Ilmu Kimia Pengertian perubahan fisika dan perubahan kimia beserta contohnya dalam kehidupan sehari hari blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Rumus Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teori Kimia Dasar, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia Pengertian perubahan fisika dan perubahan kimia beserta contohnya dalam kehidupan sehari hari blog kimia
link : Ilmu Kimia Pengertian perubahan fisika dan perubahan kimia beserta contohnya dalam kehidupan sehari hari blog kimia

Unsur Kimia

Teori Kimia - Perubahan fisika adalah perubahan pada mataeri yang tidak menghasilkan zat baru. Sedangkan perubahan kimia adalah perubahan pada materi yang menghasilkan zat baru. Contoh perubahan fisika, diantaranya adalah es mencair dan kamper menguap.  

Udara yang kita hirup setiap hari merupakan hasil perubahan fisika. Udara terdiri dari berbagai macam gas, misalnya gas oksigen, nitrogen, dan argon. Gas-gas ini bercampur secara fisika membentuk udara. Udara yang telah terbentuk dapat diuraikan menjadi zat penyusunnya melalui proses destilasi.

Perubahan wujud mencakup perubahan dari padat ke cair (disebut mencair atau meleleh), cair ke gas (menguap), gas ke cair (mengembun), cair ke padat (membeku), dan padat ke gas (menyublim). Semua perubahan wujud ini merupakan perubahan fisika dan terjadi karena benda menerima atau melepaskan panas. Mencair (misalnya, es menjadi air), menguap (air menjadi uap air), dan menyublim (kapur barus menjadi gas) terjadi karena benda menerima panas. Sebaliknya, membeku (air menjadi es batu) dan mengembun (uap air menjadi air) terjadi karena benda melepaskan panas. 

Perubahan fisika dapat diakibatkan oleh beberapa hal. Pertama, perubahan fisika berupa perubahan wujud. Kedua, perubahan fisika karena pencampuran benda. Ketiga, perubahan fisika karena benda dipotong atau dibelah.

Pencampuran tergolong perubahan fisika selama benda-benda yang bercampur tidak bereaksi. Contohnya : mencampur gula dengan air, mencampur pasir dengan gula, dan mencampur serbuk besi dengan serbuk belerang. Benda-benda yang bercampur ini masih dapat dipisahkan satu sama lain. 

Namun, bila pada pencampuran tersebut timbul suatu reaksi kimia maka tergolong perubahan kimia. Contohnya : magnesium dicampur dengan asam klorida menghasilkan magnesium klorida dan gas hidrogen, serta natrium dicampur dengan air menghasilkan natrium hidroksida dan gas hidrogen.

Perubahan kimia disebut juga sebagai reaksi kimia, yang ditunjukkan oleh perubahan pada benda atau zat tersebut yang bereaksi dengan zat lain yang menghasilkan suatu zat yang baru sebagai hasil dari suatu reaksi.  Zat yang bereaksi disebut reaktan atau pereaksi, sedangkan zat hasil reaksi disebut produk. 

Contoh lain dari perubahan kimia dalam kehidupan sehari hari diantaranya kertas terbakar menjadi asap dan abu, besi berkarat.  Kertas berubah menjadi zat baru yang berbeda dengan asalnya, demikian juga dengan besi yang teroksidasi menjadi oksida besi yang selanjutnya bereaksi dengan air membentuk karat.

Teori Kimia - Perubahan fisika adalah perubahan pada mataeri yang tidak menghasilkan zat baru. Sedangkan perubahan kimia adalah perubahan pada materi yang menghasilkan zat baru. Contoh perubahan fisika, diantaranya adalah es mencair dan kamper menguap.  

Udara yang kita hirup setiap hari merupakan hasil perubahan fisika. Udara terdiri dari berbagai macam gas, misalnya gas oksigen, nitrogen, dan argon. Gas-gas ini bercampur secara fisika membentuk udara. Udara yang telah terbentuk dapat diuraikan menjadi zat penyusunnya melalui proses destilasi.

