ADSORPSI. Ketika permukaan zat padat terkena gas atau cairan, molekul dari gas atau larutan secara bertahap mengumpul atau memusat pada permukaan.

Transkripsi

1 ADSORPSI Ketika permukaan zat padat terkena gas atau cairan, molekul dari gas atau larutan secara bertahap mengumpul atau memusat pada permukaan. Fenomena pengumpulan molekul dari gas atau cairan pada permukaan zat padat disebut adsorpsi Lapisan zat pada permukaan itu disebut adsorbate (bahan terjerap) dan zat padat permukaannya terjadi endapan disebut adsorbent.

2 Contoh Adsorpsi (1) Adsorpsi pewarna oleh arang. Jika arang yang dihaluskan dilarutkan dalam larutan encer methylene blue (pewarna organik), konsentrasi warna larutan menurun. Molekul-molekul pewarna telah diserap oleh partikel arang. (2) Adsorpsi gas oleh arang. Jika gas (SO2, Cl2, NH3) direaksikan dengan bubuk arang dalam wadah tertutup, tekanan gas akan menurun. Molekul-molekul gas berkumpul pada permukaan arang dan terserap. Adsorpsi terhadap Penyerapan Istilah 'adsorpsi' harus hati-hati dibedakan dari seperti yang terdengar istilah absorpsi'. Sementara adsorpsi menyiratkan deposisi pada permukaan saja, absorpsi menyiratkan penetrasi ke dalam padatan (Gambar 23.2). Untuk ilustrasi, krayon kapur dicelupkan ke dalam tinta adsorbsi dan ternyata ditemukan krayon kapur menjadi putih. Di sisi lain, air yang diserap oleh spons dan didistribusikan ke seluruh spons seragam. Kedua adsorpsi dan penyerapan sering terjadi berdampingan. Hal ini demikian sulit untuk membedakan antara dua proses eksperimental. Mekanisme Adsorpsi Atom atau molekul dari permukaan padat berperilaku seperti molekul permukaan cairan. Tidak dikelilingi oleh atom atau molekul dari jenis mereka. Oleh karena itu, mereka memiliki kekuatan menarik seimbang pada permukaan yang dapat menampung partikel adsorbat. Gambar 23.3 Hidrogen teradsorpsi molekuler pada platinum Gambar 23.4 Hidrogen teradsorpsi pada atom platinum

3 Atom-atom atau molekul teradsorpsi dapat terkumpul pada permukaan logam seperti platina (Pt) dengan kekuatan fisik van der Waal karena obligasi valensi sisa. Dengan demikian adsorpsi hidrogen pada platinum dapat terjadi dalam dua cara (molekuler atau atom seperti yang ditunjukkan di atas). JENIS ADSORPSI Adsorpsi gas ke permukaan padat terdiri dari dua jenis: (a) Adsorpsi Fisik Hal ini disebabkan oleh molekul gas yang berada pada permukaan padat yang disebabkan penarikan kekuatan oleh gaya Van Der Wall. Hal ini juga disebut sebagai adsorpsi Van Der Waal. Sebagai contoh, adsorpsi hidrogen atau oksigen pada arang. Contoh tersebut merupakan Adsorpsi Fisik. (b) Kimia Adsorpsi atau Chemisorption Dalam jenis adsorpsi ini, molekul gas atau atom ditangkap oleh permukaan padat yang disebabkan oleh ikatan kimia. Ikatan ini mungkin adalah kovalen atau ionik yang ada di alam. Sebagai contoh, hidrogen adalah adsorpsi dari nikel. Molekul hidrogen pertama terserap oleh pasukan van der Waal dan kemudian memisahkan. Demikian atom hidrogen terbentuk dari adsorpsi nikel. di atas. Seringkali adsorpsi adalah kombinasi dari dua jenis adsorpsi yang dinyatakan seperti ADSORPSI GAS DENGAN PADAT Adsorpsi gas oleh adsorben padat memiliki fitur karakteristik tertentu. fisik adsorpsi dan chemisorption ditemukan berbeda dalam banyak hal.

