4. Pengertian
• Adsorpsi peristiwa penyerapan suatu substansi pada permukaan zat padat
• Ketika permukaan padat bersentuhan dengan gas atau cairan, molekul dari gas
atau cairan mulai berkumpul di permukaan padatan.
• Adsorpsi fenomena fisik yang terjadi saat molekul-molekul gas atau zat cair
dikontakkan dengan suatu permukaan padatan (disosiatif atau molekul)
• Desorpsi proses kebalikannya
• Suatu zat yang terakumulasi pada
permukaan padat disebut adsorbat
• Permukaan padat tempat zat itu
terjadi adalah adsorben
5. Jenis-Jenis Adsorpsi
• Berdasarkan kekuatan interaksi molekular antara permukaan
adsorben dengan adsorbat
• Adsorpsi Fisika (physisorption)
• Adsorpsi Kimia (chemisorption)
6. 1. Adsorpsi Fisika (Physisorption : Fisisorpsi)
• Adsorpsi yang terjadi karena adanya gaya Van der Waals
• Gaya Van der Waals gaya tarik-menarik yang relatif lemah antara
adsorbat dengan permukaan adsorben.
• Adsorbat tidak terikat kuat pada adsorben sehingga adsorbat dapat
bergerak dari suatu bagian permukaan adsorben ke bagian permukaan
adsorben lainnya dan pada permukaan yang ditinggalkan oleh adsorbat
tersebut dapat digantikan oleh adsorbat lainnya.
• Adsorpsi fisika peristiwa reversible, proses eksotermik.
• Proses adsorpsi fisika terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi.
• Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi ini dapat diputuskan dengan mudah
yaitu dengan pemanasan pada temperatur sekitar 150–200oC selama 2-3
jam.
7. 2. Adsorpsi Kimia (Chemisorption : Kemisorpsi)
• Adsorpsi yang terjadi karena terbentuknya ikatan kimia antara
molekul-molekul adsorbat dengan adsorben (umumnya ikatan
kovalen) sangat spesifik, hanya terjadi jika ada ikatan kimia antara
adsorben dan adsorbat
• Ikatan yang terbentuk merupakan ikatan yang kuat sehingga lapisan
yang terbentuk merupakan lapisan monolayer.
• Adsorpsi kimia tidak bersifat reversibel (irreversible) dan umumnya
terjadi pada suhu tinggi di atas suhu kritis adsorbat.
• Oleh karena itu, untuk melakukan proses desorpsi dibutuhkan energi
yang lebih tinggi untuk memutuskan ikatan yang terjadi antara
adsorben dengan adsorbat
9. • Banyak logam yang cocok untuk mengadsorpsi gas, dan urutan umum kekuatan adsorpsi menurun
sepanjang O2, C2H2, C2H4, CO, H2, CO2, dan N2.
• Beberapa molekul ini teradsorpsi secara disosiatif (misalnya, H2).
• Unsur-unsur dari blok d, seperti besi, vanadium, dan kromium, menunjukkan aktivitas yang kuat
terhadap semua gas ini, tetapi mangan dan tembaga tidak mampu menyerap N2 dan CO2.
• Logam di sebelah kiri tabel periodik (misalnya, magnesium dan litium) dapat menyerap (dan, pada
kenyataannya, bereaksi dengan) hanya gas paling aktif (O2).
11. Perbedaan Jenis Adsorpsi
Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia
Molekul terikat pada adsorben oleh gaya Van der
Walls
Molekul terikat pada adsorben oleh ikatan kimia
(biasanya ikatan kovalen)
Mempunyai entalpi adsorpsi -4 sampai 40 kJ/mol Mempunyai entalpi adsorpsi - 40 sampai 800 kJ/mol
Adsorpsi hanya terjadi pada suhu dibawah titik didih
adsorbat (suhu rendah)
Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi
Fisisorpsi menurun dengan meningkatnya suhu Kemisorpsi meningkat dengan meningkatnya suhu.
Menghasilkan lapisan multimolekul Menghasilkan lapisan unimolekuler
Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik
Energi aktivasi kurang dalam fisisorpsi Energi aktivasi tinggi dalam chemisorption
13. Adsorben
• Adsorben yang mengadsorpsi secara fisik
• Karbon aktif
• Silika gel
• zeolit
• Adsorben yang mengadsorpsi secara kimia
• Kalsium klorida
• Logam hidrida
• Garam kompleks
• Adsorben yang mengadsorpsi secara kimia dan fisik
(composite adsorbent)
14. Faktor yang mempengaruhi adsorpsi
1. Sifat dan luas permukaan adsorben
2. Sifat adsorbat
3. Temperatur
4. Tekanan gas adsorbat
5. Waktu kontak
6. Kehadiran kation atau anion
7. Sifat media
15. 1. Sifat dan luas permukaan adsorben
• Aktivasi adsorben diperlukan untuk menyediakan tempat
yang kosong pada permukaannya untuk mengikat adsorbat.
• Kristal padat perlu dipecah untuk membentuk partikel kecil
atau bentuk bubuk untuk meningkatkan luas permukaan
untuk mengikat.
