Lecture 2 Adsorption Fisisorpsi

7/21/2019 Lecture 2 Adsorption Fisisorpsi

http://slidepdf.com/reader/full/lecture-2-adsorption-fisisorpsi 1/23

FISISORPSI

LABORATORIUM STUDI ENERGI DAN

REKAYASA-LPPM ITS

QUANTOCROME-

FISISORPSI



Contents

Definisi Adsorpsi dan Penggolongannya

Persamaan Isoterm Adsorpsi

Kurva Isoterm Adsorpsi (IUPAC)

Penentuan Luas Permukaan



Definisi Adsorpsi

Adsorpsi secara umum diartikan sebagai akumulasiseumla! molekul" ion" atau atom yang teradi pada batas duafasa# $enomena permukaan ini dapat teradi karena gaya%gaya

yang tidak seimbang pada batas antar fasa%%%peruba!ankonsentrasi molekul (ion atau atom)

Adsorpsi uga merupakan proses pengikatan suatu molekuldari gas atau larutan ke dalam suatu lapisan terkondensasidari suatu permukaan padatan atau cairan#

Peng!ilangan kembali molekul yang tela! terikat disebutdesorpsi#

&olekul yang terkondensasi disebut adsorbat, sedangkansubstrat disebut adsorben.



Penggolongan Adsorpsi

'erdasarkan interaksi antara adsorben dan adsorbat"

adsorpsi dapat digolongkan menadi

A# AD*PI $IIKA ($II*PI)

'# AD*PI KI&IA (K+&I*PI)



AD*PI $IIKA ($II*PI)

reversibel se!ingga substansi yang tela! teradsorprelatif muda! dilepaskan kembali dengan caramenurunkan konsentrasi ,at terlarut#

teradi pada temperatur renda!+nergi yang menyertai fisisorpsi kurang dari -.

k/0mol

Proses adsorpsi melibatkan gaya 1an Der 2aals

(ikatannya lema!) dan ikatan !idrogen

Adsorpsinya multilayer dan monolayer



AD*PI KI&IA (K+&I*PI)

irreversibel

+nergi yang menyertai fisisorpsi kurang dari .3"4.

k/0mol

Proses adsorpsi melibatkan ikatan kovalen danelektrostatik

Adsorpsinya monolayer#



P+*A&AA5 I6+*& AD*PI

6erdapat dua enis persamaan Isoterm Adsorpi yangumum digunakan"yaitu

I# Persamaan Isoterm Adsorpsi Langmuir

II# Persamaan Isoterm Adsorpsi $reundlic!



I6+*& AD*PI LA57&UI*

Isoterm adsorpsi Langmuir didasarkan atas beberapa asumsi" yaitua) adsorpsi !anya teradi pada lapisan tunggal (monolayer)

b) panas adsorpsi tidak tergantung pada penutupan permukaanc) semua situs dan permukaannya bersifat !omogen

Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat dituliskan sebagai berikut#

Keterangan8C 8 konsentrasi adsorbat dalam larutan

90m 8 konsentrasi adsorbat yang tererap per gram adsorbenk 8 konstanta yang ber!ubungan dengan afinitas adsorpsi(90m)mak 8 kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben#



I6+*& AD*PI LA57&UI*

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir disaikan pada7ambar :#

7ambar : Kurva isoterm adsorpsi Langmuir



I6+*& AD*PI $*+U5DLIC;

Persamaan isoterm adsorpsi $reundlic! didasarkanatas terbentuknya lapisan monolayer dari molekul%molekul adsorbat pada permukaan adsorben#

5amun pada adsorpsi $reundlic! situs%situs aktifpada permukaan adsorben bersifat !eterogen#

Persamaan isoterm adsorpsi $reundlic! dapatdituliskan sebagai berikut#

Log (90m) < log k = :0n log c



I6+*& AD*PI $*+U5DLIC;

kurva isoterm adsorpsinya disaikan pada 7ambar .#

7ambar . Kurva isoterm adsorpsi $reundlic!