4 ( 1 ) Adsorpsi dan Luas Adsorpsi menjadi fenomena permukaan, tingkat adsorpsi tergantung pada area. Peningkatan permukaan di daerah permukaan adsorben dapat meningkatkan jumlah total gas yang terserap. Logam ( nikel, platinum ) dan zat berpori ( arang, silika gel ) menyediakan area permukaan yang besar dan terbaik pada adsorben padat. ( 2 ) Sifat Gas Jumlah gas yang diserap oleh zat padat tergantung pada sifat gas. Secara umum, gas yang memiliki suhu kritis tinggi, dia akan mudah mencair, hal itu yang menyebabkan gas mudah untuk diserap. Dengan demikian 1 g arang aktif dapat diadsorbsi dengan 380 ml sulfur dioksida (suhu kritis 157 C ), 16 ml metana ( temperatur kritis - 83 C ) dan 4,5 ml hidrogen (temperatur kritis -20 C ). Adsorpsi kimia di sisi lain, jauh lebih spesifik daripada adsorpsi fisik. Namun, tidak akan terjadi ketika ada beberapa kemungkinan tindakan kimia antara gas yang terserap dan padatannya. ( 3 ) Pemanasan dari Adsorpsi Panas adsorpsi didefinisikan sebagai energi yang dibebaskan ketika 1 gm mol gas yang teradsorpsi pada permukaan padat. Pada adsorpsi fisik, molekul gas berkonsentrasi pada permukaan padat. Jadi mirip dengan kondensasi dari gas menjadi cairan. Oleh karena itu, adsorpsi seperti kondensasi adalah proses eksotermik. Karena daya tarik antara molekul gas dan permukaan padat adalah relatif lemah yang disebabkan oleh gaya van der Waal, sehungga pemanasan adsorpsi kecil ( sekitar 5 kkal mol - 1 ). Dalam adsorpsi kimia daya tarik adalah pembentukan ikatan kimia yang benar. Oleh karena itu, kalor adsorpsi yang besar adalah 20 sampai 100 kkal mol-1. memanaskan adsorpsi besar ( 20 sampai 100 kkal mol - 1 ). ( 4 ) karakter Reversible Adsorpsi fisik adalah proses reversibel. Gas teradsorbsi ke padat dapat dihapus ( desorbed ) dalam kondisi kebalikan dari suhu dan tekanan. Dengan demikian, Gas Gas / Padat + Panas

5 Chemisorption, sebaliknya, tidak reversibel karena senyawa permukaan terbentuk. ( 5 ) Pengaruh suhu Adsorpsi fisik terjadi dengan cepat pada suhu rendah dan menurun dengan meningkatnya suhu ( Prinsip Le Chatelier ).Adsorpsi kimia, seperti kebanyakan perubahan kimia, umumnya meningkat dengan suhu. Dengan demikian suhu riseof sering dapat menyebabkan adsorpsi fisik untuk mengubah ke chemisorption. Nitrogen, misalnya, secara fisik teradsorpsi pada besi pada 190 C tetapi chemisorbed untuk membentuk nitrida pada 500 C. ( 6 ) Pengaruh tekanan Karena kesetimbangan dinamis ada antara gas yang terserap dan gas dalam kontak dengan thesolid seperti yang dinyatakan dalam ( 4 ), Prinsip Le Chatelier diterapkan. Sebenarnya telah ditemukan bahwa peningkatan tekanan menyebabkan peningkatan adsorpsi dan penurunan penyebab tekanan desorpsi. ( 7 ) Ketebalan lapisan gas Terserap Dari studi tentang isoterm berkaitan dengan jumlah gas teradsorpsi ke tekanan kesetimbangan, Langmuir menunjukkan bahwa pada tekanan rendah, bentuk gas yang terserap secara fisik hanya satu tebal lapisan molekul. Namun, atas tekanan tertentu, lapisan tebal multimolekular terbentuk. PERBANDINGAN ADSORPSI FISIK DAN ADSORPSI KIMIA ADSORPSI FISIK 1. Disebabkan oleh kekuatan antarmolekul van der Waal s ADSORPSI KIMIA 1. Disebabkan oleh pembentukan ikatan kimia. 2. Tergantung pada sifat gas. Gas yang 2. Jauh lebih spesifik daripada adsorpsi fisik. teradsorpsi mudah mencair. 3. Panas adsorpsi kecil ( sekitar 5 kkalmol -1 ) 3. Panas adsorpsi besar ( kkalmol -1 ). 4. Reversible. 4. Ireversibel.

6 5. Terjadi dengan cepat pada suhu rendah, menurun dengan meningkatnya suhu. 6. Peningkatan tekanan meningkatkan adsorpsi, penurunan tekanan menyebabkan desorpsi. 7. Bentuk lapisan multimolecular pada adsorben permukaan. 5. Meningkat dengan kenaikan suhu 6. Perubahan tekanan tidak memiliki efek seperti itu. 7. Bentuk lapisan multimolecular pada adsorben Dalam chemisorption, lapisan teradsorpsi gas merupakan salah satu molekul tebal sejak kimia combinationcan berlangsung dengan permukaan adsorben hanya secara langsung. ADSORPSI ISOTERM Adsorpsi gas pada adsorben padat dalam wadah tertutup adalah proses areversible. Gas Gas gratis teradsorpsi pada padat Besarnya terserap gas tergantung pada tekanan kesetimbangan ( P ) dan suhu. Hubungan antara tekanan kesetimbangan gas dan jumlahnya teradsorpsi pada adsorben padat pada setiap suhu konstan disebut isoterm adsorpsi. Ini dapat diberikan dalam bentuk persamaan atau kurva grafis. Freundlich Adsorpsi Isoterm Freundlich mengusulkan hubungan empiris dalam bentuk persamaan matematika. dimana w adalah massa gas teradsorpsi pada m massa adsorben pada tekanan P, k dan n adalah konstanta tergantung pada sifat gas dan adsorben dan pada suhu. hubungan ini umumnya direpresentasikan dalam bentuk kurva diperoleh dengan memplot massa gas teradsorpsi per satuan massa adsorben (w / m) terhadap tekanan kesetimbangan

