pengertian adsorpsi adalah (Jenis dan faktor yang mempengaruhinya)

TeoriKimia - Adsorpsi adalah kemampuan dari suatu bahan atau senyawa untuk mengikat gas, cairan atau zat terlarut pada permukaannya secara adhesi (Pudjaatmaka, 2005).

Macam-macam Adsorpsi

a.        Adsorpsi Kimia

Adsorpsi kimia terjadi karena adanya reaksi antara molekul-molekul adsorbat dengan molekul adsorben. Jenis ini tidak reversibel dan hanya membentuk lapisan tunggal. Adsorpsi kimia umumnya terjadi pada suhu tinggi dan kalor adsorpsinya juga tinggi (Bird, 1993).

b.      Adsorpsi Fisika

Adsorpsi fisika terjadi bila molekul-molekul adsorbat bergabung atau terikat tanpa disertai reaksi pada permukaan adsorben. Molekul-molekul adsorbat terikat karena adanya gaya tarik-menarik yang relatif lemah dengan permukaan adsorben. Gaya ini adalah disebut gaya van der Waals. Adsorpsi berlangsung cepat, reversible, dan kalor reaksinya rendah. Adsorbat pada adsorpsi fisika tidak terikat secara kuat pada permukaan adsorben, sehingga adsorbat dapat bergerak dari suatu bagian permukaan ke bagian permukaan yang lain (Bird, 1993).

Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi

a. Interaksi antara adsorben dengan adsorbat

Adsorpsi dalam larutan mengandung sedikitnya dua komponen yang dapat saling berinteraksi yaitu adsorben dan adsorbat. Adsorpsi larutan terjadi akibat adanya kompetisi antara zat terlarut dengan pelarut untuk teradsorpsi pada permukaan adsorben. Interaksi yang kuat antara molekul-molekul pelarut dengan permukaan adsorben dapat mengurangi situs aktif adsorben sehingga interaksi antara adsorben dan adsorbat menjadi berkurang. Adsorben polar akan mempunyai kecenderungan menyerap lebih kuat adsorbat polar dibandingkan adsorbat non polar, demikian juga sebaliknya adsorben non polar cenderung menyerap kuat adsorbat non polar dibanding adsorbat polar (Smith, 1981).

b. Luas Permukaan

Semakin luas permukaan adsorben, maka adsorpsi yang terjadi akan semakin besar disebabkan adsorbat untuk diadsorpsi semakin besar. Jadi semakin halus suatu adsorben maka adsorpsinya akan semakin besar (Alberty, 1980). Luas permukaan (300-2000 m²/gr) yang dimiliki oleh arang aktif dapat menyebabkan daya adsorpsi yang tinggi (Anonim, 2005).

Arang aktif

c. Konsentrasi

Semakin besar konsentrasi larutan, maka kontak antara adsorbat dengan adsorben makin besar sehingga adsorbat yang terasorpsi akan semakin besar. Pada kondisi  adsorben yang sudah jenuh proses adsorpsi dan desorpsi menjadi setimbang sehingga kenaikan konsentrasi tidak lagi berpengaruh terhadap kemampuan adsorpsi (Cheremisinoff, 1978).

Mekanisme Adsorpsi

a. Pertukaran ion

Sifat kimia dan fisik suatu spesies organik sangat penting dalam mempengaruhi interaksi dengan lempung. Jika bersifat kation, seperti yang ditemukan pada amina terprotonasi atau kation ammonium kuarter, maka ion-ion tersebut akan masuk ke dalam reaksi pertukaran dengan kation logam yang biasanya menempati titik pertukaran pada permukaan lempung. Kation organik lebih disukai dibandingkan kation logam karena pertimbangan ukuran. Namun kation organik kecil dapat digantikan oleh kation logam. Kation organik akan saling mempertukarkan kation organik lain pada kompleks pertukaran lempung. Sistem pertukaran ini sebagian pada smektit, kation organik yang berbeda cenderung terpisah dalam beberapa lapisan seperti yang ditunjukkan oleh ion ammonium kuarter bercampur dengan mektit etil amonium. Alasan pemisahan tersebut diperkirakan sebagai akibat dari sifat hidrasi yang berbeda seperti halnya kebutuhan energi untuk pengembangan lapisan.

b. Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah jenis lain dari interaksi yang mungkin terjadi antara molekul organik dengan permukaan mineral. Berbagai jenis ikatan ini telah diidentifikasi, terutama dengan penerapan spektroskopi inframerah. Salah satu jenis adalah ketika molekul organik polar tidak dapat menggantikan molekul air pada kation logam pertukaran, dan menempatkan dirinya dalam pengikatan hidrogen dengan air yang terkoordinasi secara langsung. Contohnya adalah ikatan yang terjadi antara piridin (L) dengan kation permukaan mineral laterit yang terhidrasi.

c. Pembentukan ion dipol

Kation pada mineral laterit dapat membentuk koordinasi tipe ion dipol dengan molekul organik anionik atau non-ionik yang dapat menyumbangkan elektron.

d. Pembentukan kompleks kermukaan inner-sphere dan outer-sphere

Adsorpsi spesies organik oleh mineral laterit dapat terjadi melalui pembentukan kompleks permukaan inner-sphere atau outer-sphere. Permukaan kompleks outer-sphere juga terjadi pada adsorpsi asamaspartat oleh kaolinit.

e. Interaksi Hidrofobik

Spesies hidrofobik cenderung membentuk agregat dan mengikat permukaan mineral melalui interaksi yang menghasilkan hidrofobisitas dan ikatan dengan permukaan yang lebih kuat. Angore et al pada tahun 2002 menemukan bahwa keberadaan asam ftalat dapat memacu adsorbsi suatu molekul hidrofobik antrasin yang sama sekali tidak teradsorb oleh kaolini dan goethite. Hal ini dikarenakan asam ftalat dapat terikat oleh kaolini dan goethite dan meninggikan hidrofobisitas permukaan mineral tersebut.

f. Interaksi Elektrostatik

Spesies organik terprotonasi atau terdeprotonasi berinteraksi dengan ion logam yang terikat oleh mineral laterit.

g. Ikatan π

Spesies organik dapat menyumbangkan dan menggunakan bersama elektron π-nya dengan permukaan suatu mineral laterit.

h. Ikatan van der Waals

Spesies organik mengikat permukaan mineral laterit dalam bentuk netral. Energi ikatan van der Waals ini sangat lemah. Ikatan semacam ini terjadi ketika attrazin mengikat smektit.