ADSORPTION

1
ADSORPTION
2
Pengantar

• Adsorpsi adalah proses akumulasi suatu zat
  dipermukaan
• Molekul gas akan teradsorp dipermukaan karena
  adanya gaya tarik antarmolekuler seperti van der
  waals
• Jumlah zat yang teradsorp tergantung pada
  beberapa parameter, parameter terpenting adalah
  tekanan parsial molekul P
• Dipermukaan derajat kebebasan rotasional dan
  vibrasional molekul biasanya akan tereduksi
• Beberapa molekul berdifusi secara lateral atau
  mungkin bereaksi dipermukaan.
• Sifat ini sangat penting untuk memahami katalisis
• Laju adsorpsi dan desorpsi akan menentukan
  besarnya kesetimbangan dipermukaan

3
Definisi

• Adsorbate adalah materi yang berada dalam keadaan
  teradsorp
• Zat yang akan diadsorp (sebelum berada
  dipermukaan) disebut adsorpt atau adsorptive
• Zat dimana proses adsorpsi terjadi dinamakan
  adsorbent

4
Adsorbent, adsorpt dan adsorbate
5
Definisi

• Jumlah zat yang akan teradsorp di permukaan
  digambarkan oleh fungsi adsorpsi ? ?(P, T) yang
  ditentukan secara eksperiment
• Grafik antara ? vs P pada temperatur konstan
  disebut isoterm adsorpsi
• Untuk lebih memahami adsorpsi dan jumlah
  teradsorp biasanya diturunkan persamaan isoterm
  adsorpsi yang disesuaikan dengan model teoritis
  yang digunakan
• Semua gas, teradsorp dibawah temperatur kritis
  karena adanya gaya tarik van der waals
• Secara umum ketika adsorpsi didominasi oleh
  interaksi fisik ketimbang ikatan kimia, maka
  istilah yang umum adalah fisisorpsi

6
Fisisorpsi

• Energi sublimasi berada pada kisaran 20 40
  kJ/mol
• Adsorbate relatif masih bebas berdifusi
  dipermukaan dan berotasi
• Struktur molekul solid tidak berubah akibat
  fisisorpsi kecuali untuk beberapa padatan
  molekuler mis. Parafin dan polimer
• Kesetimbangan adsorpsi cepat tercapai, saat
  tekanan diturunkan gas terdesorp secara
  reversibel (kecuali pada padatan berpori)

7
Kemisorpsi

• Energi sublimasi berkisar 100 400 kJ/mol
• Seringkali ada sisi ikat spesifik (specific
  binding sites) adsorbate relatif immobil dan
  biasanya tidak berdifusi dipermukaan
• Walau pada padatan kovalen atau logam sering
  terjadi surface reconstruction
• Akibat ikatan yang kuat, eksperimen pada UHV
  dimungkinkan karena molekul tidak mengalami
  desorpsi

8

• Oksidasi dapat dipandang sebagai kemisorpsi
  oksigen
• Nikel dan Silikon teroksidasi pd temperatur
  ruang, oksida yang dihasilkan membentuk layer
  yang stabil secara termodinamik dan melindungi
  (passivates) material murni dibawahnya
• Contoh lain adalah oksidasi alumunium yang
  menghasilkan logam yang sangat keras dengan
  ketebalan lapisan Al2O3 100 nm

9
Waktu Adsorpsi

• Parameter berguna dalam mengkarakterisasi
  adsorpsi adalah waktu adsorpsi
• Jika molekul menabrak permukaan (misal tidak ada
  gaya yg bekerja), ia akan terpantul secara
  elastis dengan energi yang sama, tidak ada
  transfer energi antara molekul gas dan permukaan
• Konsekuensinya hot molekul tidak cool down saat
  menabrak permukaan dingin.
• Waktu tinggal dipermukaan dapat diestimasi dengan
  persamaan

10

• Dimana ?x ketebalan daerah permukaan dan ?x
  rerata kecepatan normal terhadap permukaan
• Misal N2 pada 25oC, ?x 1 Å, ?x 300 m/s, ?
  7 x 10-13 s
• Ini berada pada kisaran periode vibrasi 10-13 s
• Adanya gaya tarik antara molekul dan permukaan
  meningkat waktu tinggal molekul di permukaan
• ? ?0.eQ/kBT, dimana ?0 10-13, 10-12 s. Q
  adalah panas adsorpsi