7 Gambar 23.6 Isoterm Freundlich, sebidang massa gas yang terserap per satuan massa adsorben Gambar 23.7 Plot dari log terhadap log menunjukkan sedikit kelengkungan pada tekanan yang lebih tinggi. Freundlich isotermis tidak berlaku pada tekanan tinggi. Mengambil logaritma pada kedua sisi Persamaan Freundlich, kita memiliki Ini adalah persamaan untuk garis lurus. Jadi plot log (w / m) terhadap log P harus menjadi garis lurus dengan kemiringan 1 / n dan intercept log k. Namun, itu benar-benar menemukan bahwa plot garis-garis lurus pada rendah tekanan, sementara pada tekanan yang lebih tinggi mereka menunjukkan kelengkungan sedikit, terutama pada suhu rendah. ini menunjukkan bahwa persamaan Freundlich adalah perkiraan dan tidak berlaku untuk adsorpsi gas oleh padatan pada tekanan yang lebih tinggi. Isoterm adsorpsi Langmuir Langmuir (1916) yang berasal adsorpsi isoterm sederhana berdasarkan pertimbangan teoritis. itu bernama setelah dia. asumsi Langmuir membuat asumsi sebagai berikut. (1) Lapisan gas teradsorpsi pada adsorben padat adalah satu-molekul tebal. (2) Lapisan teradsorpsi seragam di seluruh adsorben.

8 (3) Tidak ada interaksi antara molekul teradsorpsi yang berdekatan. Penurunan Langmuir Isoterm Langmuir menganggap bahwa molekul gas menyerang permukaan padat dan dengan demikian teradsorpsi. beberapa molekul ini kemudian menguap cukup cepat. Sebuah keseimbangan dinamis akhirnya dibentuk antara dua proses yang bertentangan, adsorpsi dan desorpsi. Jika θ adalah sebagian kecil dari total permukaan yang ditutupi oleh molekul teradsorpsi, yang sebagian kecil dari area terbuka (1 - θ). Tingkat desorpsi ( ) sebanding dengan permukaan θ yang tertutup. Oleh karena itu, = θ dimana adalah konstanta laju untuk proses desorpsi. Laju adsorpsi ( ) sebanding dengan permukaan terbuka yang tersedia (1 - θ) dan tekanan (P) gas. = (1 θ) P mana adalah laju konstan untuk proses adsorpsi. Pada kesetimbangan laju desorpsi sama dengan laju adsorpsi. Artinya, atau atau atau dimana K adalah konstanta kesetimbangan dan disebut sebagai koefisien adsorpsi. Jumlah gas teradsorpsi per gram adsorben, x, sebanding dengan θ. Karenanya, x atau x = K

9 di mana K 'adalah sebuah konstanta baru. Persamaan (1) memberikan hubungan antara jumlah gas teradsorpsi terhadap tekanan gas pada suhu konstan dan dikenal sebagai adsorpsi isoterm Langmuir. Untuk menguji isoterm Langmuir, persamaan (1) disusun ulang sehingga di mana K'' konstan = K '/ K. Persamaan (2) adalah serupa dengan persamaan untuk garis lurus. Jadi jika P/x diplot terhadap P, kita harus mendapatkan garis lurus dengan kemiringan 1/K'' dan intercept 1/K'. Ini ditemukan pada sebagian besar kasus yang kurva yang sebenarnya adalah garis lurus. Jadi Langmuir isotherm diverifikasi. Figure 23.9 Verifikasi Langmuir isoterm untuk adsorpsi N pada mika pada 90 K Langmuir Isoterm bertahan pada tekanan rendah tetapi gagal pada tekanan tinggi P 1 P = + x K K Jika tekanan (P) sangat rendah, faktor P / K'' dapat diabaikan dan isoterm mengasumsikan bentuk x = K' P (pada tekanan rendah) Jika tekanan (P) sangat tinggi, faktor 1 / K 'dapat diabaikan dan isoterm menjadi

