View
1.434
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
17
Kualitas Karbon Aktif
Kualitas karbon aktif dipengaruhi oleh jenis bahan baku. Bahan baku yang
keras mempunyai berat jenis tinggi sehingga akan menghasilkan daya serap yang
tinggi dibandingkan dengan bahan baku yang ringan dan mempunyai berat jenis
rendah.
a. Rendemen
Penetapan rendemen karbon aktif bertujuan untuk mengetahui jumlah
karbon aktif yang dihasilkan setelah melalui proses karbonisasi. Karbon aktif yang
baik akan memberikan nilai rendemen yang tinggi, terdapatnya rendemen yang
rendah dapat disebabkan oleh masih meningkatnya laju reaksi antara karbon dan
gas-gas serta banyaknya jumlah senyawa zat menguap yang terlepas.
b. Kadar Air Terikat (Inherent Moisture)
Kandungan air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam karbon
aktif setelah bahan baku berkarbon melalui tahapan karbonisasi dan aktivasi
kimia, baik yang terikat secara kimiawi maupun akibat pengaruh kondisi luar
seperti iklim, ukuran butiran maupun proses penyaringan. Penetapan ini bertujuan
untuk mengetahui sifat higroskopis karbon aktif.
c. Zat Terbang (Volatile Matter)
Zat terbang merupakan nilai yang menunjukkan presentasi jumlah zat-zat
terbang yang terkandung di dalam karbon aktif yang masih terkandung karena
bahan baku memiliki kandungan zat-zat terbang seperti H2, CO, CH4 dan uap-uap
yang mengembun seperti tar, gas CO2 dan H2O.
d. Abu (Ash Content)
Abu di dalam karbon aktif merupakan kadar mineral matter yang
terkandung di dalamnya yang tidak terbakar pada proses karbonisasi dan tidak
terpisah pada proses aktivasi.
e. Karbon Terikat (Fixed Carbon)
Penentuan kadar karbon terikat bertujuan untuk mengetahui kandungan
karbon setelah proses karbonisasi dan aktivasi. Menurut Penrich (1981), besar
kecilnya kadar karbon terikat pada karbon aktif dipengaruhi oleh variasi kadar air,
abu dan zat mudah menguap.
18
f. Daya Serap (Adsorpsi)
Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain.
Zat yang diserap disebut fase terserap (adsorbat) sedangkan zat yang menyerap
disebut adsorben.
Peristiwa adsorpsi ini disebabkan oleh gaya tarik molekul-molekul di
permukaan adsorben. Adsorpsi berbeda dengan absorbsi, karena pada absorbsi,
zat yang diserap masuk kedalam absorben, misalnya absorbsi air oleh sponge atau
uap air oleh CaCl2 anhidrous.
Ada dua jenis adsorpsi, yaitu:
1. Adsorpsi Kimia
Proses adsorpsi yang disertai reaksi kimia. Pada adsorpsi kimia terjadi
pembentukan senyawa kimia dan umumnya terjadi pada adsorpsi yang multi
lapisan.
Contoh:
CO2 + NaOH Na2CO3 + H2O
H2O + CaCl2 Ca(OH)2 + HCl
2. Adsorpsi Fisika
Proses adsorpsi yang tidak disertai reaksi kimia. Ikatan yang terjadi pada
proses ini adalah ikatan Van Der Walls yang relatif lemah. Panas adsorpsi fisika
biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan adsorben biasanya lebih
dari satu molekul, karena panas yang dilepaskan pada adsorpsi ini relatif kecil dan
umumnya terjadi pada satu lapis.
Contoh:
a) adsorpsi uap air CaCl2 atau silika gel
b) adsorpsi asam asetat, asam oksalat oleh karbon aktif
Jumlah zat yang diserap setiap berat adsorben tergantung konsentrasi dari
zat terlarut. Persamaan Freundlich berlaku untuk proses adsorpsi yaitu:
x/m = k . C1/n
log (x/m) = log k + (1/n) log C
dimana:
C = konsentrasi zat
19
k dan n = konstanta adsorpsi
x = berat zat yang diadsorpsi
m = massa adsorben
20
Analisis Karbon Aktif
1) Analisis Kadar Rendemen
Analisis kadar rendemen arang aktif dilakukan dengan menghitung berat
bahan baku setelah dikarbonisasi.