11

• Panas adsorpsi lebih dari 10 kJ/mol menunjukkan
  tidak ada adsorpsi dan waktu tinggal dibawah 10
  ps.
• Q 40 kJ/mol karaktersitik untuk fisisorpsi
• Molekul yang teradsorpsi secara kimia (Q ? 100
  kJ/mol) tidak meninggalkan permukaan
• Parameter penting lainnya adalah koefisien
  akomodasi, didefinisikan oleh temperatur molekul
  sebelum tabrakan T1, temperatur permukaan T2 dan
  temperatur molekul yang dipantulkan T3.

12

• Untuk pantulan elastik, kecepatan rerata molekul
  sebelum dan setelah menabrak permukaan adalah
  sama sehingga temperatur T1 T3 dan ? 0
• Jika molekul tinggal lama di permukaan, ia akan
  memiliki temperatur yang sama dengan permukaan
  setelah desorpsi T2 T3 dan ? 1
• Sehingga koefisien akomodasi mengukur seberapa
  banyak energi ditransfer sebelum molekul
  meninggalkan adsorbent kembali.

13
Klasifikasi Isoterm Adsorpsi

• Tergantung pada kondisi fisikokimia, beberapa
  jenis isoterm adsorpsi teramati secara eksperimen
• Ada 8 jenis yang umum dijumpai yang paling
  sederhana adalah tipe A yaitu kenaikan linier
  diuraikan oleh persamaan isoterm adsorpsi Henry
• ? KH.P
• KH konstanta (mol m-2 Pa-1) untuk gas dan
  (L/m2) untuk larutan

14
Jenis Isoterm Adsorpsi
15

• Tipe B sangat umum dengan grafik melengkung
  terhadap absis (sumbu x)
• Kebanyakan permukaan bersifat heterogen
• Terdapat beberapa adsorption sites yang memiliki
  high affinity dan daerah yang memiliki low
  affinity
• High affinity sites akan terisi lebih dahulu yang
  teramati kenaikan tajam pada tekanan rendah
• Penjelasan lain terkadang adanya tolakan lateral
  antar molekul teradsorp
• Tipe isoterm adsorpsi ini diuraikan oleh persaman
  isoterm adsorpsi Freundlich
• ? KF.Pq, KF q (q lt 1) adalah konstanta

16

• Tipe C disebut tipe Langmuir karena dapat
  diuraikan oleh persamaan isoterm adsorpsi
  Langmuir
• Dimana ? adalah relative coverage dan KL
  konstanta Langmuir. ?mon jumlah teradsorp
  maksimum untuk isoterm Langmuir monolayer
• Isoterm adsorpsi tipe C dikarakterisasi dengan
  kejenuhan pada konsentrasi tinggi
• Alasan bagi hal ini adalah permukaan tertutup
  seluruhnya oleh molekul teradsorp
• Isoterm Langmuir teramati pada adsorpsi dari
  larutan dan jarang untuk adsorpsi gas
• Tipe adsorpsi ini juga teramati pada material
  berpori, saat semua pori terisi, isoterm akan
  jenuh

17

• Isoterm sigmoidal (tipe D) mengindikasikan efek
  cooperative
• Satu molekul terikat pada permukaan akan lebih
  baik jika dapat berinteraksi dengan neighboring
  adsorbed molecule
• Konsekuensi dari interaksi lateral ini terjadi
  kondensasi 2 dimensi
• Agar isoterm sigmoid ini teramati dibutuhkan
  adsorbent flat dan homogen

18

• Tipe E umum untuk adsorpsi gas
• Biasanya lengkung pertama berasal dari adsorpsi
  monolayer
• Untuk tekanan lebih tinggi, semakin banyak layer
  teradsorp diatas layer pertama
• Hingga, jika tekanan mencapai tekanan uap jenuh,
  kondensasi akan memicu lapisan tebal secara
  makroskopis
• Tipe ini dapat dijelaskan oleh persamaan isoterm
  adsorpsi BET