10 x = K'' (pada tekanan tinggi) Oleh karena itu, pada tekanan rendah, jumlah gas terserap (x) berbanding lurus dengan tekanan (P) Pada tekanan tinggi massa terserap mencapai nilai konstan K'' ketika permukaan adsorben benar-benar tertutup dengan lapisan Unimolecular gas. Pada tahap ini adsorpsi tidak tergantung pada tekanan ADSORPSI ZAT TERLARUT DARI LARUTAN Zat padat berpori atau halus dapat juga menyerap zat terlarut dari larutan. Sehingga arang aktif digunakan untuk menghilangkan kotoran berwarna dari larutan. Arang juga akan menyerap banyak zat warna. Ketika larutan asam asetat terguncang dengan arang aktif, bagian dari asam akan dihapus oleh adsorpsi dan konsentrasi larutan menurun. Sekali lagi, endapan yang diperoleh dalam analisis kualitatif sering bertindak sebagai absorben. Sebagai contoh, magnesium hidroksida bila diendapkan di hadapan magneson dye-hal membentuk biru 'danau'. Adsorpsi dari larutan umumnya mengikuti prinsip yang sama seperti digariskan untuk adsorpsi gas oleh padatan dan tunduk pada faktor yang sama. Dengan demikian, (1) Beberapa adsorben khusus menyerap zat terlarut tertentu lebih efektif daripada yang lain. (2) Peningkatan suhu menurun tingkat adsorpsi. (3) Peningkatan luas permukaan meningkatkan tingkat adsorpsi. (4) Adsorpsi zat terlarut juga melibatkan pembentukan keseimbangan antara jumlah terserap dan konsentrasi zat terlarut dalam larutan. Mekanisme yang tepat dari adsorpsi dari larutan tidak jelas. Namun ada batas untuk adsorpsi oleh suatu massa adsorben dan karenanya mungkin adsorpsi terjadi kecuali Mekanisme yang tepat dari adsorpsi larutan masih belum jelas. Bagaimanapun juga, ada sebuah batasan pada adsorpsi oleh oleh sebuah masa adsorbent yang diberikan dan karena itu bisa terjadi jika Sebuah lapisan yang tak bermolekul dibentuk. Isoterm Freundlich, menggunakan konsentrasi dari pada tekanan diatur oleh adsorpsi larutan. Yaitu, w/m= k x C 1/n dimana w= masa dari larutan yang diabsorpsi pada masa m dari absorbent.

11 C: konsentrasi keseimbangan larutan, dan k dan n adalah konstan. Dari persamaan diatas, bisa diambil log w/m= log k + 1/n log C Hal ini menyatakan bahwa sebuah alur log dari log w/m berlawanan dengan log C harus sebuah garis lurus. Validitas isoterm Freundlich telah diuji dengan membentuk nilai nilai experimen dari log w/m versus log C yang ditentukan untuk adsorpsi asam asetat pada arang yang bersuhu 25 0 C. Penerapan-penerapan Adsorpsi. Penerapan adsorpsi dapat ditemukan di laboratorium dan industry. Beberapa penerapannya seperti berikut ini: 1. Produksi vacum tinggi Jika sebuah bejana kosong dihubungkan dengan sebuah container berisi arang aktif didinginkan dengan udara cair, arang mengadsorpsi semua molekul gas yang ada dalam bejana. Ini akan menghasilkan vakum yang sangat tinggi. Proses ini digunakan dalam peralatan vakum tinggi seperti botol Dewar untuk penyimpanan udara cair atau hidrogen cair. Jel silika juga sangat berguna sebagai sebuah adsorbent dalam produksi vakum tinggi.

12 2. Masker gas Semua masker gas adalah perlengkapan perlengkapan yang terdiri dari sebuah adsorbent (arang aktif) atau sebuah seri adsorbent. Adsorbent adsorbent ini melepaskan gas gas beracun dengan adsorpsi hingga membersihkan udara untuk pernapasan. 3. Katalis heterogen Dalam katalis heterogen molekul molekul reaktan diadsorpsi pada permukaan katalis dimana mereka membentuk sebuah adsorpsi kompleks. Pembusukan ini bertujuan untuk membentuk molekul molekul yang kemudian hilang dari permukaan. 4. Penghilangan zat pewarna dari larutan Arang hewani menghilangkan warna dari larutan dengan mengadsorpsi ketidakmurnian warna. Itulah sebabnya dalam pabrik gula tebu, larutan berwarna dijernihkan dengan arang hewani atau arang aktif. 5. Proses Flotasi Busa Biji biji besi sulfida level rendah (PbS, ZnS,CU 2 S) dibebaskan dari silika dan zat zat yang berbau tanah lainnya dengan Proses Flotasi Busa. Biji halus yang telah dibagi dicampurkan dengan minyak (minyak cemara) dan diaduk dengan air berisikan detergen ( sumber busa). Ketika udara menggelembung dalam campuran ini, gelembung gelembung udara tersebut distabilkan oleh detergen. Partikel partikel mineral hasil absorpsi inidibasahi dengan minyak dan muncul ke permukaan. Zat zat yang berbau tanah dibasahi oleh air yang berada didasar. 6. analisis kromatografi Campuran jumlah kecil zat organik dapat dipisahkan dengan bantuan Kromatografi yang melibatkan prinsip-prinsip adsorpsi selektif. Campuran dilarutkan dalam pelarut yang cocok (heksana ) dan dituangkan melalui tabung berisi adsorben ( alumina ). Komponen yang paling mudah terserap dihapus di bagian atas dari tabung. Komponen berikutnya yang paling mudah terserap dihapus berikutnya, dan seterusnya. Jadi bahan ini dipisahkan menjadi ' band ' di berbagai bagian tabung. Sekarang pelarut murni dituangkan melalui tabung. Setiap komponen terlarut dalam pelarut turun secara bergantian dan dikumpulkan dalam penerima terpisah Campuran gas dapat dipisahkan dengan adsorpsi selektif gas oleh cairan ( Gas kromatografi ).

