LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRISEMESTER GANJIL TAHUN
AJARAN 2014MODUL: AdsorpsiPEMBIMBING : Ir. Herawati Budiastuti,
M.Eng.Sc, Ph.D
Praktikum: 8 April 2014Penyerahan: 15 April 2014(Laporan)
Oleh :Kelompok: VINama: 1. Nurul Wanda ONIM.1114240202. Rendra
Hakim HNIM.1114240213. Reza NoegrahaNIM.1114240224. Riestha N.L
NIM.111424023Kelas: 3A-TKPB
PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN
TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014
I. Tujuan Praktikum1. Menentukan kurva breaktrough fluida yang
melalui permukaan partikel padatan dalam unggun diam (fixed-bed).2.
Menghitung kapasitas kemampuan partikel padatan sebagai
adsorben.II. Teori Dasar
2.1 AdsorpsiAdsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika
suatu fluida (cairan maupun gas) terikat pada suatu padatan dan
akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan
padatan tersebut. Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan
substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan
zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika
antara substansi dengan penyerapnya.Kecepatan atau besar kecilnya
adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya : Macam
adsorben Macam zat yang diadsorpsi (adsorbate) Luas permukaan
adsorben Konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate) Temperatur
Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain
(baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben
bersifat spesifik, hanya menyerap zat tertentu. Dalam memilih jenis
adsorben pada proses adsorpsi, disesuaikan dengan sifat dan keadaan
zat yang akan diadsorpsi. Adsorben yang paling banyak dipakai untuk
menyerap zat-zat dalam larutan adalah arang aktif.2.2Mekanisme
adsorpsiAdsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi
terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau
benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia-fisika antara
substansi dengan penyerapanya. Proses perlekatan dapat saja terjadi
antara cairan dan gas, padatan, atau cairan lain. Adsorpsi fisik
terjadi karena adanya ikatan Van der waals, dan bila ikatan tarik
antar molekul zat terlarut dengan zat penyerapnya lebih besar dari
ikatan antara molekul zat terlarut dengan pelarutnya maka zat
terlarut akan dapat diadsorpsi (Reynold, 1982).Sedangkan adsorpsi
kimia merupakan hasil dari reaksi kimia antara molekul adsorbat dan
adsorban dimana terjadi pertukaran elektron (Benefield,
1982).Adsorpsi terhadap air buangan mempunyai tahapan proses
seperti berikut (Benefield, 1982):1. Transfer molekul-molekul
adsorbat menuju lapisan film yang mengelilingi adsorban.2. Difusi
adsorbat melalui lapisan film (film diffusion).3. Difusi adsorbat
melalui kapiler atau pori-pori dalam adsorban (proses pore
diffusion)4. Adsorbsi adsorbat pada permukaan adsorban.2.3 Arang
aktifArang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang
masing-masing berikatan secara kovalen atau arang yang telah dibuat
dan diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga
pori-porinya terbuka dan dengan demikian mempunyai daya serap yang
besar terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam
fase gas. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat
non-polar. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, dimana
semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan
semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah.
Komposisi arang aktif terdiri dari silika (SiO2), karbon, kadar air
dan kadar debu. Faktor yang menyebabkan adanya daya serap dari
arang aktif adalah :1. Adanya pori-pori mikro yang jumlahnya besar
pada arang aktif sehingga menimbulkan gejala kapiler yang
menyebabkan adanya daya serap.2. Adanya permukaan yang luas (300
3500 cm2/gram) pada arang aktif sehingga mempunyai kemampuan daya
serap yang besar.
Menurut SII No.0258-79, arang aktif yang baik mempunyai
persyaratan seperti yang tercantum pada tabel dibawah ini
:JENISPERSYARATAN
Bagian yang hilang pada pemanasan 950CMaks. 15%
AirMaks. 10%
AbuMaks. 2,5%
Bagian yang tidak diperarangTidak nyata
Daya serap terhadap larutanMin. 20%
2.4 Mekanisme adsorpsi pada arang aktif1. Adsorpsi
FisikaAdsorpsi fisika terjadi berdasarkan ikatan fisika antara
zat-zat dengan arang aktif dalam keadaan suhu rendah dengan
penyerapan relative kecil.2. Adsorpsi KimiaAdsorpsi kimia terjadi
berdasarkan ikatan kimia antara adsorben (arang aktif) dengan
zat-zat teradsopsi. Dijelaskan pula bahwa bahan dalam larutan yang
bersifat elektrolit akan diserap lebih efektif dalam suasana basa
oleh arang aktif. Sedangkan bahan dalam larutan yang bersifat non
elektrolit penyerapan arang aktif tidak dipengaruhi oleh sifat
keasaman atau sifat kebasaan larutan.
