FARMASI FISIK PERC. III "NORIT SEBAGAI ADSORBEN"

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II

PERCOBAAN III

NORIT SEBAGAI ADSORBEN

 OLEH :

NAMA                       :  RIFANDI AZIS TEBA

NIM                          :  F1F1 12 018

KELOMPOK             :  I (SATU)

KELAS                      :  A           

ASISTEN                 :  SYAHDAM HAMIDI

LABORATORIUM FARMASI

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2013

NORIT SEBAGAI ADSORBEN

A.     TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengkaji proses adsorpsi menggunakan norit.

B.     LANDASAN TEORI

Arang aktif adalah arang yang diproses sedemikian rupa sehingga mempunyai daya serap/adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap. Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dari tempurung kelapa, kayu dan batubara. Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap dan penjernih. Dalam jumlah kecil digunakan juga sebagai katalisator. Sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 25-100% terhadap berat arang aktif. Struktur arang/karbon aktif menyerupai struktur grafit. Grafit mempunyai susunan seperti pelat-pelat yang sebagian besar terbentuk dari atom karbon yang berbentuk heksagonal. Jarak antara atom karbon dalam masing-masing lapisan 1,42 A. Pada grafit, jarak antara pelat-pelat lebih dekat dan terikat lebih teratur daripada struktur karbon aktif (Suhartana, 2006).

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut. Berkat selektivitasnya yang tinggi, proses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain yang berkonsentrasi tinggi (Edahwati, 2010).

Adsorpsi adalah metode yang paling efektif dan efisien. Dalam proses adsorpsi, adsorbent yang umum digunakan adalah karbon aktif, zeolit, aluminosilicate, ionexchange resin, tetapi bahan-bahan ini membutuhkan biaya yang mahal. Variabel yang mungkin berpengaruh pada adsorpsi adalah suhu, waktu adsorpsi, massa adsorben, dan ukuran pori adsorben. Mekanisme adsorpsi sering melibatkan reaksi kimia antara kelompok fungsional pada permukaan adsorben dan zat organik. Isotherm adsorpsi menyatakan hubungan antara jumlah substansi yang diserap oleh adsorben dengan konsentrasi pada saat setimbang (qe) dengan suhu yang konstan. Persamaan isotherm biasanya digunakan untuk menentukan kemampuan adsorben dalam mengadsorpsi adsorbat. Persamaan Langmuir dan Freundlich banyak digunakan untuk menggambarkan isotherm adsorpsi fase liquid (Wijaya, 2008).

Pada proses adsorpsi mencakup dua (2) hal penting yaitu kinetika adsorpsi dan termodinamika adsorpsi. Kinetika adsorpsi meninjau proses adsorpsi berdasarkan laju adsopsi sedangkan pada termodinamika adsorpsi ditinjau tentang kapasitas adsorpsi dan energi adsorpsi yang terlibat dalam proses adsorpsi (Purwaningsih, 2009).

Persamaan isoterm Freundlich digunakan untuk menjelaskan proses adsorpsi non ideal pada permukaan yang heterogen. Heterogenitas dapat disebabkan oleh adanya perbedaan gugus fungsional pada permukaan adsorben. Isoterm Langmuir mengasumsikan bahwa adsorpsi yang terjadi hanya merupakan adsorpsi satu lapis saja (monolayer). Apabila jumlah situs aktif pada permukaan adsorben sudah tertutup oleh adsorbat, maka proses adsorpsi selanjutnya akan terhalangi. Penentuan model isotherm Freundlich dilakukan dengan membuat kurva linier log qe vs log Ce, sedangkan model isoterm Langmuir dilakukan dengan membuat kurva linier Ce/qe vs Ce (Prasasti, 2012).

Banyaknya ion yang teradsorpsi (mg) per gram arang aktif dapat ditentukan dengan persamaan qe =  dimana qe = jumlah ion teradsorpsi saat mencapai kesetimbangan (mg/g); Co = konsentrasi ion sebelum teradsorpsi (mg/L); Ct = konsentrasi ion setelah teradsorpsi (mg/L); V = volume larutan saat proses adsorpsi (mL); W = jumlah adsorben (gr) (Yusuf, 2013).

C.   ALAT DAN BAHAN

1.    Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu :

      Spektrofotometer

      Kuvet

      Gelas kimia

      Gelas ukur

      Pipet tetes

      Timbangan analitik

      Labu Erlenmeyer

      Labu takar

      Botol semprot

2.    Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

      Norit

      Akuades

      Methyl red

D.   PROSEDUR KERJA

1.    Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

                                     

-  diukur absorbans methyl red pada l 400 nm-500 nm dengan interval 25 nm.

-  ditentukan panjang gelombang maksimum

 l = 425 nm

2.    Adsorpsi Zat Warna

 

-  ditimbang 0,1 gram

-  dimasukkan setiap 0,1 gram masing-masing ke dalam 50 ml larutan methyl red 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm

-  dikocok perlahan selama 10 menit

-  didiamkan

-  diambil filtratnya

-  diukur absorbansi filtrat pada panjang gelombang 440 nm

Hasil pengamatan …?