Perubahan wujud mencakup perubahan dari padat ke cair (disebut mencair atau meleleh), cair ke gas (menguap), gas ke cair (mengembun), cair ke padat (membeku), dan padat ke gas (menyublim). Semua perubahan wujud ini merupakan perubahan fisika dan terjadi karena benda menerima atau melepaskan panas. Mencair (misalnya, es menjadi air), menguap (air menjadi uap air), dan menyublim (kapur barus menjadi gas) terjadi karena benda menerima panas. Sebaliknya, membeku (air menjadi es batu) dan mengembun (uap air menjadi air) terjadi karena benda melepaskan panas. 

Perubahan fisika dapat diakibatkan oleh beberapa hal. Pertama, perubahan fisika berupa perubahan wujud. Kedua, perubahan fisika karena pencampuran benda. Ketiga, perubahan fisika karena benda dipotong atau dibelah.

Pencampuran tergolong perubahan fisika selama benda-benda yang bercampur tidak bereaksi. Contohnya : mencampur gula dengan air, mencampur pasir dengan gula, dan mencampur serbuk besi dengan serbuk belerang. Benda-benda yang bercampur ini masih dapat dipisahkan satu sama lain. 

Namun, bila pada pencampuran tersebut timbul suatu reaksi kimia maka tergolong perubahan kimia. Contohnya : magnesium dicampur dengan asam klorida menghasilkan magnesium klorida dan gas hidrogen, serta natrium dicampur dengan air menghasilkan natrium hidroksida dan gas hidrogen.

Perubahan kimia disebut juga sebagai reaksi kimia, yang ditunjukkan oleh perubahan pada benda atau zat tersebut yang bereaksi dengan zat lain yang menghasilkan suatu zat yang baru sebagai hasil dari suatu reaksi.  Zat yang bereaksi disebut reaktan atau pereaksi, sedangkan zat hasil reaksi disebut produk. 

Contoh lain dari perubahan kimia dalam kehidupan sehari hari diantaranya kertas terbakar menjadi asap dan abu, besi berkarat.  Kertas berubah menjadi zat baru yang berbeda dengan asalnya, demikian juga dengan besi yang teroksidasi menjadi oksida besi yang selanjutnya bereaksi dengan air membentuk karat.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Ilmu Kimia Perbedaan unsur, senyawa dan campuran serta contohnya dalam kehidupan sehari-hari blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Rumus Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teori Kimia Dasar, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia Perbedaan unsur, senyawa dan campuran serta contohnya dalam kehidupan sehari-hari blog kimia
link : Ilmu Kimia Perbedaan unsur, senyawa dan campuran serta contohnya dalam kehidupan sehari-hari blog kimia

Unsur Kimia

Teori Kimia - Berdasarkan fasanya materi dibedakan menjadi tiga golongan yaitu padat, cair, dan gas. Setiap materi tersusun atas partikel-partikel /molekul yang mempunyai gaya tarik-menarik yang berbeda. Sedangkan berdasarkan zat-zat penyusunnya materi dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu zat murni dan campuran. Zat murni menurut susunan kimianya dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu unsur dan senyawa.

Pengertian Unsur 

Unsur merupakan jenis materi yang paling sederhana dan tidak dapat dipecah menjadi dua macam zat yang lain atau lebih. Unsur terdiri dari logam dan non-logam. Untuk memudahkan penulisan, unsur diberi lambang tertentu yang disebut lambang unsur atau tanda atom. Lambang unsur diturunkan dari nama unsur itu berdasar aturan yang telah ditetapkan. Setiap unsur dilambangkan oleh huruf awal dari nama latin unsure tersebut, yang ditulis dengan huruf besar. Unsur yang mempunyai huruf awal sama,lambangnya dibedakan dengan menambahkan satu huruf lain dari nama unsur itu, yangditulis dengan huruf kecil. 