• Padatan berpori dan halus, mis. arang, menyerap lebih
banyak dibandingkan dengan bahan keras yang tidak berpori
16. 1. Luas permukaan adsorben padat
a. Kemurnian adsorben
• adsorben yang lebih murni memiliki kemampuan adsorpsi yang lebih baik.
b. Luas permukaan dan volume pori adsorben
• Jumlah molekul adsorbat yang teradsorpsi meningkat dengan bertambahnya
luas permukaan dan volume pori adsorben.
• Dalam proses adsorpsi, adsorben sering kali ditingkatkan luas permukaannya
karena luas permukaan adsorben merupakan salah satu faktor utama yang
mempengaruhi proses adsorpsi
• Luasnya adsorpsi tergantung langsung pada luas permukaan adsorben, yaitu
semakin besar luas permukaan adsorben, semakin besar luas adsorpsi.
• Luas permukaan serbuk penyerap padat bergantung pada ukuran partikelnya.
Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas permukaannya.
17. 2. Sifat adsorbat
• Ukuran molekul adsorbat
• Ukuran molekul adsorbat mempengaruhi ukuran pori dari adsorben yang
digunakan
• Molekul-molekul adsorbat yang dapat diadsorpsi : molekul-molekul yang
diameternya lebih kecil dari diameter pori adsorben
18. 2. Sifat adsorbat
• Kelarutan : adanya persaingan antara preferensi pengikatan
permukaan zat terlarut-padat dengan tarik-menarik zat terlarut-
pelarut terjadi.
• Adsorpsi zat terlarut dari larutan encer melibatkan pemutusan ikatan pelarut-
zat terlarut dan ikatan pelarut-adsorben bersama dengan pembentukan
ikatan zat terlarut-adsorben
• Variabel yang mempengaruhi kelarutan : ionisasi, polaritas, dan ukuran
molekul
• Kelarutan minimum ketika senyawa tidak bermuatan. Ketika polaritas
meningkat, adsorbat mendapatkan kelarutan yang lebih tinggi karena air
adalah pelarut polar.
• MW yang tinggi dari adsorbat menurunkan kelarutan
19. 3. Temperatur
• Fisisorpsi terjadi pada suhu rendah sementara kemisorpsi meningkat
seiring dengan suhu.
• Awalnya, suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk mengatasi energi
aktivasi, diikuti oleh penurunan adsorpsi karena pelepasan panas.
• Reaksi adsorpsi hampir selalu eksotermis Hrxn umumnya negatif.
Panas dilepaskan oleh reaksi oleh karena itu ketika T meningkat,
tingkat adsorpsi menurun.
• Kapasitas adsorpsi adsorben menurun dengan meningkatnya suhu.
21. 3. Tekanan pada gas adsorbat
• Peningkatan tekanan gas adsorbat meningkatkan tingkat adsorpsi.
• Pada suhu rendah, tingkat adsorpsi meningkat dengan cepat dengan tekanan.
• Pada rentang tekanan yg kecil, tingkat adsorpsi ditemukan berbanding lurus
dengan tekanan.
• Pada tekanan tinggi (mendekati tekanan uap jenuh gas), adsorpsi cenderung
mencapai nilai batas.
• Peningkatan adsorpsi hanya terjadi sampai titik jenuh setelah itu tidak ada
adsorpsi terjadi terlepas dari tekanan yang diberikan secara eksternal.
23. Penelitian terkait
• Endang Laksono (3,2001 :179) telah mengalirkan gas oksigen pada
permukaan logam nikel yang berorientasi (111) pada suhu 650K dan
300K, ternyata untuk tekanan gas yang sama hasil yang didapat
adalah berbeda. Pada suhu 650K diperoleh lapisan tipis NiO(100)
sedangkan pada 300K diperoleh NiO(111) yang distabilkan oleh gugus
hidroksil.
24. 4. Waktu kontak
• Waktu kontak adsorben dan adsorbat:
• Waktu yang lebih lama memungkinkan adsorpsi terjadi
secara lengkap.
25. 5. Kehadiran kation dan anion
• Secara umum, adanya kompetisi untuk sejumlah situs yang terbatas
antara adsorbat dan kation-anion tingkat penyerapan yang lebih
rendah.
• Penghilangan kotoran teradsorpsi meningkatkan jumlah adsorpsi.
26. 6. Sifat media
• Adsorpsi zat terlarut akan maksimal jika pelarutnya inert media yang tidak
memiliki afinitas untuk adsorben atau zat terlarut.
• pH sering mempengaruhi muatan permukaan pada adsorben serta muatan pada
zat terlarut.
• Perubahan adsorpsi dengan pH dikaitkan dengan efisiensi ionisasi molekul
adsorben dan adsorbat.
27. Contoh Adsorpsi
• Silica gel membantu mengeringkan udara karena molekul air yang ada
di udara teradsorpsi pada permukaan silika gel.
• Jika arang ditambahkan ke larutan pewarna organik berwarna dan
dikocok dengan baik, larutan menjadi tidak berwarna karena molekul
pewarna teradsorpsi pada permukaan arang.
• Jika gas seperti klorin atau amonia dikurung dalam wadah tertutup
dengan arang bubuk, tekanan di dalamnya berkurang karena
permukaan arang menyerap molekul gas.
28. Isoterm Adsorpsi
• Isoterm Langmuir
• Isoterm BET (Brunauer, Paul Emmett, Edward Teller)
• Isoterm Temkin
• Isoterm Freundlich
