Apa yang dimaksud dengan Adsorpsi?

Sains Diskusi Sains
1

adsorpsi

Pernahkah kamu memperhatikan spons kering yang mudah menyerap air. Proses masuknya air kedalam spon dinamakan proses adsorpsi. Apa yang dimaksud dengan Adsorpsi?

1 Like
2

Adsorpsi didefenisikan sebagai proses terserapnya molekul adsorbat pada permukaan padat atau zat cair. Istilah adsorpsi pertama kali diperkenalkan oleh Keyser pada tahun 1881. Dalam adsorpsi, molekul-molekul yang teradsorpsi tersebut akan menahan molekul-molekul lain sehingga akhirnya akan menumpuk membentuk suatu lapisan multimolekul. Gaya yang berperan dalam peristiwa adsorpsi tersebut tergantung pada sifat dasar kimia permukaan dan struktur spesies teradsorpsi. Adsorpsi dapat dibedakan menjadi dua jenis utama, yaitu adsorpsi secara kimia (chemisorptions) dan fisik (physisorption). Gaya yang terjadi pada adsorpsi fisik relative lemah dan dikenal sebagai gaya van der walls.

Pada adsorpsi kimia molekul-molekul yang teradsorpsi diikat dengan gaya kovalen seperti yang terjadi pada atom-atom dalam molekul. Konsep adsorpsi secara kimia menerangkan bahwa setelah tertutup dengan lapisan tunggal maka permukaan menjadi jenuh, adsorpsi selanjutnya hanya terjadi diatas lapisan yang ada dan biasanya berupa adsorpsi sisik.
Proses adsorpsi merupakan salah satu perpindahan massa yang melibatkan kontak antara fluida (cair atau gas) dengan fasa padat dengan arah perpindahan massa dari fluida ke permukaan padatan. Proses pengeringan dan leaching merupakan kebalikan proses adsorpsi, yaitu dengan arah perpindahan massa masing-masing dari fasa padat ke fasa gas dan fasa cair. Pada dasarnya, peralatan yang digunakan untuk proses adsorpsi antara fasa gas atau cair dengan fasa padat juga dapat digunakan untuk proses pengeringan dan leaching. Sebagai contoh, telah dikembangkan peralatan adsorpsi antara fasa gas atau cair pada permukaan fasa padat yang berlangsung secara kontinu, tetapi masih relative sedikit penggunaanya dalam proses pengeringan. Begitu juga, peralatan leaching yang beroperasi secara kontinu antara fasa cair dan fasa padat, jarang digunakan untuk proses adsorpsi cairan.

Mekanisme proses adsorpsi pada dasarnya adalah cukup kompleks. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan berbagai tipe adsorpsi. Berbagai jenis adsorpsi melibatkan peristiwa fisika maupun kimia. Adsorpsi terhadap zat pengotor atau zat organik ke permukaan karbon aktif dapat digolongkan sebagai adsorpsi fisik. Proses adsorpsi kimia, umumnya terbatas pada berbagai ikatan kimia antara atom-atom atau molekul pada permukaan zat padat. Peristiwa tersebut disertai dengan perpindahan ion yang dikenal dengan proses pertukaran ion (ion exchange) (Cabe, 1976).

Adsorpsi ada dua jenis, yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Pada adsorpsi fisika, adsorpsi disebabkan gaya van der waals yang ada pada permukaan adsorbens. Panas adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada adsorpsi fisika biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorbens biasanya lebih dari satu molekul. Pada Adsorpsi kimia, terjadi reaksi antara zat yang diserap dan adsorbens. Lapisan molekul pada permukaan adsorben hanya satu lapis panas adsorpsinya tinggi. Dalam hal-hal

tertentu, gas diserap dalam keadaan utuh pada permukaan adsorben. Dalam keadaan lain, seperti hidrogen pada permukaan Pt hitam, molekulnya terpecah menjadi atom-atom. Akibat dari hal ini ialah hidrogen menjadi aktif sekali, karena itu Pt selalu dipakai sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi dengan hidrogen

  1. Adsorpsi Fisika
    Berbagai ciri adsorpsi fisika antara lain meliputi hal berikut ini.

    • Gas terkondensasi pada permukaan padatan pada tekanan relative rendah dan pada temperatur yang bersangkutan.