Contoh unsur kimia dalam kehidupan sehari-hari :

Berdasarkan sifatnya, unsur dapat digolongkan menjadi unsur logam, unsur nonlogam, serta unsur metaloid. Contoh unsur logam di antaranya besi, seng, dan tembaga. Contoh unsur nonlogam di antaranya karbon, nitrogen, dan oksigen. Silikon dan germanium tergolong metaloid. 

Pengertian Senyawa 

Senyawa adalah zat tunggal yang dapat diuraikan menjadi dua atau lebih zat lain dengan reaksi kimia. Senyawa termasuk zat tunggal karena komposisinya selalu tetap. Sifat senyawa berbeda dengan sifat unsur penyusunnya. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) menyatakan bahwa perbandingan massa-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap. Senyawa merupakan jenis materi yang tersusun dari dua atau lebih unsur yang berikatan secara kimia. 

Contoh senyawa kimia dalam kehidupan sehari-hari :

air (H20), garam dapur (natrium klorida), CO2 (karbondioksida), gula tebu (sukrosa).

Pengertian Campuran 

Campuran adalah materi yang terbentuk dari dua atau lebih zat yang masih mempunyai sifat asalnya. Perbedaannya campuran dengan senyawa adalah jika senyawa mempunyai komposisi yang tetap, sedangkan campuran tidak memiliki komposisi yang tetap. Campuran dapat berupa larutan, suspensi atau koloid. Suatu campuran dapat merupakan gabungan unsur dengan unsur, unsur dengan senyawa, atau senyawa dengan senyawa.

Contoh campuran dalam kehidupan sehari-hari :

Ketika gula dicampurkan dengan air, akan terbentuk larutan gula (campuran gula danair). Campuran ini masih mempunyai sifat gula (yaitu manis) dan sifat air. Tingkat kemanisan campuran gula dan air ini bermacam-macam tergantung dari jumlah gulayang ditambahkan ke dalam air.

Teori Kimia - Berdasarkan fasanya materi dibedakan menjadi tiga golongan yaitu padat, cair, dan gas. Setiap materi tersusun atas partikel-partikel /molekul yang mempunyai gaya tarik-menarik yang berbeda. Sedangkan berdasarkan zat-zat penyusunnya materi dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu zat murni dan campuran. Zat murni menurut susunan kimianya dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu unsur dan senyawa.

Pengertian Unsur 

Unsur merupakan jenis materi yang paling sederhana dan tidak dapat dipecah menjadi dua macam zat yang lain atau lebih. Unsur terdiri dari logam dan non-logam. Untuk memudahkan penulisan, unsur diberi lambang tertentu yang disebut lambang unsur atau tanda atom. Lambang unsur diturunkan dari nama unsur itu berdasar aturan yang telah ditetapkan. Setiap unsur dilambangkan oleh huruf awal dari nama latin unsure tersebut, yang ditulis dengan huruf besar. Unsur yang mempunyai huruf awal sama,lambangnya dibedakan dengan menambahkan satu huruf lain dari nama unsur itu, yangditulis dengan huruf kecil. 

Contoh unsur kimia dalam kehidupan sehari-hari :

Berdasarkan sifatnya, unsur dapat digolongkan menjadi unsur logam, unsur nonlogam, serta unsur metaloid. Contoh unsur logam di antaranya besi, seng, dan tembaga. Contoh unsur nonlogam di antaranya karbon, nitrogen, dan oksigen. Silikon dan germanium tergolong metaloid. 

Pengertian Senyawa 

Senyawa adalah zat tunggal yang dapat diuraikan menjadi dua atau lebih zat lain dengan reaksi kimia. Senyawa termasuk zat tunggal karena komposisinya selalu tetap. Sifat senyawa berbeda dengan sifat unsur penyusunnya. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) menyatakan bahwa perbandingan massa-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap. Senyawa merupakan jenis materi yang tersusun dari dua atau lebih unsur yang berikatan secara kimia. 