%100% xbakubahanberat
arangberatrendemen
2) Analisis Kadar Air Terikat (British 1016 Part 104.1:1999)
a. Suhu oven diatur pada suhu 105-110oC.
b. Crussible kosong beserta tutupnya ditimbang pada neraca analitik (W1).
c. Sampel ditimbang sebanyak 1 gram.
d. Sampel yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam crussible.
e. Crussible yang telah berisi sampel ditimbang secara bersamaan (W2).
f. Crussible yang berisi sampel dimasukkan ke oven selama 120 menit.
g. Setelah 120 menit, crussible yang berisi residu didinginkan di dalam
desikator.
h. Crussible yang berisi residu beserta tutupnya ditimbang (W3).
i. Data yang diperoleh dihitung dengan menggunakan rumus:
%100%12
32 xWW
WWIM
Keterangan:
% IM = persentase air terikat dalam sampel
W1 = berat crussible kosong + tutup
W2 = berat crussible + sampel + tutup
W3 = berat crussible + residu + tutup
Untuk lebih jelas tentang proses analisis kadar air bawaan dapat dilihat
pada Gambar 5.
21
Sampel Karbon Aktif
Sampel ditimbang sebanyak 1.00 gr
Suhu oven diatur pada suhu 105oC-110oC
Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong
Crussible + sample + tutup ditimbang (W2)
Crussible tanpa tutup dimasukkan ke dalam oven selama 120 menit
Crussible didinginkan di dalam desikator
Crussible + tutup + residu ditimbang (W3)
Data dikonfirmasikan pada lembar kerja dengan perhitungan:
%100%12
32 xWW
WWIM
Kadar IM
Gambar 5. Diagram Alir Analisis Kadar Air Terikat
22
3) Analisis Kadar Zat Terbang (British 1016 Part 104.3:1998)
a. Suhu furnace diatur pada suhu 900oC.
b. Crussible kosong dan tutup ditimbang pada neraca analitik (W1).
c. Sampel ditimbang sebanyak 1 gram.
d. Sampel dimasukkan ke dalam crussible.
e. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya ditimbang (W2).
f. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya dimasukkan ke dalam
furnace yang bersuhu 900oC selama 7 menit.
g. Crussible yang berisi residu beserta tutupnya dimasukkan ke dalam
desikator.
h. Crussible yang berisi residu beserta tutupnya ditimbang (W3).
i. Data yang diperoleh dihitung dengan menggunakan rumus:
IMxWW
WWVM %%100%
12
32
Keterangan:
%VM = persentase zat terbang dalam sampel
W1 = Berat crussible kosong + tutup (gr)
W2 = Berat crussible + sampel + tutup (gr)
W3 = Berat crussible + residu + tutup (gr)
Untuk lebih jelas tentang proses analisis kadar zat terbang dapat dilihat
pada Gambar 6.
23
Sampel Karbon Aktif
Sampel ditimbang sebanyak 1.00 gr
Suhu furnace diatur pada suhu 900oC
Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong
Crussible + sampel + tutup ditimbang (W2)
Crussible dimasukkan ke dalam Furnace selama 7 menit
Crussible didinginkan di dalam desikator
Crussible + tutup + residu ditimbang (W3)
Data dikonfirmasikan pada lembar kerja dengan perhitungan:
IMxWW
WWVM %%100%
12
32
Kadar VM
Gambar 6. Diagram Alir Analisis Kadar Zat Terbang
24
4) Analisis Kadar Abu (British 1016 Part 104.4:1998)
a. Suhu furnace diatur pada suhu 500oC.
b. Crussible beserta tutup ditimbang pada neraca analitik (W1).
c. Sampel ditimbang sebanyak 1 gram.
d. Sampel dimasukkan ke dalam crussible.
