Literatur Analisis Karbon Aktif

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).


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


Suhu furnace diatur pada suhu 900oC



Crussible + sampel + tutup ditimbang (W2)

Crussible dimasukkan ke dalam Furnace selama 7 menit



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).


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


Suhu furnace diatur pada suhu 500oC



Crussible + sample + tutup ditimbang (W2)

Crussible tanpa tutup dimasukkan ke dalam furnace selama 30 menit



Data yang didapat dihitung dengan menggunakan rumus:

%100%12

43 xWW

WWAsh

Suhu dinaikkan menjadi 815oC selama 90 menit

Residu dibersihkan dari Crussible


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

Documents

Literatur Analisis Karbon Aktif