Faktor yang mempengaruhi adsorpsiFaktor-faktor yang mempengaruhi
mekanisme adsorpsi adalah agitasi, karakteristik karbon akitif,
ukuran molekul adsorbat, pH larutan, temperatur dan waktu kontak
(Benefield, 1982).1. AgitasiJika agitasi yang terjadi antara
partikel karbon dengan cairan relatif kecil, permukaan film dari
liquid sekitar partikel akan menjadi tebal dan difusi film akan
terbatas.2. Karakteristik karbon AktifUkuran partikel dan luas
permukaan merupakan karakteristik terpenting dari karbon aktif
sebagai adsorban. Ukuran partikel karbon mempengaruhi tingkat
adsorpsi yang terjadi ; tingkat adsorpsi meningkat seiring
mengecilnya ukuran partikel. Tingkat adsorpsi untuk karbon aktif
powder lebih cepat dari pada granular. Total kapasitas adsorpsi
tergantung pada total luas permukaan dimana ukuran partikel karbon
tidak berpengaruh besar pada total luas permukaan karbon.3. Ukuran
molekul AdsorbatUkuran molekul merupakan bagian yang penting dalam
adsorpsi karena molekul harus memasuki micropore dari partikel
karbon untuk diadsorpsi. Tingkat adsorpsi biasanya meningkat
seiring dengan semakin besarnya ukuran molekul dari adsorbat.4.
pHpH mempunyai pengaruh yang sangat besar pada proses adsorpsi,
karena pH menentukan tingkat ionisasi larutan. Asam organik dapat
diadsorpsi dengan mudah pada pH rendah, sebaliknya basa organik
dapat diadsorpsi pada pH tinggi. Pada umumnya, adsorpsi bahan
organik dari air limbah meningkat seiring dengan menurunnya pH
(Culp,RL dan Culp, GL, 1986). Pada pH rendah, jumlah ion H+ lebih
besar; dimana ion H+ tersebut akan menetralisasi permukaan karbon
aktif yang bermuatan negatif, sehingga dapat mengurangi halangan
untuk terjadinya difusi organic pada pH yang lebih tinggi.
Sebaliknya, pada pH tinggi, jumlah ion OH- berlimpah, sehingga
menyebabkan proses difusi bahan-bahan organik menjadi terhalang
(RaniSahu,www.GISdevelopment.net). pH optimum untuk proses adsorpsi
harus didapat dari tes laboratorium.
3. SuhuTingkat adsorpsi akan meningkat dengan meningkatnya suhu
dan akan menurun dengan menurunnya suhu. Tapi jika reaksi-reaksi
adsorpsi yang terjadi adalah eksoterm, maka dari itu tingkat
adsorpsi umumnya meningkat sejalan dengan menurunya suhu.4. Waktu
KontakWaktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam
proses adsorpsi. Gaya adsorpsi molekul dari suatu zat terlarut akan
meningkat apabila waktu kontaknya dengan karbon aktif makin lama.
Waktu kontak yang lama memungkinkan proses difusi dan penempelan
molekul zat terlarut yang teradsorpsi berlangsung lebih baik.
III. METODOLOGI3.1. Alat dan Bahana. Alat Seperangkat Alat
adsorpsi Turbidymeter pH meter Konduktivity meter
b. Bahan Karbon Aktif Limbah Air Sungai dari Ciwaruga
3.2. Cara Kerja Tahap Persiapan
mulai
persiapkan alat dan bahan serta lakukan pengecekan terhadap
alat
selesai
Proses Adsorpsi
mulai
masukan air limbah ke dalam bak umpan lalu alirkan ke kolom
unggun
Buka keran bawah dan tampung efluen setiap 10 menit hingga
jenuh
SelesaiLakukan backwash dengan air keranUkur pH, TDS, kekeruhan
dan volume efluen yang dihasilkan
IV. DATA PENGAMATAN Volume Limbah= 37900 mL Vol air akhir
adsorbsi= 2600 mL Laju Alir= 315,8 mL/menit pH awal= 7,21 TDS awal=
289 mg/L DHL awal= 0,391 mS Kekeruhan Awal= 2,83 NTU Air Keran
(untuk backwash) Sebelum backwash (langsung dari keran): Turbidity=
1,53 NTU pH= 6,86 Sesudah backwash (dari keluaran kolom):
Turbidity= 1,46 NTU pH= 7,21
no.t (menit)efluenpHTDSDHLkekeruhan
Volumekumulatifmg/LmSNTU
10007.212890.3912.83
210447.253200.4732.7
3204.88.87.413160.4560.97
4304.513.37.263090.4670.99
5403.616.96.722800.4612.79
6503.220.17.983150.4752.89
760323.16.853130.4721.92
870225.17.223110.462.23
980227.17.443050.472.54
10902.329.47.43160.4662.82
111002.932.37.493230.4822.51
12110335.37.643140.4662.65
131202.637.97.592690.4362.44
Tabel Data Pengamatan
Kurva kekeruhan terhadap waktu
TDS terhadap waktu
DHL terhadap waktu
pH terhadap waktu
DAFTAR PUSTAKA
Geankoplis, Christie.J, 1983, Transport Process and Unit
Operation, Ally and Bacon,Inc, United State of AmericaMc CABE and
Werren I Smith Julian C &Hariott., Unit Operations of Chemical
Engineering, 3rd, New York.http://id.wikipedia.org/wiki/Adsorpsi,
diakses pada tanggal 13 April
2014http://wawan-junaidi.blogspot.com/2009/12/faktor-faktor-yang-mempengaruhi_27.html,diakses
pada tanggal 13 April
2014http://bulekbasandiang.wordpress.com/2009/05/18/adsorpsi/, pada
tanggal 13 April 2014