    • Panas kondensasi harganya lebih besar bila dibandingkan terhadap panas penguapan (latent).

    • Proses dapat berlangsung secara reversible (dapat balik). 4. Temperatur adsorpsi relative rendah.

  2. Adsorpsi Kimia
    Berbagai cirri adsorpsi kimia antara lain meliputi hal berikut ini.

    • Gaya adsorpsi dikenal sebagai activated adsorption.
    • Panas reaksi yang dibebaskan, umumnya relative lebih besar bila dibandingkan terhadap panas adsorpsi fisika.
    • Proses yang berlangsung tidak reversible dan berlaku untuk semua gas.
    • Gaya adhesif harganya jauh lebih besar bila dibandingkan terhadap adsorpsi fisik.
    • Laju adsorpsi relative cepat dan digunakan untuk berbagai reaksi kimia yang melibatkan katalis.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Menurut Orthman (2000), secara umum adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :

  1. Adsorben
    Tiap jenis adsorben mempunyai karakteristik tersendiri. Adsorben yang baik untuk mengadsorpsi zat yang satu belum tentu baik untuk mengadsorpsi zat yang lain.

  2. Adsorbat
    Adsorbat berupa zat elektrolit maupun non elektrolit. Untuk zat elektrolit adsorpsinya besar, karena mudah mengion sehingga antara molekul-molekul saling tarik-menarik, untuk zat non elektrolit adsorpsinya kecil karena tidak mengalami ionisasi.

  3. Luas Permukaan Adsorben
    Proses adsorpsi tergantung pada banyaknya tumbukan yang terjadi antara partikel-partikel adsorbat dan adsorben. Tumbukan efektif antara partikel itu akan meningkat dengan meningkatkanya luas permukaan. Jadi, semakin luas permukaan adsorben maka adsorpsi akan semakin besar sebab kemungkinan adsorbat untuk diadsorpsi juga semakin besar. Jadi semakin halus suatu adsorben maka adsorpsinya akan semakin besar (Ghozali, 1996).

Penerapan Proses Adsorpsi

Adsorpsi gas oleh zat padat, digunakan pada gas masker. Alat ini berisi arang halus, yang berfungsi menyerap gas-gas yang tidak diinginkan, misalnya gas racun. Arang halus yang juga dipakai untuk membuat vakum dengan temperatur yang rendah, dapat dibuat vakum sampai 10-4 mm.

Zat-zat berwarna yang terdapat dalam gula, cuka dan minyak goreng dihilangkan dengan arang. Proses dekolorisasi ini banyak dipakai di dalam pabrik-pabrik. Adsorpsi cairan gas sangat penting pada pembentukan dan stabilitas busa. Busa adalah gelembung-gelembung gas yang diliputi oleh cairan. Busa dari CO2 dengan air dapat distabilkan dengan saponin atau ekstrak kayu manis, dan ini penting untuk pembuatan isi dari pemadam api.

Analisis kromatografi, berdasarkan adsorpsi selektif oleh adsorbens. Bila beberapa zat dapat larut dalam suatu pelarut, komponen-komponen dalam larutan dapat dipisahkan dengan menuangkan larutan ini melalui adsorben tertentu, seperti alumina, magnesium oksida, serbuk gula, arang dan sebagainya. Adsorben dipakai diletakkan dalam kolom dari gelas dan larutan yang akan dipisahkan dituangkan dari atas. Zat yang mudah diserap, akan terdapat di bagian bawah. Dengan pelarut yang cocok, bagian-bagian zat yang diserap adsorben dapat dirlarutkan kembal, hingga masing-masing zat dapat dipisahkan.

1 Like
3

Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap kedalam.

Bila gas atau uap bersentuhan dengan permukaan padatan yang bersih, maka gas atau uap tadi akan teradsorpsi pada permukaan padatan tersebut. Permukaan padatan disebut sebagai adsorben, sedangkan gas atau uap disebut sebagai adsorbat. Semua padatan dapat menyerap gas atau uap pada permukaan. Banyak gas yang teradsorpsi yang bergantung pada suhu dan tekanan gas serta luas permukaan padatan. Padatan yang paling efisien adalah padatan yang sangat porous seperti arang dan butiran padatan yang sangat halus (Bird,T., 1993).