19

• Tipe F akan terjadi jika ikatan monolayer pertama
  ke adsorbent lebih lemah dibanding ikatan molekul
  terhadap molekul yang lebih dulu teradsorp
• Ini terjadi jika panas adsorpsi lebih rendah
  panas kondensasi
• Tipe G adalah isoterm adsorpsi afinitas tinggi.
  Molekul terikat sangat kuat sehingga tidak ada
  yang tersisa yang dapat dideteksi pada larutan
  atau fasa gas
• Perbedaan dengan tipe Langmuir ada pada aspek
  kuantitatif bukan secara kualitatif
• Tipe ini teramati pada adsorpsi oleh polimer atau
  protein dalam larutan

20

• Isoterm tipe H (seperti anak tangga) teramati
  pada material berpori dan dicirikan oleh inhibisi
  kedua
• Pada tekanan rendah lapisan tunggal monolayer
  teradsorpsi dipermukaan seperti pada Langmuir
• Pada tekanan intermediate, multilayer mulai
  terbentuk dan pori-pori telah terisi
• Kejenuhan pada tekanan tinggi disebabkan oleh
  reduksi surface area efektif setelah pori-pori
  telah terisi penuh

21
Presentasi Isoterm Adsorpsi

• Suatu isoterm adsorpsi adalah grafik dari jumlah
  teradsorp versus tekanan fasa uap (atau
  konsentrasi jika adsorpsi dari larutan)
• Jumlah teradsorp dapat diuraikan oleh berbagai
  variabel diantaranya surface excess ? dalam
  mol/m2
• Kita menggunakan konvensi Gibbs (volume
  interfacial excess V? 0) untuk solid, Gibbs
  dividing plane ditempatkan dipermukaan solid
• Sehingga hubungan antara jumlah mol teradsorp N?
  dengan surface excess adalah
• ? N?/A A total surface area

22

• Adsorpsi sering juga dipelajari menggunakan
  powder atau porous material karena total surface
  areanya besar dengan jumlah adsorbent sedikit
• Dalam eksperimen seperti itu, diukur volume (V)
  atau massa (m V/?) teradsorp per gram adsorbent
• Model teoritis biasanya digunakan untuk
  menghitung adsorpsi per surface area
• Dalam membandingkan model teoritis dengan hasil
  adsorpsi secara eksperimen perlu diketahui
  specific surface area
• Specific surface area ? (m2/kg) adalah surface
  area per kg adsorbent
• Jika ini telah diketahui maka luas dapat dihitung
  A mad? dimana mad massa adsorbent

23
Termodinamika Adsorpsi

• Panas adsorpsi adalah sifat penting karena
  memberikan informasi dari sudut pandang driving
  force dari adsorpsi
• Pertama-tama besaran integral energi

24

• Energi molar integral adsorpsi adalah selisih
  energi antara N? mol gas teradsorp Um? (per mol)
  dan jumlah yang sama bebas di fasa gas Umg
• Enthalpi molar integral adsorpsi dan entropi
  molar integral adsorpsi didefinisikan
  sepertihalnya energi molar integral
• Selisih energi dan enthalpi adsorpsi biasanya
  kecil, jika kita perlakukan gas secara ideal maka
  selisih ?adUmint ?adHmint RT pada 25oC
  sekitar 2,4 kJ/mol

25

• Secara eksperimen penentuan energi disesuaikan
  dengan kondisi alat
• Pada kondisi volume konstan ?adUmint sama dengan
  panas adsorpsi total
• Pada kondisi diatas gas reservoir dengan volume
  konstan dihubungkan dengan reservoir adsorbent
  volume konstan keduanya dicelupkan dalam sel
  kalorimetrik yang sama
• Volume total akan sama dan tidak ada kerja volume
• Panas yang ditukarkan sama dengan energi molar
  integral dikali jumlah gas teradsorp
• Q ?adUmint . N?

