alir 3.2.1 Standarisasi Larutan Asam Asetat 1 N - dimasukkan dalam erlenmeyer sebanyak 10 mL - ditambahkan 2 atau 3 tetes indikator phenolphtalein - dititrasi dengan larutan NaOH - dilakukan secara duplo Hasil

3.2.2 Penentuan Entalpi Adsopsi Asam Asetat - dibuat masing-masing larutan sebanyak 50 mL dengan konsentrasi 0,8; 0,6; 0,4 dan 0,2 N - diambil 10 mL pada tiap-tiap larutan - dititrasi

dengan

0,5

M

NaOH

menggunakan

indikator

phenolphtalein sebanyak 3 tetes kemudian hasil titrasinya menunjukan konsentrasinya mula-mula - diambil setiap larutan sebanyak 10 mL lalu dimasukkan dalam erlenmeyer - ditambahkan sebanyak 0,5 gram adsorben (karbon aktif) lalu dikocok dan ditutup menggunakan kertas saring serta didiamkan selama 20 menit - diambil 10 mL pada masing-masing filtrat dan diberi indikator sebanyak 2 tetes - dititrasi dengan larutan NaOH sehingga dapat diketahui konsentrasinya yang ada di dalam larutan Hasil

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 4.1.1 Standarisasi Larutan NaOH No

̅ M NaOH

M C2H2O4 V C2H2O4 M NaOH V NaOH

1.

1N

10 mL

0,92 M

21,6 ml

2.

1N

10 mL

0,99 M

20,2 ml

0,95 N

4.1.2 Konsentrasi Mula-Mula Asam Asetat No

N

V

M

V NaOH

M CH3COOH

CH3COOH

CH3COOH

NaOH

1.

0.2 N

10 mL

0,95 M

4,2 mL

0,39 M

2.

0.6 N

10 mL

0,95 M

13,5 mL

1,28 M

3.

1N

10 mL

0,95 M

20,2 mL

1,91 M

4.1.3 Konsentrasi CH3COOH setelah adsorpsi pada suhu 25o C N CH3COOH

V CH3COOH

M NaOH

V NaOH

M CH3COOH

0.2 N

10 mL

0,95 M

4,0 mL

0,38 M

0.6 N

10 mL

0,95 M

11,5 mL

1,09 M

1N

10 mL

0,95 M

18,0 mL

1,71 M

4.1.4 Konsentrasi CH3COOH setelah adsorpsi pada suhu 35o C N

V CH3COOH

M NaOH

V NaOH

M CH3COOH

0.2 N

9,5 mL

0,95 M

3,8 mL

0,38 M

0.6 N

10 mL

0,95 M

11,2 mL

1,06 M

1N

9,3 mL

0,95 M

17,4 mL

1,77 M

CH3COOH

4.1.5 Konsentrasi CH3COOH setelah adsorpsi pada suhu 45o C N CH3COOH

V CH3COOH

M NaOH

V NaOH

M CH3COOH

0.2 N

8,0 mL

0,95 M

3,7 mL

0,44 M

0.6 N

8,7 mL

0,95 M

10,5 mL

1,14 M

1N

10 mL

0,95 M

16,5 mL

1,57 M

4.1.6 Data Hasil Perhitungan Suhu 25 Konsentrasi

Berat Molekul

NaOH

NaOH

0.2 M 0,6 M

40 g/mol

1M

Log (X/m)

Log C

-1,81

-0,42

-0,81

0,03

-0,77

0,23

k

3,64

Suhu 35 Konsentrasi

Berat Molekul

NaOH

NaOH

0,2 M 0,6 M

40 g/mol

1M

Log (X/m)

Log C

-1,51

-0,42

-0,75

0,02

-0,67

0,24

k

4,80

Suhu 45oC Konsentrasi

Berat Molekul

NaOH

NaOH

0,2 M 0,6 M 1M

40 g/mol

Log (X/m)