Proses adsorpsi dapat terjadi karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan padatan yang tidak seimbang. Adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-molekul lain yang bersentuhan dengan permukaan padatan, baik fasa gas atau fasa larutan kedalam permukaannya. Akibatnya konsentrasi molekul pada permukaan menjadi lebih besar dari pada dalam fasa gas zat terlarut dalam larutan. Pada adsorpsi interaksi antara adsorben dengan adsorbat hanya terjadi pada permukaan adsorben (Tandy,E., 2012).

Jenis – Jenis Adsorpsi

Berdasarkan Interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan adsorbat, adsorpsi dibagi menjadi 2 yaitu :

  1. Adsorpsi Fisika
    Adsorpsi Fisika terjadi karena adanya gaya Van der Waals. Pada adsorpsi fisika, gaya tarik menarik antara molekul fluida dengan molekul pada permukaan padatan (Intermolekuler) lebih kecil dari pada gaya tarik menarik antar molekul fluida tersebut sehingga gaya tarik menarik antara adsorbat dengan permukaan adsorben relatif lemah pada adsorpsi fisika, adsorbat tidak terikat kuat dengan permukaan adsorben sehingga adsorbat dapat bergerak dari suatu bagian permukaan ke permukaan lainnya dan pada permukaan yang ditinggalkan oleh adsorbat tersebut dapat digantikan oleh adsorbat lainnya . Keseimbangan antara permukaan padatan dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat reversibel. Adsorpsi fisika memiliki kegunaan dalam hal penentuan luas permukaan dan ukuran pori.

  2. Adsorpsi Kimia
    Adsorpsi kimia terjadi karena adanya ikatan kimia yang terbentuk antara molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Ikatan kimia dapat berupa ikatan kovalen/ion. Ikatan yang terbentuk kuat sehingga spesi aslinya tidak dapat ditentukan. Karena kuatnya ikatan kimia yang terbentuk maka adsorbat tidak mudah terdesorpsi. Adsorpsi kimia diawali dengan adsorpsi fisik dimana adsorbat mendekat kepermukaan adsorben melalui gaya Van der Waals / Ikatan Hidrogen kemudian melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia yang biasa merupakan ikatan kovalen (Shofa, 2012).

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Daya Adsorpsi

Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi daya adsorpsi yaitu :

  1. Jenis Adsorbat
  • Ukuran molekul adsorbat Ukuran molekul adsorbat yang sesuai merupakan hal yang penting agar proses adsorpsi dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat diadsorpsi adalah molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori adsorben.
  • Kepolaran zat Adsorpsi lebih kuat terjadi pada molekul yang lebih polar dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi diameter yang sama. Molekul-molekul yang lebih polar dapat menggantikan molekul-molekul yang kurang polar yang telah lebih dahulu teradsorpsi . Pada kondisi dengan diameter yang sama, maka molekul polar lebih dahulu diadsorpsi.

  1. Suhu
    Pada saat molekul-molekul adsorbat menempel pada permukaan adsorben terjadi pembebasan sejumlah energi sehingga adsorpsi digolongkan bersifat eksoterm. Bila suhu rendah maka kemampuan adsorpsi meningkat sehingga adsorbat bertambah.

  2. Tekanan Adsorbat
    Pada adsorpsi fisika bila tekanan adsorbat meningkat jumlah molekul adsorbat akan bertambah namun, pada adsorpsi kimia jumlah molekul adsorbat akan berkurang bila tekanan adsorbat meningkat.

  3. Karakteristik Adsorben
    Ukuran pori dan luas permukaan adsorben merupakan karakteristik penting adsorben. Ukuran pori berhubungan dengan luas permukaan semakin kecil ukuran pori adsorben maka luas permukaan semakin tinggi. Sehingga jumlah molekul yang teradsorpsi akan bertambah. Selain itu kemurnian adsorben juga merupakan karakterisasi yang utama dimana pada fungsinya adsorben yang lebih murni yang lebih diinginkan karena kemampuan adsorpsi yang baik.