13 ION - EXCHANGE ADSORPSI Dalam beberapa tahun terakhir, banyak resin sintetis telah dibuat yang berfungsi sebagai ion - exchanger. di efek, resin memiliki satu ion teradsorpsi di atasnya. Rilis resin ion ini dan menyerap ion seperti yang lain. Proses ini disebut pertukaran ion adsorpsi. Ketika kation dipertukarkan, resin ini dikenal sebagai penukar kation. Ketika anion dipertukarkan, ini disebut sebagai anion exchanger. Penukar kationik polimer tinggi yang mengandung gugus asam seperti asam sulfonat kelompok,-so3, H. dihasilkan makro-anion telah teradsorpsi ion H +. Ketika larutan kation lain (Na +) dibiarkan mengalir di atasnya, ion H + yang ditukar dengan ion Na +. Proses ini pada kenyataannya, terdiri dari desorpsi ion H + dan adsorpsi ion Na + dengan resin. Karena pertukaran kation di atas adalah reversibel, natrium 'garam' setelah pengobatan dengan asam meregenerasi resin asli. Pertukaran anion Sebuah resin yang mengandung gugus dasar seperti kuaterner amonium hidroksida, -N + R 3 O - H, akan bertindak sebagai pertukaran anion, contohnya pertukaran ion OH- dengan Cl -. Pertukaran anion resin murni dapat dapat diregenerasi menjadi resin klorida dengan basa (ion OH - ).

14 APLIKASI DARI PERTUKARAN ION ADSORBSI Pertukaran ion adsorbsi mempunyai banyak banyak kegunaan yaitu di bidang industri dan obat. 1. Peleburan air Air keras mengandung ion Ca 2+ dan ion Mg 2+. Bentuk senyawa ini larut dengan sabun dan yang kemudian tidak berfungsi sebagai deterjen. Air keras melunak dengan melewati kolom yang dikemas dengan natrium pertukaran kation resin, R-Na +. Ion Ca 2+ dan Mg 2+ dalam air keras diganti dengan oleh ion Na Deionisasi air Air yang mempunyai kemurnian sangat tinggi dapat diperoleh dengan menghapus semua garam terlarut. Hal ini dicapai dengan menggunakan pertukaran kedua kation dan anion resin. Air dibebaskan dari semua ion (kation dan anion) disebut sebagai deionisasi atau air Demineralisasi. Air pertama melewati kolom yang berisi pertukaran kation resin, R-H +. Di sini setiap kation dalam air (katakanlah Na + ) yang dihapus oleh pertukaran untuk H +. Air ini kemudian dilewatkan melalui kolom kedua yang dikemas dengan pertukaran anion, R + OH -. Setiap anion (Cl - ) dihapus oleh pertukaran OH - untuk Cl-. Ion H + dan OH - kemudian bereaksi menghasilkan produk air. Dengan demikian air yang keluar dari kolom kedua sepenuhnya bebas dari ion, baik kation atau anion. Air lebih murni daripada air suling dan disebut konduktivitas air.

15 Dalam proses lain, yang merupakan cara yang lebih umum, air keran dilewatkan ke dalam kolom yang berisi kedua jenis resin ( pertukaran kation dan anion). Berikut kation dan anion akan dihapus secara bersamaan. Demineralisasi Air Elektrik Resin penukar ion di atas kertas atau serat dapat digunakan sebagai membran yang mana hanya kation atau anion akan lewat. Membran tersebut digunakan dalam demineralisasi listrik dan mereka bertindak sebagai saringan ionik (Gambar 23.13). Setelah penerapan arus listrik, kation bergerak melalui kation-penukar membran ke elektroda negatif. Anion bergerak dalam arah yang berlawanan melalui membran penukar anion. Dengan demikian air berada di kompartemen tengah demineral. Anion berpindah dengan arah yang berlawanan melalui membrane pertukaran anion. Kemudian air dalam pertengahan ruangan adalah demineralisasi. 3. Kegunaan Pengobatan Kelebihan garam natrium dapat dihilangkan dari cairan tubuh dengan memberi pasien menukarkan ion yang sesuai untuk dimakan. Penukaran anion basa lemah digunakan untuk memindahkan kelebihan asam atau acidity didalam perut. Pertanyaan Ujian!! 1. Definisikan atau jelaskan mengenai istilah berikut ini: a. Adsorpsi b. Adsorpsi fisika c. Adsorpsi kimia d. Freundlich Adsorpsi Isoterm e. Langmuir Adsorpsi Isoterm 2. Apa itu adsorpsi? Definisikan istilah adsorbent dan adsorbate. Berikan contoh yang sesuai. Deskripsikan fenomena adsorpsi padatan dari larutan. 3. Apa pengaruh temperature pada adsorpsi gas pada padatan? 4. Tuliskan pernyataan Langmuir Adsorpsi Isoterm dan turunkan persamaan yang berkenaan dengan itu.