Log C

-1,42

-0,35

-0,64

0,05

-0,55

0,19

k

2,29

Nilai Entalpi Adsorpsi ( Hadsorpsi) T (K)

1/T (K-1)

k

∆H

ln k

(adsorpsi) 298

0,00335

364

1,29

308

0,00324

4,80

1,56

318

0,00314

2,92

0,82

17,135kJ/mol

4.2 Pembahasan Praktikum kali ini yaitu membahas tentang entalpi adsorpsi. Adsorpsi merupakan suatu proses penggumpalan substantsi terlarut yang terdapat dalam suatu larutan oleh permukaan zat penyerap dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya. Proses adsorpsi terdiri atas adsorbat dan adsorben. Adsorbat adalah zat yang terserap pada permukaan zat lain sedangkan zat yang permukaannya dapat menyerap zat lain disebut sebagai adsorben. Entalpi adsorpsi yaitu energi atau kalor yang dibutuhkan untuk mengadsorpsi zat lain pada permukaan. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari secara kualitatif sifat-sifat adsorpsi dari suatu bahan adsorben dan untuk menentukan entalpi adsorpsinya. Adsorben yang digunakan dalam percobaan ini adalah karbon aktif atau arang sedangkan zat yang berperan sebagai adsorbat adalah asam asetat (C2H4O2). Arang aktif atau karbon aktif dicampurkan dalam konsentrasi asam asetat. Konsentrasi asam asetat dibuat secara bervariasi yaitu 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N. Konsentrasi dilakukan secara bervariasi dengan tujuan agar dapat mengetahui konsentrasi pada saat suhu yang sama dalam penyerapan larutan asam oksalat oleh arang aktif atau karbon aktif. Suhu yang digunakan dalam percobaan ini juga u t s c r

rv r s

tu

˚

˚

˚

P r

u

v r s su u

dilakukan dengan tujuan agar dapat mengetahui pengaruh temperatur terhadap kelarutan asam oksalat. Percobaan ini menghitung selisih antara volume larutan NaOH yang dibutuhkan larutan asam asetat dalam mencari titik akhir titrasi saat sebelum dicampurkan atau ditambahkan karbon aktif dan sesudah dicampurkan atau diberi tambahan karbon aktif.

Larutan NaOH haruslah distandarisasi terlebih dahulu dengan larutan primer asam oksalat 1 N. Standarisasi diperlukan agar dapat mengetahui kadar atau konsentrasi NaOH secara tepat. Titrasi yang dilakukan perlu ditambahkan dengan indikator phenolptalein sebanyak 3 tetes. Fungsi penggunaan indikator phenolptalein dalam percobaan ini adalah untuk mengetahui kapan terjadinya titik akhir pada proses titrasi. Indikator phenolptalein memiliki nilai trayek antara 8,210,0. Indikator phenolptalein tidak berwarna pada saat suasana asam dan akan berwarna pink saat suasana basa. Nilai pH pada titrasi ini diramalkan akan mencapai titik akhir pada saat suasana basa. Hal tersebut dikarenakan larutan NaOH berasal dari basa kuat sedangkan asam oksalat merupakan asam lemah. Semakin tinggi konsentrasi asam oksalat yang digunakan maka larutan yang terbentuk akan semakin bersifat asam dan larutan NaOH yang dibutuhkan saat proses titrasi untuk mencapai titik akhir akan semakin banyak. Reaksi yang terjadi pada proses titrasi antara asam oksalat dengan larutan NaOH adalah sebagai berikut: H2C2O4 ( q) + N OH ( q) → N 2C2O4 (aq) + 2 H2O (l)

(4.1)