26

• Secara umum ?adUmint negatif (jika tidak zat
  tidak akan mengadsorp) dan panas dilepaskan
  selama proses adsorpsi

27

• Sebagian besar eksperimen kalorimetrik dilakukan
  pada tekanan konstan, dengan menggerakkan piston
  tekanan dalam sel meningkat dan panas yang
  dilepaskan diukur
• Dalam kasus ini panas yang dipertukarkan sama
  dengan enthalpi integral adsorpsi
• Q ?adHmint . N?
• Entropi molar integral adsorpsi diukur dengan
  hubungan termodinamika umum

28
Kuantitas Differensial Adsorpsi

• Kuantitas integral merujuk pada fakta bahwa gas
  teradsorp melibatkan jumlah totalnya
• Energi molar differensial adsorpsi ditentukan
  hanya oleh last infinitesimal jumlah teradsorp,
  didefinisikan

29

• Ug adalah total energi dalam gas bebas
• Karena jumlah teradsorp biasanya kecil dibanding
  jumlah total gas di reservoir maka sifat gas
  bebas tidak berubah secara signifikan selama
  adsorpsi sehingga dUg/dN? Umg
• Persamaan ini mencakup perubahan energi permukaan
  dalam selama adsorpsi dari jumlah infinitesimal
  gas pada temperatur konstan dan total surface area

30

• Kita harus membedakan antara kuantitas integral
  dan diferensial karena energi berubah dengan
  jumlah teradsorp, ada 3 kasus
• Pertama sebagian besar surface energetically
  heterogen dan ada binding sites dengan high
  energy binding yang pertama ditempati
• Kedua, monolayer pertama memiliki binding energy
  berbeda dengan layer berikutnya karena adsorpsi
  didominasi oleh interaksi solid adsorbent dengan
  molekul gas
• Untuk layer kedua interaksi antara molekul gas
  teradsorp dengan molekul gas sangat penting
• Ketiga, jika molekul berinteraksi secara lateral
  dengan neighboring molekul di permukaan, secara
  energetik lebih disukai molekul teradsorp pada
  surface yang secara parsial tertutupi

31
(No Transcript)
32

• Adsorpsi fisik gas pada padatan hampir selalu
  digerakkan secara enthalpi atau enthalpically
  driven (?adHmdif lt 0)
• Adsorpsi yang entropically driven bisa juga
  terjadi namun biasanya entropi molekul
  dipermukaan lebih kecil dibanding fasa gas
• Hal ini terjadi karena derajat kebebasan vibrasi,
  rotasi dan translasi menjadi terbatasi/restricted

33
Example 9.1
34

• Pada tekanan sangat rendah (P/Po lt 0,1) isoterm
  adsorpsi naik dengan tajam. Molekul teradsorpsi
  menemukan banyak binding sites yang kosong.
  Sejumlah kecil molekul dipermukaan memiliki
  peluang terikat pada strong binding sites di
  grain boundaries
• Hal ini bisa dilihat dari kalor adsorpsi
  differensial, pada coverages dibawah 0,3 ?mol/m2,
  kalor adsorpsi menunjukkan maksimal

35

• Monolayer coverage dicapai pada tekanan P/Po
  0,1. pada titik ini slope tajam dari isoterm
  adsorpsi berakhir
• Untuk monolayer pertama, kalor adsorpsi yang
  konstan (secara umum) akan teramati pada 43
  kJ/mol
• Nilai ini sekitar 0,9 kJ/mol lebih tinggi
  dibanding panas kondensasi benzene

36

• Pada tekanan tinggi (P/Po gt 0,1) mulai terbentuk
  multilayer. Didaerah multilayer ini slope kurva
  naik tajam lagi sejalan dengan kenaikan tekanan
• Untuk P ? Po layer teradsorp akan sangat tebal
  karena terjadi kondensasi makroskopik
• Kalor adsorpsi differensial sedikti diatas panas
  kondensasi tetapi lebih kecil (secara signifikan)
  dibanding nilai pada monolayer pertama

37
Model Adsorpsi Isoterm Adsorpsi Langmuir

• Langmuir mengasumsikan bahwa dipermukaan ada
  sejumlah tertentu binding sites per unit area S.
  S memiliki satuan mol/m2 (atau m-2)
• Diantara binding sites ini ada S1 yang ditempati
  oleh adsorbate sehingga So S S1 akan
  kosong/belum terisi
• Laju adsorpsi dalam mol per detik dan per unit
  area berbanding lurus terhadap jumlah binding
  sites kosong So dan tekanan kadPSo
• Laju desorpsi berbanding lurus dengan jumlah
  molekul teradsorp S1 dan sama dengan kdeS1 dimana
  kde konstanta