16 5. Perbedaan antara adsorpsi dan absorpsi. Diskusikan faktor yang mempengaruhi adsorpsi gas pada absorben padatan. Diskusikan dengan singkat tipe adsorpsi isoterm pada pengamatan yang umum untuk adsorpsi gas pada variasi absorben pada temperature yang berbeda. 6. a. Tuliskan poin penting dari Teori Adsorpsi Langmuir b. Gambarkan adsorpsi isobar untuk adsorpsi fisika dan adsorbs kimia 7. Diskusikan Teori Adsorpsi Langmuir dan turunkan persamaan untuk Adsorpsi Langmuir Monolayer Isoterm 8. Tuliskan apa yang kamu ketahui tentang adsorpsi. Berikan 4 poin perbedaan antara adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. 9. Turunkan persamaan Langmuir Adsorpsi Isoterm dan pernyataan yang mendasarinya. Tunjukkan itu untuk jarak sedang dari tekanannya untuk mengubah ke Freundlich Adsorpsi Isoterm. 10. Bedakan antara adsorbs fisika dan adsorpsi kimia. Apa itu adsorpsi isobar? 11. Apa yang dimaksud adsorpsi isotermal? Menyimpulkan dari adsorpsi isotermal Langmuir 12. Bedakan antara adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia 13. Diskusikan adsorpsi isotermal Freundlich pada gas di atas permukaan zat padat. Bagaimana menentukan tetapan dalam persamaan isotermal? Bagaimana kamu akan membuktikan bahwa adsorpsi isotermal Langmuir lebih tinggi daripada adsorpsi isotermal Freundlich? 14. Tuliskan adsorpsi isotermal Freundlich. Tuliskan juga 2 penolakan dalam teori Langmuir. 15. (a) Dalam sebuah percobaan tertentu diperlukan untuk memiliki sejumlah besar gas yang diserap pada permukaan solid. Sarankan beberapa faktor yang mungkin dapat membantu disertai penjelasan yang sesuai. (b) Apa tanda-tanda ΔH dan ΔS dalam kasus adsorpsi fisik diharapkan? Benarkan jawaban Anda. (C) Tulis catatan di chemisorption. 16. Apa yang mendalilkan adsorpsi isotermal Langmuir? Pada dasar dalil ini, diperoleh persamaan Langmuir. Bagaimana itu bisa digunakan untuk menentukan permukaan area dari adsorben? 17. a. Apa yang kamu ketahui tentang adsorpsi termal? Apa faktor yang mempengaruhi adsorpsi?

17 b. Diskusikan pengaruh suhu dan tekanan pada adsorpsi diatas permukaan zat padat 18. Tunjukkan bahwa isotermal Freundlich adalah panggilan khusus dari isotermal Langmuir 19. a. Tunjukkan diagram perbedaan tipe adsorpsi isotermal yang didapatkan untuk adsorpsi gas diatas padatan b. Diskusikan kebiasaan dari adsorpsi isotermal Langmuir sangat lemah dan tekanan tinggi 20. Apa yang mendalilkan teori Langmuir untuk adsorpsi? Persamaan adsorpsi Langmuir diperoleh dari rumus. Bagaimana persamaan yang membuktikannya? 21. a. Bedakan antara physisorption dan chemisortion b. Bagaimana hubungan adsorpsi isotermal Langmuir dengan isotermal Freundlich? Bagaimana bentuk perubahan adsorpsi isotermal ketika adsorpsi berlapis-lapis diberikan 22. Simpulkan persamaan termodinamika adsorpsi Gibbs 23. a. Berikan 2 aplikasi dari adsorpsi b. Jelaskan alasan mengapa akhirnya zat bubuk adalah adsorben yang efektif? 24. A. Bagaimana chemisorption terkenal dari physisorption pada dasar nomer lapisan adsorben? B. Bagaimana bisa isotermal adsorpsi Langmuir digunakan untuk menunjukkan observasi dekomposisi dari gas PH 3 pada tungsten 25. Adsorpsi isotermal Freundlich diperoleh dari adsorpsi isotermal Gibbs yang digunakan dalam gas 26. a. Asal persamaan isotermal Langmuir. Bagaimana isotermal ini mengartikan kinetik dari reaksi unimolekul dengan katalis permukaan zat padat? b. Jelaskan adsorpsi termal dan tulis apa penyebab itu terjadi c. Berikan catatan dari cara physisorption dan chemisorption yang terkenal daripada lainnya 27. Gambarkan tipe adsorpsi isotermal yang diperoleh dalam kotak adsorpsi unimolekular dan multimolekular 28. Apa ciri-ciri adsorpsi? Ungkapan yang diperoleh untuk adsorpsi isotermal Langmuir 29. Turunkan persamaan isoterm adsorpsi Langmuir. Tunjukkan dalam kondisi apa itu menjadi identik dengan Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich. (Gulbarga BSc, 2004)