Percobaan selanjutnya yaitu membuat asam asetat dengan konsentrasi yang bervariasi yaitu 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N. Variasi konsentrasi yang digunakan dilakukan dengan cara pengenceran menggunakan akuades. Volume asam asetat yang digunakan antara lain 10 mL, 30 mL dan 50 mL. Variasi konsentrasi asam asetat dititrasi dengan tujuan agar mendapatkan konsentrasi mula-mula larutan asam asetat sebelum diadsorpsi dengan karbon aktif atau arang. Volume titran atau asam asetat yang dibutuhkan agar mencapai titik akhir titrasi pada variasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N secara berurutan adalah 4,2 mL, 13,5 mL dan 20,2 mL. Berdasarkan data percobaan yang diperoleh bahwa semakin tinggi konsentrasinya maka jumlah titran yang dibutuhkan agar mencapai titik akhir juga akan semakin banyak serta volume NaOH yang dibutuhkan juga semakin besar. Persamaan reaksi antara asam astetan dengan larutan NaOH adalah sebagai berikut: CH3 OOH ( q) + N OH ( q)→ H3COONa (aq)+ H2O (l)

(4.2)

Percobaan selanjutnya yaitu menentukan konsentrasi asam asetat ketika telah diadsorpsi dengan menggunakan karbon aktif serta variasi suhu yang

P r

berbeda-

u

p rt

tu p

su u

˚

sebanyak 10 mL larutan asam asetat yang telah diencerkan menggunakan akuades dengan variasi konsentrasi yang berbeda-beda. Karbon aktif yang telah ditimbang sebesar 0,5 gram kemudian dimasukkan dalam larutan asam asetat dalam gelas beaker. Karbon aktif yang telah dimasukkan dalam gelas beaker harus ditutup kemudian dikocok. Gelas beaker ditutup bertujuan agar larutan tidak terkontaminasi oleh zat-zat yang dapat mempengaruhi daya asam asetat oleh karbon aktif. Proses pengocokan pada gelas beaker bertujuan agar karbon aktif tercampur secara sempurna dalam larutan sehingga penyerapannya dapat r

su

s c r

pt

P

u

p

v r s su u

˚

s

rt

diletakkan dalam waterbath namun hanya didiamkan dalam ruangan karena suhu ruang dianggap setara dengan suhu

˚

Pr s s p

u

s t

s

beaker telah diletakkan pada ruangan terbuka selama 20 menit dengan tujuan untuk membiarkan terjadinya kontak atau interaksi antara karbon aktif dengan larutan asam asetat. Larutan tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring agar larutan yang dihasilkan tidak terkontaminasi atau tidak terkandunng unsur karbon. Hasil larutan yang tidak mengandung unsur karbon didalamnya maka dilakukan titrasi dengan mengambil volume larutan tersebut sebanyak 10 mL pada setiap variasi konsentrasi dan diberi indikator phenolptalein sebanyak tiga tetes. Titrasi ini dilakukan untuk menentukan titik ekivalen. Volume titran yang diperlukan dengan variasi konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N secara berturut-turut adalah 4,0 mL, 11,5 mL dan 18,0 mL. Hasil percobaan tersebut telah sesuai dengan literatur, dimana volume larutan NaOH yang dibutuhkan saat sebelum diberi tambahan karbon aktif lebih besar dibandingkan setelah diberi tambahan karbon aktif. Perlakuan selanjutnya yaitu pengujian adsorpsi larutan asam asetat oleh karbon aktif menggunakan variasi konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N dengan su u