Contoh senyawa kimia dalam kehidupan sehari-hari :

air (H20), garam dapur (natrium klorida), CO2 (karbondioksida), gula tebu (sukrosa).

Pengertian Campuran 

Campuran adalah materi yang terbentuk dari dua atau lebih zat yang masih mempunyai sifat asalnya. Perbedaannya campuran dengan senyawa adalah jika senyawa mempunyai komposisi yang tetap, sedangkan campuran tidak memiliki komposisi yang tetap. Campuran dapat berupa larutan, suspensi atau koloid. Suatu campuran dapat merupakan gabungan unsur dengan unsur, unsur dengan senyawa, atau senyawa dengan senyawa.

Contoh campuran dalam kehidupan sehari-hari :

Ketika gula dicampurkan dengan air, akan terbentuk larutan gula (campuran gula danair). Campuran ini masih mempunyai sifat gula (yaitu manis) dan sifat air. Tingkat kemanisan campuran gula dan air ini bermacam-macam tergantung dari jumlah gulayang ditambahkan ke dalam air.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Ilmu Kimia pengertian adsorpsi adalah (Jenis dan faktor yang mempengaruhinya) blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel adsorpsi, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teori Kimia Dasar, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia pengertian adsorpsi adalah (Jenis dan faktor yang mempengaruhinya) blog kimia
link : Ilmu Kimia pengertian adsorpsi adalah (Jenis dan faktor yang mempengaruhinya) blog kimia

Unsur Kimia

Teori Kimia - 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 asam aspartat 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 teradsorboleh 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.

Teori Kimia - 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 asam aspartat 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 teradsorboleh 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.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Ilmu Kimia Proses Pembuatan, Struktur, serta Manfaat Kitin Kitosan Bagi Kesehatan dan Kecantikan blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Informasi, Artikel Kimia Biologi, Artikel Reaksi Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teori Kimia Dasar, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia Proses Pembuatan, Struktur, serta Manfaat Kitin Kitosan Bagi Kesehatan dan Kecantikan blog kimia
link : Ilmu Kimia Proses Pembuatan, Struktur, serta Manfaat Kitin Kitosan Bagi Kesehatan dan Kecantikan blog kimia

Unsur Kimia

Teori kimia - Kitosan merupakan polimer alam dengan rumus (C₆H₁₁NO₄)_ndan merupakan turunan utama kitin (Chitin) (Alves, 2008). Kitosan (Chitosan) pertama sekali ditemukan oleh Routget (1859) dan mempunyai derajat kereaktifan yang tinggi disebabkan adanya gugus amino bebas sebagai gugus fungsional. 

Kitosan secara umum diperoleh dari hasil deasetilasi kitin dalam larutan NaOH pekat. Kitin banyak dijumpai pada hewan antropoda (kepiting), jamur dan ragi (Gambar 1). Pada jamur kitin berasosiasi dengan polisakarida, sedangkan pada hewan kitin berasosiasi dengan protein. Sedangkan kitin adalah biopolimer yang menyusun cangkang crustaceae, insecta, dan terdapat dalam dinding sel jamur dan yeast. Secara kimiawi, kitin merupakan polimer poli-ß-1,4-asetil diglukosamin. Delapan puluh persen dari massa total eksoskeleton udang dangan merupakan kitin (Karlson, 1984).

Gambar 1. Kepiting sebagai sumber kitin kitosan alami

Kitosan yang merupakan biopolimer yang alami mempunyai sifat khas seperti bioaktifitas, dan biodegradasi (Varshosaz  dkk., 2005; Huanbutta  dkk., 2008; Ishihara dkk., 2006). Kitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, juga tidak larut dalam alkali dan asam mineral encer kecuali di bawah kondisi tertentu dengan adanya sejumlah asam sehingga dapat larut dalam air/metanol, air, aseton dan campuran lainnya. Kitosan  pelarut organik seperti alkohol, aseton, dimetil formamida dan dimetil sulfoksida, kitosan tidak dapat larut, tetapi dalam asam fonnat dengan konsentrasi 0,2–10% dalam air kitosan larut. 