18 30. (A) Bedakan antara absorpsi dan adsorpsi. (B) Apakah yang dimaksud dengan isoterm adsorpsi? Berikan aplikasinya!. (Avadh BSc, 2004) ,0 g oksigen teradsorpsi pada 2,5 g bubuk logam pada 273 K dan 1 atm tekanan. Hitung volume gas teradsorpsi per gram adsorben. Answer ml (Madurai BSc, 2005) ml dari 0,3 M asam asetat dikocok dengan 0,8 g arang kayu. Konsentrasi akhir larutan setelah adsorpsi adalah 0,125 M. Hitung berat asam asetat teradsorpsi per gram karbon. Answer.1.31 g (Nagpur BSc, 2005) 33. Empat gram gas yang teradsorpsi pada 1,5 g bubuk logam pada 300 K dan 0,7 atm. Hitung volume gas pada STP yang teradsorpsi per gram adsorben. Answer m (Punjabi BSc, 2005) 34. Untuk adsorben - adsorbat sistem mematuhi adsorpsi Langmuir isoterm, a = 0,48 bar -1 dan b = 0,16 bar -1. berapa tekanan yang akan ditutupi 50% dari permukaan? Answer Bar (Agra BSc, 2006) 35. Lima gram katalis menyerap 400 cm 3 dari N 2 pada keadaan STP untuk membentuk monolayer. Berapa luas permukaan per gram jika daerah yang ditempati oleh molekul N 2 adalah 16 Å. Answer.344 m 2 g -1 (Panjab BSc, 2006) Pertanyaan pilihan ganda 1. Fenomena konsentrasi molekul gas atau cairan di permukaan padatan ini disebut (a) penyerapan (c) katalisis (b) adsorpsi (d) tidak satu pun Jawaban.

19 2. Adsorbat adalah zat (a) yang berkonsentrasi pada permukaan (b) di mana adsorpsi terjadi (c) yang menguap dari permukaan logam (d) tidak satu pun Jawaban. 3. Adsorpsi gas pada permukaan logam disebut (a) katalisis (d) penyerapan (b) oklusi (c) adsorpsi Jawaban. 4. Peningkatan adsorben meningkatkan jumlah total gas yang terserap (a) densitas (c) luas permukaan (b) Volume (d) tegangan permukaan Jawaban. 5. Suhu kritis dari gas, semakin mudah terserap (a) lebih rendah (c) menengah (b) lebih tinggi (d) tidak satu pun 6. proses adsorbsi adalah (a) eksotermik (b) endotermik (c) terkadang eksotermik, terkadang endotermik (d) tidak ada di atas Jawaban

20 7. Adsorpsi fisik adalah proses ( a) reversibel ( b ) irreversible ( c ) eksotermik ( d ) tidak satu pun Jawaban. 8. Adsorpsi fisik terjadi dengan cepat pada suhu ( a) rendah ( b ) tinggi ( c ) nol mutlak ( d ) tidak satu pun Jawaban. 9. Adsorpsi fisik umumnya dengan meningkatnya suhu ( a) berkurang ( b ) peningkatan ( c ) kadang berkurang, kadang-kadang meningkat ( d ) tidak satu pun Jawaban. 10. Chemisorption umumnya dengan suhu ( a) peningkatan ( b ) menurun ( c ) tetap sama ( d ) tidak satu pun Jawaban. 11. Multi- lapisan molekul terbentuk dalam ( a) penyerapan ( b ) adsorpsi fisik ( c ) chemisorption ( d ) adsorpsi reversibel Jawaban. 12. Hubungan antara tekanan kesetimbangan gas dan jumlahnya teradsorpsi pada adsorben padat pada temperatur konstan disebut ( a) chemisorption ( b ) isobars adsorpsi

21 ( c ) isoterm adsorpsi ( d ) tidak satu pun Jawaban. 13. Isoterm Freundlich tidak berlaku di ( a) tekanan tinggi ( b ) tekanan rendah ( c ) 273 K ( d ) suhu kamar Jawaban. 14. Pada tekanan rendah, jumlah gas yang terserap adalah sebanding dengan tekanan ( a) secara langsung ( b ) terbalik ( c ) kadang-kadang langsung, kadang-kadang terbalik ( d ) tidak satu pun Jawaban. 15. Manakah dari berikut ini yang bukan merupakan persamaan untuk isoterm Freundlich? Jawaban 16. Dalam perlindungan gas, gas-gas yang beracun dikeluarkan oleh adsorben melalui proses a. Absorpsi b. Adsorpsi c. Katalisis d. Tidak ketiganya 17. Proses flotasi buih untuk konsentrasi bijih sulfide memanfaatkan proses a. Adsorpsi b. Katalis heterogen c. Absorpsi d. Kesetimbangan

