ABSORBSI DAN ADSORPSI Adsorpsi Absorbsi Absorbsi fase fluida

ABSORBSI DAN ADSORPSI

Adsorpsi ≠ Absorbsi • Absorbsi – fase fluida ditransfer dari satu medium ke medium lain (air diabsorpsi oleh spon) • Adsorpsi – komponen fase fluida (cairan atau gas) tertentu ditransfer dan dipertahankan pada bagian permukaan padatan (partikel kecil terikat pada karbon)

• Absorbsi masuknya solut ke dalam bahan padat (pada tingkat molekuler) • Adsorpsi proses dengan solut terakumulasi pada antarmuka cair-padat atau gaspadat Sorpsi = Adsorpsi + Absorbsi 3

Aplikasi adsorpsi dalam proses di industri: Dehumidifikasi Penghilangan bau/warna/rasa Penghilangan polutan gas (H 2 S) Pelunakan deionisasi air Fraksionasi hidrokarbon

• Konsep Dasar: Melibatkan dua fase 1) Fluida yang mengandung solut produk dan kontaminan 2) Padatan berpori (adsorben) yang secara selektif mengikat solut atau kontaminan Proses melibatkan transfer komponen dalam fase cair ke permukaan padatan. Melibatkan transfer massa dan kesetimbangan pada antarmuka padatan/fluida

• Adsorbat Senyawa yang dihilangkan dari fase cair/gas • Adsorben Fase padat tempat akumulasi terjadi • Contoh Warna dapat dihilangkan dari air menggunakan karbon aktif. Warna adalah adsorbat dan karbon aktif adalah adorben 7

Adsorbat • Rasa dan Bau • Senyawa Organik Sintetik - Solven aromatik (benzen, toluen) - Pestisida , herbisida • Humic substances Senyawa organik alami, umumnya pembentuk warna, dengan ukuran molekul berkisar antara beberapa ratus sampai ratusan ribu Halometan dapat terbentuk jika air yang mengandung humic substances diklorinasi. Molekul metan dengan halogen (Cl, Br, . . . ) menggantikan H, beberapa bersifat karsinogen 8

Adsorbat • Logam Arsen, perak, merkuri • Virus • Senyawa anorganik lainnya Klorin, bromin 9

Adsorben • Karbon Aktif Mampu menghilangkan semua adsorbat Adsorben paling populer • Resin Sintetik • Zeolit Tanah pemucat dengan sifat Adsorpsi • Silika gel 10

Karbon Aktif • Karbon yang telah dipirolisis (dipanaskan dengan sedikit oksigen) Membakar tar, menguapkan gas Menghasilkan bahan dengan banyak pori sehingga mempunyai luas permukan besar (500 - 1000 m 2/g) Menghasilkan bagian Adsorpsi aktif • Karbon bersifat non-polar, baik untuk Adsorpsi senyawa non-polar 11

Activated Carbon Picture Source: solomon. bond. okstate. edu/thinkchem 97/experiments/lab 7. html 12

Tipe • PAC: Powdered activated carbon A fine powder, < 0. 05 mm dia. • GAC: Granular activated carbon 0. 3 - 3 mm 13

Silica gel • Paling banyak digunakan sebagai adsorben dalam kromatografi kolom dan lapis tipis • Dibuat dengan mengasamkan sodium silikat dengan asam sulfat diikuti dengan pencusian dengan air dan pengeringan • Sisi aktif silika gel merupakan kelompok hidroksil yang terikat pada atom silikon. OH Si-----O-------Si OH

Tipe Adsorpsi • Adsorpsi fisik Hasil dari gaya intermolekuler yang menyebabkan pengikatan senyawa tertentu pada adsorben tertentu Bersifat reversibel dengan penggunaan panas (uap air, gas inert panas, oven) Pengikatan lapisan luar dari adsorben

• Adsorpsi kimia (kemisorbsi) Hasil dari interaksi kimia Sejumlah panas dilepaskan Irreversibel Terdapat dalam katalisis

Adsorpsi Fisik • Ikatan Elektrostatik Partikel bermuatan berlawanan • Interaksi Dipol-Dipol Ikatan antara Dua Senyawa Polar Senyawa polar mempunyai distribusi muatan yang tidak sama (satu ujung mempunyai muatan + yang lain bermuatan -) 17

• Ikatan Hidrogen Interaksi dipol-dipol, melibatkan atom hidrogen dengan muatan positif • Ikatan Van der Waals Ikatan yang lemah disebabkan oleh dua molekul non polar yang berdekatan menyebabkan perubahan dalam distribusi muatan, menghasilkan ikatan dipol-dipol 18

Tahap Separasi Adsorpsi 1. Preadsorpsi: adsorben dalam fluida bebas solut 2. Menambahkan aliran proses termasuk solut produk dan solut lain 3. Adsorpsi terjadi, solut produk berikatan dengan adsorben sedangkan yang lainnya lewat

4. Pencucian (tidak selalu) adsorben melepaskan impuritis yang tersisa 5. Elusi: merecover solut produk 6. Regenerasi adsorben

Adsorpsi • Molekul cenderung berada pada tingkat energi yang lebih rendah • Molekul dapat berada pada tingkat energi yang lebih rendah dengan cara melekat pada permukaan padatan senyawa hidrofob 21

Kesetimbangan • Pada kesetimbangan: Terlarut dalam fase cair Teradsorpsi pada adsorben fase padat • Adsorpsi bersifat reversibel: Desorbsi 22

Adsorption chromatography • Fase stasioner dalam adsorption chromatography disebut adsorben • Jika cairan digunakan sebagai fase mobil disebut Liquid-Solid Chromatography (LSC) e. g. TLC and HPLC • Jika gas digunakan sebagai fase mobil disebut Gas-Solid Chromatography (GSC) e. g. Gas Chromatography (GC)

Pada adsorption chromatography terdapat dua tipe gaya: • Gaya tarik solut pada adsorben (fase stasioner) • Gaya yang melepaskan solut dari adsorben untuk bergerak bersama fase mobil

Gaya tarik: = Adsorpsi fisik

Gaya penyebab pergerakan solut • Elusi: Kecenderungan solut terlarut dan bergerak dengan fase mobil. Solven yang digunakan sebagai fase mobil harus mampu melarutkan solut sehingga terjadi kompetisi dengan gaya adsorpsi dari fase stasioner. Jika digunakan solven yang sangat kuat, maka akan mencuci solut tanpa pemisahan.

• Displacement: Dalam kasus molekul solven berkompetisi dengan solut pada sisi adsorpsi fase stasioner. Kompetisi ini menyebabkan solut bergerak dalam kecepatan yang berbeda