Sifat–sifat kitosan dihubungkan dengan adanya gugus –gugus amino dan hidroksil yang terikat. Gugus–gugus tersebut menyebabkan kitosan mempunyai reaktivitas kimia yang tinggi dan menyumbang sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai amino pengganti. Di samping itu kitosan dapat berinteraksi dengan zat–zat organik lainnya seperti protein sehingga kitosan relatif banyak digunakan dalam bidang kesehatan (Kaban, 2009). Struktur kitosan dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Struktur Kitosan

Tabel 1. Kandungan Kitin pada berbagai jenis Hewan dan Jamur (Knoor, 1984)

No	Sumber	Jenis	Kandungan Kitin
1 2 3 4	Crustaceae Serangga Mollusca Jamur	Kepiting Lobster : - Nephos                - Homurus Kecoa Lebah Ulat Sutra Kulit remis/kijing Aspergilus Penecillum Saccharomyces Lactarius vellerreus	72,1a 69,8a (68,8– ]77) 18,4a (27 – 35)a 44,2a 6,1 42,0b 20,1b 2,9 19

Keterangan :

a = berat organik dari kutikula

b = berat kering dari dinding sel

Kitosan dibedakan dari kitin karena adanya gugus amino bebas (Schlaak and Lindenthal, 2000) yang reaktif (Rabea, et al., 2003). Kitin alami memiliki BM 1-2 juta derajat asetilasi (terdiri atas 6000-12000 unit monosakarida), sedangkan BM kitosan relatif lebih rendah (70.000-2.000.000), sebab terjadi pemisahan rantai selama proses transformasi (Schlaak dan Lindenthal, 2000; Khan dan Kok Khiang Peh, 2001).

1. Tahapan Pembuatan Kitosan

Kitosan diperoleh dari deasitilasi kitin. Secara umum proses deasitilasi kitin terdiri dari deproteinisasi, demineralisasi, dan dekolorisasi (Zakaria, 1997). Kitosan yang diperoleh kemudian disesuaikan dengan standar kitosan yang telah ditentukan (tabel 2)

Tabel 2. Standar Kitosan ( Muzzarelli, 1985; Austin, 1988)

Deasetilasi	≥ 70 % jenis teknis dan  > 95 % jenis pharmasikal
Kadar abu	Umumnya < 1 %
Kadar air	2 – 10 %
Kelarutan	Hanya pada pH ≤ 6
Kadar nitrogen	7 - 8,4 %
Warna	Putih sampai kuning pucat
Ukuran partikel	5 ASTM Mesh
Viscositas	309 cps
E.Coli	Negatif
Salmonella	Negatif

1.1 Deproteinisasi

Protein dalam kulit kepiting mencapai sekitar 21 % dari bahan keringnya. Protein tersebut berikatan kovalen dengan kitin. Dalam proses ini kulit kepiting direaksikan dengan larutan natrium hidroksida panas dalam waktu yang relatif lama. Tujuan dari proses ini adalah untuk memisahkan atau melepas ikatan-ikatan antara protein dan kitin.

1.2 Demineralisasi

Mineral dalam kulit kepiting dapat mencapai 40-50 % tiap berat bahan kering. Proses demineralisasi menggunakan larutan asam klorida encer. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan garam-garam anorganik atau kandungan mineral yang ada pada kitin terutama kalsium karbonat.