e. Crussible yang berisi sampel beserta tutupnya ditimbang (W2).
f. Crussible yang berisi sampel tanpa tutup dimasukkan ke dalam furnace
selama 30 menit.
g. Temperatur dinaikkan menjadi 815 oC dan dibiarkan selama 60 menit.
h. Setelah 60 menit, crussible yang berisi abu dimasukkan ke dalam
desikator.
i. Setelah dingin, crussible yang berisikan abu ditimbang untuk
mendapatkan W3.
j. Abu dibuang dari crussible.
k. Crussible beserta tutupnya ditimbang untuk mendapatkan W4.
l. Data yang diperoleh dihitung dengan menggunakan rumus:
%100%12
43 xWW
WWAsh
Keterangan:
%Ash = Persentase abu dalam sampel
W1 = Berat crussible + tutup dalam keadaan kosong (gr)
W2 = Berat crussible + sampel + tutup (gr)
W3 = Berat crussible + residu + tutup (gr)
W4 = Berat crussible + tutup setelah pembakaran (gr)
Untuk lebih jelas tentang proses analisis kadar abu dapat dilihat pada
Gambar 7.
25
Sampel Karbon Aktif
Sampel ditimbang sebanyak 1.000 gr
Suhu furnace diatur pada suhu 500oC
Crussible kosong + tutup ditimbang (W1)
Sampel dimasukkan ke crussible kosong
Crussible + sample + tutup ditimbang (W2)
Crussible tanpa tutup dimasukkan ke dalam furnace selama 30 menit
Crussible didinginkan di dalam desikator
Crussible + tutup + residu ditimbang (W3)
Data yang didapat dihitung dengan menggunakan rumus:
%100%12
43 xWW
WWAsh
Suhu dinaikkan menjadi 815oC selama 90 menit
Residu dibersihkan dari Crussible
Crussible kosong + tutup ditimbang (W4)
Kadar Abu
Gambar 7. Diagram Alir Analisis Kadar Abu
26
5) Kadar Karbon Tertambat (British 1016 Part 104.3.1973)
Kadar karbon tertambat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut:
FC = 100% - %(IM + A + VM)
Keterangan:
FC = Kadar karbon tertambat (%)
IM = Kadar air bawaan (%)
A = Kadar abu (%)
VM = Kadar zat terbang (%)
6) Daya Serap
a. Karbon aktif masing-masing sebanyak 0.5 gr dimasukkan ke dalam
erlenmeyer.
b. Pipet sebanyak 50 ml larutan 1 M CH3COOH dan dikocok selama 10
menit lalu didiamkan selama 40 menit.
c. Filtrat dari sampel diambil sebanyak 20 ml dan dimasukkan ke dalam
erlenmeyer lalu diberi 3 tetes indikator fenolftalein.
d. Kemudian dilakukan titrasi dengan 0.1 M NaOH dan catat volume yang
didapatkan untuk menghitung daya serap.
e. Ulangi langkah a-d dengan kosentrasi larutan CH3COOH 0.8 M, 0.6 M,
0.4 M, dan 0.2 M.
f. Daya serap dihitung dengan rumus:
log (x/m) = log k + (1/n) log C
Untuk lebih jelas tentang proses penentuan daya serap dapat dilihat pada
Gambar 8.
27
Karbon Aktif
Dimasukkan dalam erlenmeyer sebanyak 0.5 gr
Ditambahkan 50 ml CH3COOH 1 M
Dikocok selama 10 menit dan dibiarkan selama 40 menit
Disaring dan diambil filtratnya sebanyak 20 ml
Diberi indikator pp sebanyak 3 tetes
Dititrasi dengan NaOH 0.1 M
Data yang didapat dihitung dengan menggunakan rumus:log (x/m) = log k + (1/n) log C
Daya Serap
Ulangi langkah kerja dengan untuk konsentrasi CH3COOH0.8 M, 0.6 M, 0.4 M, dan 0.2 M
Gambar 8. Diagram Alir Analisis Penentuan Daya Serap
Recommended