˚

L rut

s

s t t

t

c r

u

s s su

dengan variasi konsentrasi kemudian diambil sebanyak 10 mL dan ditambahkan karbon aktif sebanyak 0,5 gram. Campuran larutan asam asetat tersebut diletakkan pada gelas beaker yang ditutup menggunakan aluminium foil lalu dikocok dan

diletakkan pada waterbath untuk dipanaskan selama 20 menit. Pemanasan dilakukan dengan tujuan untuk melihat pengaruh suhu terhadap hasil adsorpsi. Larutan segera disaring menggunakan kertas saring setelah dipanaskan agar tidak terkontaminasi karbon. Larutan yang telah disaring diambil sebanyak 9,5 mL pada konsentrasi 0,2 N, 10 mL pada konsentrasi 0,6 N dan 9,3 mL pada konsentrasi 1,0 N lalu diberi indikator phenolptalein sebanyak tiga tetes yang kemudian dititrasi dengan larutan NaOH. Volume titran yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalennya berdasarkan konsentrasi terendah ke tertinggi adalah 3,8 mL, 11,2 mL dan 17,4 mL. Konsentrasi asam asetat berubah menjadi 0,38 N, 1,06 N dan 1,77 N. Hasil perlakuan menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsentrasi awal s

u

s rps

s t

s rps p

s t su u

˚

H s

diperoleh dalam perlakuan ini juga telah sesuai dengan literatur dimana volume NaOH yang dibutuhkan lebih sedikit daripada saat sebelum diberi penambahan karbon aktif. Perlakuan terakhir yaitu pengujian adsorpsi larutan asam asetat oleh karbon aktif menggunakan variasi konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N dengan su u

˚

L rut

s

s t t

t

diencerkan dengan akuades sesuai

dengan variasi konsentrasi kemudian diambil sebanyak 10 mL dan ditambahkan karbon aktif sebanyak 0,5 gram. Campuran larutan asam asetat tersebut diletakkan pada gelas beaker yang ditutup menggunakan aluminium foil lalu dikocok dan diletakkan pada waterbath untuk dipanaskan selama 20 menit. Pemanasan dilakukan dengan tujuan untuk melihat pengaruh suhu terhadap hasil adsorpsi. Larutan segera disaring menggunakan kertas saring setelah dipanaskan agar tidak terkontaminasi oleh karbon. Larutan yang telah disaring diambil sebanyak 8 mL pada konsentrasi 0,2 N, 8,7 mL pada konsentrasi 0,6 N dan 10 mL pada konsentrasi 1,0 N lalu diberi indikator phenolptalein sebanyak tiga tetes yang kemudian dititrasi dengan larutan NaOH. Volume titran yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalennya berdasarkan konsentrasi terendah ke tertinggi adalah 3,7 mL, 10,5 mL dan 16,5 mL. Konsentrasi asam asetat berubah menjadi 0,44 N, 1,14 N dan 1,57 N. Hasil perlakuan menunjukkan bahwa terjadi penurunan s tr s

w

s

u

s rps

s t

s rps p

s t su u

˚

Hasil yang diperoleh dalam perlakuan ini juga telah sesuai dengan literatur dimana volume NaOH yang dibutuhkan lebih sedikit daripada saat sebelum diberi penambahan karbon aktif. Grafik hubungan antara log X/m dengan Log C pada saat suhu 250C adalah sebagai berikut: y = 0,5444x + 0,5618

Grafik Hubungan log C dengan log X/m R² = 0,9283 0,3 0,2 0,1 log C

0 -2

-1,5

-1

-0,5

-0,1 0

Series1

-0,2

Linear (Series1)

-0,3 -0,4 log X/m

-0,5

4.1 Grafik hubungan Log (X/m) dengan Log C pada suhu 250C Massa adsorben yang digunakan pada suhu 25°C setelah didiamkan dengan penambahan karbon aktif dari konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N secara berturutturut adalah 0,503 g, 0,501 g dan 0,505 g. Nilai n dan k dapat diketahui dengan memplotkan nilai log C pada sumbu x dan log X/m pada sumbu y. Berdasarkan grafik diatas diperoleh persamaan y = 0,544x + 0,561. Nilai n adalah 0,544 sedangkan nilai log k adalah 0,561, sehingga nilai k adalah sebesar 3,64.