3.    Penentuan  Konsentrasi Zat Warna

 

-  ditentukan panjang gelombang maksimum larutan zat warna secara spektrometri

-  dibuat kurva kalibrasi larutan standar zat warna

-  ditentukan konsentrasi zat warna setelah adsorpsi menggunakan kurva kalibrasi larutan standar

-  dihitung berat zat warna yang teradsorbsi

-  dibuat grafik hubungan antara x/m dan konsentrasi sesuai dengan persamaan Freundlich

-  ditentukan kapasitas adsorpsinya

Hasil pengamatan …?

E. HASIL PENGAMATAN

1.   Tabel Pengamatan

a) Penentuan Panjang Gelombang

Panjang gelombang (nm)	Absorbansi (A)
400 425 450 475 500	3,976 4,000 3,215 3,323 3,426

b) Larutan Standar

Konsentrasi (ppm)	Absorbansi (A)
100 150 200 250 300	2,917 3,300 3,600 4,000 4,000

c)  Larutan Sampel

Sampel (ppm)	Absorbansi (A)
100 200 300	2,555 3,217 3,393

2. ANALISIS DATA

a)   Kurva Standar

Konsentrasi (ppm)	Absorbansi (A)
100 150 200 250 300	2,917 3,300 3,600 4,000 4,000

b)   Absorbansi Sampel

Sampel (ppm)	Absorbansi (A)
100	2,555
200	3,217
300	3,393

c)   Perhitungan

Dik :   y = 0,286x + 2,703

                   y₁ = 2,555

y₂ = 3,217

y₃ = 3,393

          Dit :    Konsentrasi Akhir (x₁, x₂, x₃) =...?

                   Massa Teradsorbsi   =...?

          Peny :          

a.  Untuk y₁ :

y = 0,286x + 2,703

2,555 = 0,286x + 2,703

                 X₁         = -0,517 ppm

Untuk y₂ :

y = 0,286x + 2,703

3,217 = 0,286x + 2,703

                 X₂         = 1,797 ppm

Untuk y₃ :

y = 0,286x + 2,703

3,393 = 0,286x + 2,703

                 X₃         = 2,412 ppm

b.    Massa Teradsorbsi        

Massa Teradsorbsi         = [Teradsorbsi] x 0,05 L

                         = [100,517] x 0,05 L

        x            = 5,025

Massa Teradsorbsi         = [198,203] x 0,05 L

        x            = 9,910

Massa Teradsorbsi         = [297,588] x 0,05 L

        x            = 14,879

Sampel	Konsentrasi Awal	Konsentrasi Akhir (x)	Teradsorbsi	Massa Teradsorbsi (mg)
100	100	-0,517	100,517	5,025
200	200	1,797	198,203	9,910
300	300	2,412	297,588	14,879

d)   Isothermal Adsorbsi

x (mg)	m (mg)	x/m	Log x/m	Log C
5,025	100	0,050	-1,301	0,286
9,910	100	0,099	-1,004	0,254
14,879	100	0,148	-0,829	0,382

e)   Persamaan Isotherm Adsorpsi Freundlich

Dik.     :         y= 0,236x – 1,516

Log (x/m) =  log C + log k

Dit.     :         a. nilai k = …?

                             b. nilai n = …?

Peny.  :

a.    Log k = -1,516

k = 0,030

b.           =  0,236

n        =

n        = 4,237

 

F.    PEMBAHASAN

Adsorpsi adalah proses penarikan atau pemisahan suatu zat/bahan dari suatu campuran gas/cair dimana bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh permukaan zat penyerapnya. Zat penyerap itu disebut sebagai adsorben sedangkan zat yang diserap disebut adsorbat. Adsorben adalah zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari suatu fase fluida. Kebanyakan adsorben adalah bahan- bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding pori-pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel itu. Sedangkan  adsorbat adalah substansi dalam bentuk cair atau gas yang terkonsentrasi pada permukaan adsorben. Adsorbat terdiri atas dua kelompok yaitu kelompok polar seperti air dan kelompok non polar seperti methanol, ethanol dan kelompok hidrokarbon. Berbicara mengenai adsoben, adsorben sendiri terbagi menjadi dua bagian yaitu (1) adsorben polar, seperti silika gel, alumina aktif, dan zeolit. (2) adsorben non-polar, seperti polimer adsorben dan karbon aktif.

Pada percobaan ini, akan dilakukan adsorbsi menggunakan adsorban dari salah satu adsorban karbon aktif tersebut yaitu norit (arang aktif). Norit adalah karbon yang telah diaktifkan, sehingga mempunyai daya serap yang tinggi terhadap adsorbat seperti zat warna, berbau, dan zat beracun. Norit ini berbentuk amorf, hitam, tidak larut dalam air, asam, basa, dan pelarut organik. Aktivasi karbon dapat dilakukan dengan cara fisika, yaitu perlakuan panas. Maupun secara kimia, yaitu penambahan zat kimia.