38
Skema Model Adsorpsi Langmuir
39

• Saat setimbang, laju adsorpsi sama dengan laju
  desorpsi sehingga
• kdeS1 kadPSo kadP(S S1)
• ? kdeS1 kadPS1 kadPS
• ? S1/S kadP/(kde kadP)
• S1/S adalah coverage ? dimana KL kad/kde
  sehingga persamaan Langmuir menjadi

40

• Tipikal isoterm adsorpsi Langmuir ditunjukkan
  oleh gambar 9.6 untuk konstanta Langmuir yang
  berbeda
• Jika adsorpsi melibatkan larutan maka tekanan P
  diganti dengan konsentrasi c

41

• Alternatif persamaan isoterm adsorpsi Langmuir
  dapat juga ditulis dalam jumlah teradsorp mol per
  gram surface area
• Disini ?mon adalah jumlah mol teradsorp per gram
  atau per unit area subtrat saat semua binding
  sites ditempati dan monolayer molekul terbentuk
• ?mon berkaitan dengan surface area yang ditempati
  oleh satu molekul teradsorp ?A dengan persamaan
  ?mon ?/(N0?A) atau

42

• Alternatif persamaan isoterm adsorpsi Langmuir
  dapat juga ditulis dalam jumlah teradsorp mol per
  gram surface area
• Disini ?mon adalah jumlah mol teradsorp per gram
  atau per unit area subtrat saat semua binding
  sites ditempati dan monolayer molekul terbentuk
• ?mon dihubungkan dengan surface area yang
  ditempati oleh satu molekul teradsorp ?A dengan
  persamaan ?mon ?/(N0?A) atau ?mon 1/(N0?A)

43

• Untuk konstanta Langmuir didapat

44

• Harus diingat Laju adsorpsi terhitung adalah
  batas atas, ini bisa digunakan untuk menghitung
  laju kondensasi liquid
• Koefisien kondensasi atau sticking probability
  adalah rasio antara kondensasi aktual dengan
  batas atas. Nilai ini bisa diukur dengan
  ekperimen molecular beam
• Untuk N2 pada tungsten sticking probability pada
  27oC sebesai 0,61. O2 pada es 200 K hampir satu

45

• Persamaan Langmuir memiliki persyaratan kondisi
  antara lain
• Molekul terikat pada well determined binding
  sites pada adsorbent
• Tiap-tiap binding sites hanya dapat mengikat satu
  molekul
• Energi ikat/binding tidak tergantung pada adanya
  molekul lain yang terikat

46
Isoterm Adsorpsi BET

• Pada Langmuir, adsorpsi maksimal adalah
  monolayer, isoterm ini akan jenuh pada tekanan
  tinggi
• Kondisi ini tidak realistik untuk beberapa kasus
  sehingga untuk mengakomodasi multilayer,
  Brunauer, Emmett dan Teller mengembangkan teori
  Langmuir menjadi isoterm adsorpsi BET.
• Ide dasar dari isoterm adsorpsi BET adalah asumsi
  isoterm Langmuir pada tiap-tiap layer

47

• Dalam isoterm BET diasumsikan bahwa kalor
  adsorpsi layer pertama memiliki nilai tertentu Q1
  dan untuk semua layer setelahnya dianggap kalor
  adsorpsi Qi berkorelasi dengan kalor kondensasi
  liquid
• Kondisi lainnya adalah adsorpsi dan desorpsi
  hanya terjadi antara vapor dan surface
• Molekul teradsorp tidak dimungkinkan bergerak
  dari satu layer ke layer yang lain
• Pada kesetimbangan laju desorpsi tiap-tiap layer
  sama dengan laju adsorpsi

48
Model BET untuk Adsorpsi
49
Laju Adsorpsi dan Desorpsi

• Adsopsi ke vacant surface sites kad1PS0
• Desorpsi dari layer pertama a1S1e-Q1/RT
• Adsorpsi ke layer ke-i kadiPSi-1
• Desorpsi dari layer ke-i aiSie-Qi/RT
• Dimana a1 dan ai adalah faktor frekuensi seperti
  halnya 1/?0 sehingga didapat