Grafik hubungan antara log X/m dengan Log C pada saat suhu 350C adalah sebagi berikut:

Grafik Hubungan log C dengan log y = 0,7271x + 0,681 X/m R² = 0,8782 0,4

log C

0,2 -2

0 -1,5

-1

-0,5

-0,2

Series1 0

Linear (Series1)

-0,4 -0,6 log X/m

4.2 Grafik hubungan Log (X/m) dengan Log C pada suhu 350C Massa adsorben yang digunakan pada suhu 35°C setelah didiamkan dengan penambahan karbon aktif dari konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N secara berturutturut adalah 0,500 g, 0,504 g dan 0,512 g. Nilai n dan k dapat diketahui dengan memplotkan nilai log C pada sumbu x dan log X/m pada sumbu y. Berdasarkan grafik diatas diperoleh persamaan y = 0,727x + 0,681. Nilai n adalah 0,727 sedangkan nilai log k adalah 0,681, sehingga nilai k adalah sebesar 4,80. Grafik hubungan antara log X/m dengan Log C pada saat suhu 450C adalah sebagi berikut: y = 0,5784x + 0,4666 Grafik Hubungan log C dengan log X/m R² = 0,9752 0,3 0,2

log C

0,1 -1,5

0 -1

-0,5

-0,1 0

Series1

-0,2 -0,3 log X/m

-0,4

4.3 Grafik hubungan Log (X/m) dengan Log C pada suhu 450C

Massa adsorben yang digunakan pada suhu 35°C setelah didiamkan dengan penambahan karbon aktif dari konsentrasi 0,2 N, 0,6 N dan 1,0 N secara berturutturut adalah 0,500 g, 0,505 g dan 0,512 g. Nilai n dan k dapat diketahui dengan memplotkan nilai log C pada sumbu x dan log X/m pada sumbu y. Berdasarkan grafik diatas diperoleh persamaan y = 0,578x + 0,466. Nilai n adalah 0,578 sedangkan nilai log k adalah 0,466, sehingga nilai k adalah sebesar 2,92.

Grafik 1/T vs ln k 2 y = 2061,7x - 5,4674 R² = 0,3532

1,5 1

ln k

Series1

0,5 0 0,00310,003150,00320,003250,00330,003350,0034 1/T

4.4 Grafik hubungan ln k dengan 1/T Gambar diatas menunjukkan hubungan antara ln k dengan 1/T. Grafik tersebut menunjukkan garis melengkung yang membuktikan bahwa variasi suhu yang digunakan tidak terpaut jauh. Suhu yang digunakan adalah 250C, 350C dan 450C. Grafik yang diperoleh menunjukkan persamaan y = 2061x – 5,467. Entalpi pelarutannya dapat diperoleh sebesar 17,135 kJ/mol. Entalpi pelarutan yang diperoleh bernilai positif yang menunjukkan bahwa proses pelarutannya terjadi secara endotermis, yaitu menyerap energi berupa panas selama proses pelarutan berlangsung.

BAB 5. PENUTUP

4.1 Kesimpulan Berdasarkan praktikum tentang entalpi adsorpsi yang telah dilakukan, kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum mengenai entalpi adsorpsi ini adalah mengetahui sifat dari bahan adsorben yang digunakan yaitu karbon aktif atau arang. Karbon aktif merupakan suatu senyawa yang memiliki sifat adsorpsi yang sangat kuat baik di udara maupun dalam suatu cairan. Semakin tinggi suhu yang digunakan maka semakin banyak pula volume NaOH yang dibutuhkan dalam titrasi sehingga akan semakin banyak pula substansi yang terserap oleh asam asetat. Konsentrasi yang semakin besar maka semakin banyak juga volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi. Entalpi adsorpsi dapat diukur melalui titrasi secara kuantitatif. Entalpi adsorpsi yang dihasilkan pada percobaan ini adalah 17,135 kJ/mol