Arang aktif yang digunakan sebagai adsorben dapat mengadsorpsi zat warna, zat bau dan zat racun yang terdapat dalam suatu sampel. Percobaan ini menggunakan sampel metilen red, dimana yang akan diadsorpsi yaitu zat warnanya. Prinsip uji arang aktif sebagai absorben adalah banyaknya zat yang terserap didasarkan atas banyak atau sedikitnya konsentrasi yang digunakan dan tidak tergantung pada suhunya.

Konsentrasi larutan sampel metilen red yang akan dibandingkan zat warnanya yaitu 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm. Percobaan ini dilakukan dengan membandingkan perbedaan dari tiap konsentrasi larutan zat warna. Hasil pada penentuan panjang gelombang maksimum diperoleh sebesar 430 nm. Pada pengukuran absorbansi larutan standar dengan konsentrasi 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm dan 300 ppm berturut-turut hasilnya 2,917 nm; 3300 nm; 3600 nm, 4000nm dan 4000nm.

Selanjutnya, norit dimasukkan ke dalam larutan sampel zat warna yang akan di adsorpsi dengan konsentrasi sampel yaitu 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm. Pada tahap ini, norit bertindak sebagai adsorben dan larutan zat warna bertindak sebagai adsorbat. Pengocokkan secara perlahan dilakukan agar adsorpsi campuran lebih efektif dan mengefisienkan waktu yang digunakan. Pengocokkan dilakukan selama 10 menit secara bersamaan untuk setiap sampel dengan konsentrasi yang berbeda karena yang ingin dibandingkan adalah perbedaan konsentrasi. Penambahan arang aktif menyebabkan warna dari larutan zat tersebut menjadi berkurang, hal itu terjadi karena norit telah menyerap zat warna pada larutan. Hasil adsorpsi tiap konsentrasi sampel selanjutnya diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer untuk ditentukan absorbansinya. Nilai hasil absorbansi untuk konsentrasi 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm secara berturut-turut adalah 2,555 nm; 3,217 nm dan 3,393 nm. Hal ini menunjukkan bahwa, semakin besar konsentrasi, maka semakin banyak molekul yang saling berinteraksi sehingga nilai adsorpsi semakin meningkat. Dari hasil tersebut diperoleh nilai persamaan isotherm adsorpsi Freundlich dengan intersep (n) sebesar 4,237. Intersep (n) merupakan indikator dari besar energi dan macam-macam energi yang berhubungan dengan proses adsorpsi. Serta diperoleh slope (k) sebesar 0,030. Slope (k) mengindikasikan kapasitas serapan, semakin tinggi nilai k maka semakin besar afinitas adsorben terhadap adsrobat.

Penggunaan Arang aktif dalam bidang farmasi, dipasarkan dalam bentuk sediaan komersil norit untuk obat diare. Selain itu dalam industri obat dan makanan  digunakan duntuk menyaring dan menghilangkan bau dan rasa pada obat dan makanan serta sebagai katalisator untuk reaksi katalisator vinil chloride dan vinil acetat.

G. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan bahwa semakin banyak konsentrasi zat warna yang digunakan, maka semakin tinggi pula nilai adsorpsi suatu zat tersebut.

DAFTAR PUTAKA

Edahwati L., Suprihatin, 2010, Kombinasi Proses Aerasi, Adsorbsi, dan Filtrasi pada Pengolahan Air Limbah Industri Perikanan, Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan,  Vol. 1 No. 2, Surabaya.

Prasasti, D., Sri J., Dan Sri S., 2012,  Study Of Adsorption-Reduction Capacity Of Au(Iii) On Humic Acid From Rawa Pening Peat Soil,  Jurnal Ilmiah Kefarmasian, Vol. 2, No. 2, Fakultas Farmasi Universitas Ahmad Dahlan.

Purwaningsih, Dyah, 2009, Adsorbsi Multi Logam Ag(I), PB(II), Cr(III), Cu(II) dan Ni(II) pada Hibrida Etilendiamino-Silika dari Abu Sekam Padi, Jurnal Penelitian Saintek Vol. 14 No. 1, Universitas Negri Yogyakarta.

Suhartana, 2006, Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Baku Arang Aktif Dan Aplikasinya Untuk Penjernihan Air Sumur Di Desa Belor Kecamatan Ngaringan Kabupaten Grobogan, Jurnal Berkala Fisika, Vol. 9, No. 3, FMIPA UNDIP.

Wijaya. J. W., dkk., 2008, Adsorpsi Zat Organik Nitrobenzene Dari Larutan Dengan Menggunakan Bubuk Daun Intaran, Jurnal Teknik Kimia Indonesia, Vol. 7, No. 3, Universitas Katolik Widya Mandala, Surabaya.

Yusuf M.A., Siti T., 2013, Adsorbsi Ion Cr(VI) Oleh Arang Aktif Sekam Padi, Jurnal Kimia, Vol. 2 No. 1, Universitas Negeri Surabaya.