50

• Dimana n adalah jumlah total mol teradsorp per
  unit area, nmon adalah jumlah mol teradsorp dalam
  satu monolayer penuh per unit area (masing-masing
  binding sites terisi satu molekul)
• P0 tekanan uap saat kesetimbangan dan
• Persamaan 9.37 menunjukkan n/nmon tak berhingga
  saat P/P0 ? 1 hal ini terjadi karena adanya
  kondensasi

51

• Isoterm adsorpsi BET cukup luas digunakan, ada 2
  parameter yang biasa ditentukan
• Maka
• Penting untuk dicermati bahwa ? P/P0

52
Pentingnya Paramater C

• Grafik berikut menunjukkan bagaimana isoterm BET
  sangat tergantung pada parameter C
• Untuk C tinggi, binding molekul uap/gas langsung
  ke surface adalah kuat dibanding gaya antar
  molekuler
• Oleh karenanya, pada tekanan rendah isoterm
  Langmuir akan diperoleh, hanya pada tekanan
  tinggi, molekul mulai membentuk multilayer
• Untuk nilai C yang rendah molekul lebih suka
  binding antar mereka saat binding energy ke
  surface rendah
• Sehingga monolayer pertama hanya terbentuk pada
  tekanan relatif tinggi, sekali terbentuk akan
  lebih mudah untuk molekul berikutnya teradsorp

53
Gambar 9.9
54
Adsorpsi pada Permukaan Heterogen

• Surface biasanya tidak sepenuhnya homogen,
  beberapa faktor penyebabnya adalah
• different crystal faces
• adanya cacat dan deviasi lainnya
• adanya jenis zat yang berbeda misal pada steel
  (Fe, C, Ni, Co) atau pada gelas (SiO2, B, Na, K)
  yang masing-masing memiliki konsentrasi
  berbeda-beda dipermukaan

55

• Pada permukaan heterogen, binding energy suatu
  adsorbat umumnya tidak memiliki nilai tertentu
  tapi ada distribusi binding energy
• Probabilitas menemukan binding site pada interval
  energi Q Q dQ diuraikan oleh fungsi distribusi
  ?(Q)dQ
• Adsorpsi teramati secara eksperimen adalah jumlah
  semua peristiwa adsorpsi pada semua jenis binding
  sites

56

• Pada temperatur tertentu, coverage didefinisikan
• Untuk isoterm adsorpsi pada well determined
  homogeneous part ?H(Q,P) biasa digunakan
  persamaan Langmuir

57

• Isoterm adsorpsi Freundlich diturunkan dari
  distribusi adsorpsi eksponensial berdasarkan ?(Q)
  ? e-Q/Q dengan asumsi perilaku Langmuir untuk ?H
• Q adalah konstanta yang mencirikan distribusi
  energi adsorpsi
• Persyaratan dalam menurunkan persamaan ini adalah
  Q gt kBT

58
Teori Potensial Polanyi

• Polanyi melakukan pendekatan berbeda untuk
  menjelaskan fenomena adsorpsi
• Dia mengasumsikan molekul dekat permukaan
  merasakan potensial (seperti halnya gravitasi
  bumi) akibat gaya tarik van der waals
• Potensial ini menekan gas dekat permukaan secara
  isotermal, saat tekanan lebih tinggi dari tekanan
  uap setimbang, gas akan terkondensasi

59

• Jumlah mol teradsorp per unit area didefinisikan
  oleh persaman
• Dimana xf jumlah mol teradsorps per unit area,
  VmL volume molar liquid, C ? ??BCAB/3 dan D0
  jarak atau jari-jari molekul

60
Contoh 9.3
61
Which one is best?

• Teori mana yang cocok untuk aplikasi tertentu?
• Teori adsorpsi Henry aplicable pada tekanan
  rendah
• Isoterm adsorpsi yang luas dipakai adalah
  persamaan BET, biasanya cocok dengan hasil
  eksperimen untuk 0,05 lt P/P0 lt 0,35
• Untuk tekanan yang sangat kecil, fitting kurang
  sempurna karena adanya heterogenitas
• Untuk tekanan tinggi, teori potensial lebih
  cocok, setidaknya untuk adsorbent homogen dan
  flat. Juga dapat digunakan pada nilai P/P0 dari
  0,1 sd 0,8
• Untuk P/P0 gt 0,35 adsorpsi didominasi oleh
  material berpori.