4.2 Saran Saran untuk praktikum ini adalah lebih berhati-hati ketika sedang melakukan titrasi, khususnya ketika menjelang titik akhir titrasi. Penimbangan karbon aktif yang akan digunakan juga harus diperhatikan dengan teliti. Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini juga harus dijaga kebersihan dan kesterilannya agar memperoleh hasil atau data yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA Alberty, Robert. 1992. Kimia Fisika Edisi Kelima Jilid I. Jakarta: Erlangga. Atkins. 1999. Kimia Fisika. Jakarta: Erlangga. Bird. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta: Gramedia. Brady. 2000. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta: Binarupa Aksara. Keenan, Charles. 1984. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga. ScienceLab. 2018. MSDS Asam asetat. [Serial Online]. www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9922769 [14 Oktober 2018]. ScienceLab. 2018. MSDS Asam oksalat. [Serial Online]. www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926346 [14 Oktober 2018]. ScienceLab. 2018. MSDS Indikator phenolphtalein. [Serial Online]. www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926477. [14 Oktober 2018]. ScienceLab. 2018. MSDS Karbon aktif. [Serial Online]. www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923386 [14 Oktober 2018]. ScienceLab. 2018. MSDS Natrium hidroksida. [Serial Online]. www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924998. [14 Oktober 2018]. Sukardjo. 1997. Termodinamika Kimia. Jakarta: Erlangga. Tim Kimia Fisik. 2018. Penuntun Praktikum Termodinamika Kimia. Jember: Universitas Jember. Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitas. Jakarta: Erlangga. Warnana. 2007. Termodinamika. Jakarta: Universitas Terbuka.

LEMBAR PERHITUNGAN

A. Standarisasi Larutan NaOH  Perc 1 N H2C2O4 . V H2C2O4 1×2× 10 ml N NaOH = 0,92 M  Perc 2 N H2C2O4 . V H2C2O4 1 M x 2 x 10 ml N NaOH = 0,99 N

= N NaOH . VNaOH = N NaOH . 21,6 ml

= N NaOH . VNaOH = N NaOH . 20,2 ml

̅ B. Konsentrasi Mula-Mula Asam Asetat (sebelum penambahan karbon aktif)  Perc 1 N CH3COOH . V CH3COOH = N NaOH . VNaOH M CH3COOH. 10 ml = . 4,2 ml M CH3COOH = 0,39 M  Perc 2 M CH3COOH . V CH3COOH = M NaOH . VNaOH M CH3COOH. 10 ml = . 13,5 ml M CH3COOH = 1,28 M  M CH3COOH . V CH3COOH = M NaOH . VNaOH M CH3COOH. 10 ml = . 20,2 ml M CH3COOH = 1,91 M C. Konsentrasi asam asetat setelah adsorpsi pada suhu  Perc.1 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 10 mL = x 4 mL M CH3COOH = 0,38 M  Perc. 2 M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 10 mL = x 11,5 mL M CH3COOH = 1,09 M  Perc. 3 M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 10 mL = x 18 mL M CH3COOH = 1,71 M

D. Konsentrasi asam asetat dalam larutan pada suhu  Perc.1 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 9,5 mL = x 3,8 mL M CH3COOH = 0,38 M  Perc.2 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 10 mL = x 11,2 mL M CH3COOH = 1,06 M  Perc.3 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 9,3 mL = x 17,4 mL M CH3COOH = 1,77 M E. Konsentrasi asam asetat dalam larutan pada suhu  Perc.1 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 8 mL = x 3,7 mL M CH3COOH = 0,44 M  Perc.2 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 8,7 mL = x 10,5 mL M CH3COOH = 1,14 M  Perc.3 : M CH3COOH x V CH3COOH = M NaOH x V NaOH M CH3COOH x 10 mL = x 16,5 mL M CH3COOH = 1,57 M F. Massa zat yang diadsorpsi ( ) [ ] Ket : a = volume NaOH sebelum adsorpsi b = volume NaOH setelah adsorpsi 1. Massa zat yang diadsorpsi pada suhu  Perc 1 ( ) 