KU*1A I6+*& AD*PI

kurva isoterm adsorpsi berdasarkan IUPACdisaikan pada 7ambar >#

7ambar ># +nam tipe isoterm adsorpsi sesuaidengan IUPAC

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



Kurva isoterm adsorpsi

6ipe I berbentuk konkaf ter!adap aksisP0P3" merupakan tipe Langmuir" denganciri%ciri pembatasan adsorpsi padamonolayer# 6ipe ini diamati pada

adsorpsi kimia (kemisorpsi)" padatekanan au! diba?a! P3#edangkan pada adsorpsi fisika

(fisisorpsi) mengindikasikan materialmikropori# Pengisian mikropori inidilakukan pada tekanan relatif yangrenda! karena kecilnya ukuran pori dantingginya potensi adsorpsi#



Kurva isoterm

6ipe II adala! sangat umumdalam kasus adsorpsi fisika dansesuai dengan pembentukanmultilayer dan adsorpsi pada

sampel bubuk#'iasanya teradi pada material

non%pori atau makropori# 6itik belok (titik ') menunukkan

proses pada monolayer suda!selesai dan adsorpsi multilayerdimulai#



Kurva isoterm

6ipe III berbetuk konvekster!adap aksis P0P3" relatif

arang" sebagai conto! yaituadsorpsi nitrogen padapolietilen" adsorpsi nitrogenpada es dan dikarakterisasiole! panas adsorpsi yangsama atau kurang dari panasli@uefaction adsorbat#



6ipe I1 dan 1 sesuai untuk fenomena kondensasikapiler dan menunukkan efek !isteresis# 6eradipada padatan berpori#



KU*1A I6+*& AD*PI

6ype 1I yaitu ;ig!ly uniform surface" Layer by layer

adsorption" tepped isot!erm# Conto!nya adsorpsimolekul non pori seder!ana pada permukaan yangseragam (e#g# basal plane of grap!ite)



P+5+56UA5 LUA P+*&UKAA5

&etode 'runauer%+mmett%6eller ('+6) merupakan prosedur yang paling banyak digunakan untuk menentukan luaspermukaan material padatan# Persamaan '+6 yangdigunakan yaitu8

Dimana" 2 < berat gas adsorbed pada tekanan relatif

P0P3 dan 2 m < berat adsorbate pada permukaan monolayer yang terlapisiC < konstanta yang terkait dengan energi adsorpsi padalapisan pertama yang teradsorpsi




6erdapat dua metode '+6 dalam penentuan luaspermukaan" yaitu

i# &+6D+ '+6 &UL6IPI5

ii#&+6D+ '+6 I57L+ PI5




i# &+6D+ '+6 &UL6IPI5Persamaan '+6 meng!asilkan garis lurus antara :02(P30P)B: vs# P0P3

dimana menggunakan nitrogen sebagai gas adsorbat




i# &+6D+ '+6 &UL6IPI5

Prosedur '+6 &ultipoin umumnya memerlukanminimal tiga titik pada range tekanan relatif# 'erat

adsorbat pada monolayer (2m) dapat ditentukandari slope (s) dan intersep (i) pada kurva '+6#

Dengan menggabungkan kedua persamaantersebut" se!ingga




i# &+6D+ '+6 &UL6IPI5 Persamaan total luas permukaan dapat ditulis sebagai

berikut

Dimana"

5 < bilangan avogadro ("3.. 9 :3 .> molekul0mol)

& < berat molekul adsorbat Luas permukaan spesifik dapat di!itung dari total luas

permukaan dibagi berat sampel yang diukur

< t0 ?




ii# &+6D+ '+6 I57L+ PI5 Untuk pengukuran area permukaan secara rutin" prosedur

seder!ana yang sering digunakan yaitu metode ingle Pointpada kurva adsorpsi isoterm '+6#

Untuk nitrogen (sebagai gas adsobat)" rentang nilai C yang

lebar dapat menamin intersep pada persamaan '+6 samadengan nol# e!ingga persamaan '+6 menadi

Wm=W (1 - P / P0) Dengan mengukur umla! nitrogen yang teradsorp pada satu

tekanan relatif (P0P3 <3#>) kapasitas monolayer 2m dapatditulis

6otal luas permukaannya menadi

Documents

Lecture 2 Adsorption Fisisorpsi