22 18. Air yang dibebaskan dari semua ion (kation dan anion) disebut a. Air berat b. Air terkonsentrasi c. Air mineral d. Air demineralisasi 19. Panas dari adsorpsi didefinisikan sebagai energi yang dibebaskan ketika gas teradsorpsi pada permukaan padat. a. 1 molekul b. 1 gram c. 1 gm mol d. 1 kg 20. Pada adsorpsi fisik, molekul gas dilakukan pada permukaan padat oleh a. Ikatan hidrogen b. Ikatan sigma c. Ikatan pi d. Gaya Van der Waal s 21. Adsorpsi hidrogen pada arang adalah a. Adsorpsi fisik b. Adsorpsi kimia c. Penyerapan d. Tidak ketiganya 22. Proses desorpsi meningkat sejalan dengan tekanan a. Penurunan b. Peningkatan c. Kadang meningkat, kadang menuru d. Tidak ketiganya 23. Adsorpsi berlangsung dengan a. Penurunan entalpi sistem b. Peningkatan entalpi sistem c. Tidak ada perubahan dalam entalpi sistem

23 d. Tidak ketiganya 24. Panas adsorpsi dalam adsorpsi fisik terletak pada kisaran a kj/mol b kj/mol c kj/mol d kj/mol 25. Dalam analisis kromatografi, prinsip yang digunakan adalah a. Absorpsi b. Adsorpsi c. Distribusi d. Evaporasi 26. Manakah yang di bawah ini yang bukan merupakan karakteristik adsorpsi fisik? a. Reversibel b. Terbentuknya lapisan multi-molekul c. ΔH-nya adalah 400 kj d. Terjadi dengan cepat pada suhu yang rendah 27. Dalam topeng gas, gas-gas beracun diserap dengan arang aktif. Arang aktif bertindak sebagai (a) bahan terserap (b) bahan penyerap (c) katalisis (d) bahan adsorpsi Jawaban. 28. Mana pernyataan yang salah? (a) adsorpsi fisika tidak dapat balik dalam air (b) adsorpsi fisika melibatkan lapisan multi-molekular (c) perkembangan energi kecil (d) adsorpsi fisika disebabkan gaya van der Waal Jawaban.

24 29. Mana dari pernyataan berikut salah (a) adsorpsi kimia dapat balik dalam alam (b) adsorpsi fisika dapat balik dalam alam (c) ΔH adsorpsi fisika kecil (d) ΔH adsorpsi kimia besar Jawaban. 30. Efisiensi penyerapan meningkat dengan kenaikan (a) viskositas (b) tegangan permukaan (c) luas tegangan (d) nomor ion Jawaban. 31. Pertukaran ion damar terbentuk dengan (a) massa molekular tinggi (b) tegangan permukaan tinggi (c) viskositas tinggi (d) luas permukaan tinggi Jawaban. 32. Air keras dibuat lembut dengan melewatkannya pada kotak kolom dengan polimer damar tinggi. Proses ini dibuat menggunakan (a) pertukaran kation (b) analisis kromatografi (c) adsorpsi beban ion vely (d) katalisis heterogen Jawaban. 33. Mana dari pernyataan berikut bukan aplikasi adsorpsi? (a) topeng gas (b) katalisis heterogen (c) proses flotasi busa

25 (d) pelunakan air dengan pendidihan Jawaban. 34. Langmuir ketika menurunkan adsorpsi isotermal tidak membuat anggapan berikut (a) lapisan penyerap gas pada permukaan padatan setebal satu molekul (b) lapisan penyerap seragam (c) tidak ada gaya tarik antara perbatasan molekul (d) gaya tarik antara molekul penyerap sangat besar Jawaban. 35. Mana dari pernyataan berikut yang salah? (a) adsorpsi kimia disebabkan oleh pembentukan ikatan (b) adsorpsi kimia spesifik di alam (c) adsorpsi kimia dapat balik (d) adsorpsi kimia meningkat dengan kenaikan suhu Jawaban. (c) 36. Sebuah proses yang dituliskan dengan persamaan R H + + Na + R Na + + H +, adalah (a) pertukaran kation (b) pertukaran anion (c) Pertukaran resin (d) analisis kromatografi 37. Suatu proses pertukaran anion dapat dituliskan dengan persamaan (a) R H + + Na + R Na + + H + (b) R OH + Cl - R Cl - + OH - (c) 2R Na + + Ca 2+ R 2 Ca Na (d) bukan semuanya

26 38. Pada sebuah proses adsorpsi terbentuk lapisan unimolekular. Yaitu (a) adsorpsi fisika (b) adsorpsi kimia (c) pertukaran ion (d) analisis kromatografi 39. Kecepatan desorpsi R d ditunjukkan oleh (dimana ϴ adalah fraksi total dari permukaan yang tertutupi oleh molekul yang teradsorpsi) (a) R d = K d ϴ (b) R d = K d ϴ 2 (c) R d = K d / ϴ (d) R d = K d / ϴ Langmuir Isotherm dapat terjadi pada tekanan rendah, namun gagal pada (a) suhu rendah (b) tekanan tingggi (c) tekanan sedang (d) bukan semuanya