62
Prosedur Pengukuran Luas Permukaan Spesifik

• Untuk semua eksperimen dengan porous material
  atau powder, kita perlu mengetahui luas permukaan
  spesifik
• Biasanya luas permukaan spesifik ditentukan dari
  eksperimen adsorpsi
• Jika adsorpsi suatu sampel dapat dijelaskan
  dengan Langmuir, dari fitting hasil eksperimen
  kita peroleh ?mon dalam satuan mol/g
• Lalu kita asumsikan nilai yang rasional untuk
  cross sectional area dari satu gas ?A dan
  diperolehlah luas permukaan spesifik
• ? ?mon?ANA

63

• Pada sebagian besar aplikasi praktis, isoterm
  adsorpsi BET lebih sering digunakan karena dapat
  difiiting lebih baik
• Pertama-tama kita mengukur isoterm adsorpsi massa
  tertentu adsorbent kemudian mem-fittingkannya
  dengan persamaan BET
• Biasanya model BET menguraikan adsorpsi untuk
  0,05 lt P/P0 lt 0,35 dengan cukup baik
• Sebagai hasil pengukuran kita akan memperoleh
  volume gas teradsorp Vad yang jika kita ketahui
  tekanan dan temperatur maka akan lebih membantu
• Biasanya digunakan kondisi standard untuk T P

64

• Untuk analisis kita harus mentransformasi
  persamaan adsorpsi BET, mula-mula kita tuliskan
  jumlah mol teradsorp dengan volume n/nmon
  Vad/Vadmon,dimana Vadmon adalah volume gas yang
  dibutuhkan untuk memperoleh satu monolayer
  lengkap
• Dengan mengatur ulang persamaan akan diperoleh

65

• Untuk analisis kita harus mentransformasi
  persamaan adsorpsi BET, mula-mula kita tuliskan
  jumlah mol teradsorp dengan volume n/nmon
  Vad/Vadmon,dimana Vadmon adalah volume gas yang
  dibutuhkan untuk memperoleh satu monolayer
  lengkap
• Dengan mengatur ulang persamaan akan diperoleh
• Dari slope dan intersep, maka C dan Vadmon dapat
  ditentukan

66
Adsorpsi pada padatan berpori - Histeresis

• Dalam aplikasi praktis sebagian besar material
  industri dan alam memiliki pori. Berdasarkan
  rekomendasi IUPAC pori diklasifikasikan menjadi
• Makropori, memiliki diameter besar dari 50 nm.
  Makropori demikian lebarnya sehingga gas
  seolah-olah teradsorp di permukaan flat
• Mesopori berada pada range 2-50 nm, kondensasi
  kapiler sering mendominasi pengisian mesopori,
  dibawah temperatur kritis terbentuk multilayer.
  Pori disatu sisi membatasi jumlah layer, namun
  disisi lain dapat mendorong kondensasi kapiler
• Mikropori kecil dari 2 nm. Dalam mikropori,
  struktur fluida teradsorp berbeda dengan struktur
  makroskopis ruah. Liquid yang terjebak merupakan
  objek penelitian yang intens karena memiliki
  sifat-sifat unik. Contoh materialnya adalah zeolit

67

• Adsorpsi pada porous material biasa dicirikan
  dengan histeresis dalam perilaku adsorpsi
• Fenomena ini teramati saat setelah proses
  adsorpsi. Eksperimen desorpsi dilakukan dengan
  menurunkan tekanan secara progresiv dari nilai
  maksimumnya hingga isoterm desorpsi terukur
• Selama proses desorpsi, fasa liquid menguap dari
  pori. Isoterm desorpsi tidak mengikuti jalur yang
  sama dengan adsorpsi tapi berada diatasnya
• Biasanya isoterm lebih datar dengan nilai P/P0
  tinggi karena pengisian pori menurunkan available
  surface area

68
Gambar 9.14
69
Gambar 9.15