Perc 2 ( = Perc 3 (

)

)

= 2. Massa zat setelah diadsorbsi pada suhu 35  Perc 1 ( ) =  Perc 2 ( ) =  Perc 3 ( ) = 3. Massa zat setelah diadsorbsi pada suhu 45  Perc 1 =  Perc 2 ( =  Perc 3 ( = G. Nilai log C pada suhu

)

)



CH3COOH (0,2N) log C = log 0,38 = -0.42  CH3COOH (0,6N) log C = log 1,09 = 0,03  CH3COOH (1N) log C = log 1,71 = 0,23 H. Nilai log C pada suhu 



CH3COOH (0,2N) log C = log 0,38 = -0.42 CH3COOH (0,6N) log C = log 1,06

= 0,02  CH3COOH (1N) log C = log 1,77 = 0,24 I. Nilai log C pada suhu  CH3COOH (0,2N) log C = log 0,44 = -0.35  CH3COOH (0,6N) log C = log 1,14 = 0,05  CH3COOH (1N) log C = log 1,57 = 0,19 J. Nilai log X/m pada suhu 250C  X1= log = -1,81 

X2=

m=0,5 m=0,5

log = -0,81 

X3=

m=0,5

log = -0,77 K. Nilai log x/m pada suhu  CH3COOH (0,2N) log 

= log

= -1,51 CH3COOH (0,6N) log = log



= -0,75 CH3COOH (1N)



log = log

= -0,67 L. Nilai log x/m pada suhu  CH3COOH (0,2N) log 

= log

= -1,42 CH3COOH (0,6N)

log = log 

= -0,64 CH3COOH (1N)



log = log

= -0,55 M. Grafik log C (y) vs log X/m (x) pada suhu Nilai n dan k pada suhu 25oC y = mx + c y = 0,544x + 0,561 Maka, m = n = 0,544 c = log k = 0,561 k = 3,64 ln k = 1,29 y = 0,5444x + 0,5618

Grafik Hubungan log C dengan log X/m R² = 0,9283 0,3 0,2 0,1 0 log C

-2

-1,5

-1

-0,5

-0,1

0

-0,2 -0,3 -0,4 log X/m

-0,5

N. Grafik log C (y) vs log X/m (x) pada suhu 35o C Nilai n dan k padasuhu 32oC Y = mx + c y = 0,727x + 0,681 Maka, m = n = 0,727 c = log k = 0,681 k = 4,80 ln k = 1,56

Series1 Linear (Series1)

Grafik Hubungan log C dengan logy X/m = 0,7271x + 0,681 R² = 0,8782

0,3 0,2 0,1 0 log C

-2

-1,5

-1

-0,5

-0,1

0

-0,2

Series1 Linear (Series1)

-0,3 -0,4 -0,5

log X/m

O. Grafik log C (y) vs log X/m (x) pada suhu 45o C Nilai n dan k padasuhu 37oC Y = mx + c y = 0,578x + 0,466 Maka, m = n = 0,578 c = log k = 0,466 k = 2,92 ln k = 0,82 0,5784x + 0,4666 Grafik Hubungan log C dengan logy =X/m R² = 0,9752 0,3 0,2

log C

0,1 -1,5

0 -1

-0,5

-0,1 0 -0,2 -0,3

log X/m

-0,4

Series1

P. Grafik 1/T (x) vs ln k (y)

Grafik 1/T vs ln k 1,8 1,6 1,4 1,2 1 ln k 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335 0,0034 1/T

Nilai H Y = mx + c dari persamaan ln k= - H/R . (1/T) y = 2061x -5467 H (entalpi adsorpsi) = m x R = 2061 K x 8,314 J/mol K = 17,135 kJ/mol

y = 2061,7x - 5,4674 R² = 0,3532

Series1 Linear (Series1)