1.3 Decolorisasi 
Penghilangan zat-zat warna dilakukan pada waktu pencucian residu setelah proses deproteinasi dan demineralisasi. Pada proses ini hasil dari proses demineralisasi direaksikan natrium hipoklorit (NaOCl) atau peroksida. Proses bertujuan untuk menghasilkan warna putih pada kitin. Kitin yang dihasilkan kemudian diaduk dengan NaOH 50 %. Kitosan yang dihasilkan kemudian diuji derajat deasitilasinya (>70 %).  Derajat deasitilasi dari kitosan dapat dilihat dari spektrum FTIR yang dihasilkan (Gambar 3)

Gambar 3. Struktur FTIR Kitosan hasil deasitilasi Kitin

2. Manfaat kitin kitosan (chitin chitosan) untuk manusia.

2.1 Manfaat dalam bidang kesehatan.

Chitosan / kitosan memiliki banyak manfaat jika diolah dengan benar, pada bidang kesehatan kitosan dapat digunakan sebagai bahan penghambat perbanyakan sel kanker lambung manusia dan meningkatkan daya tahan tubuh. Selain itu chitosan dapat mengikat lemak dan menghambat penyerapan lemak oleh tubuh dan mengurangi LDL yang dikenal oleh masyarakat sebagai kolesterol jahat sehingga dapat menurunkan kadar kolesterol darah secara efektif, aman dan tanpa efek samping.

Chitosan juga dapat digunakan sebagai obat untuk menghindari kemungkinan terjangkit penyakit typhus, karena kitosan dapat menghambat pertumbuhan berbagai mikroba patogen penyebab penyakit typhus seperti Salmonella enterica, S. enterica var. Paratyphi-A dan S. enterica var. Paratyphi-B. 

Karena fungsinya yang dapat menurunkan kolesterol jahat sehingga kitosan ini dapat mengurangi beban kerja liver (hati) dan mengurangi tekanan kerja organ tubuh lain akibat adanya lemak yang berlebihan, selain itu juga membantu mengontrol tingkat asam urat sehingga terhindar dari penyakit encok dan batu ginjal.

2.2 Manfaat dalam bidang Kecantikan

Chitosan / kitosan sudah lama dipergunakan pada bidang kecantikan, dimana senyawa ini banyak dimanfaatkan sebagai bahan pelembab, antioksidan dan tabir surya pada berbagai macam produk kosmetik.

2.3 Manfaat dalam bidang pengawetan makanan

Kitosan juga bermanfaat sebagai bahan pengawet alami, karena mampu menghambat pertumbuhan berbagai mikroba patogen. Sehingga kitosan atau yang dalam bahasa latinnya disebut Chitosan ini dapat meningkatkan daya tahan produk makanan mudah busuk pada berbagai produk olahan ikan dan daging seprti ikan asin, bakso, sosis, nuget, buah-buahan, sayuran, tahu, mi basah, mayonise, dodol, dll.

Teori kimia - Kitosan merupakan polimer alam dengan rumus (C₆H₁₁NO₄)_ndan merupakan turunan utama kitin (Chitin) (Alves, 2008). Kitosan (Chitosan) pertama sekali ditemukan oleh Routget (1859) dan mempunyai derajat kereaktifan yang tinggi disebabkan adanya gugus amino bebas sebagai gugus fungsional. 

Kitosan secara umum diperoleh dari hasil deasetilasi kitin dalam larutan NaOH pekat. Kitin banyak dijumpai pada hewan antropoda (kepiting), jamur dan ragi (Gambar 1). Pada jamur kitin berasosiasi dengan polisakarida, sedangkan pada hewan kitin berasosiasi dengan protein. Sedangkan kitin adalah biopolimer yang menyusun cangkang crustaceae, insecta, dan terdapat dalam dinding sel jamur dan yeast. Secara kimiawi, kitin merupakan polimer poli-ß-1,4-asetil diglukosamin. Delapan puluh persen dari massa total eksoskeleton udang dangan merupakan kitin (Karlson, 1984).

Gambar 1. Kepiting sebagai sumber kitin kitosan alami

Kitosan yang merupakan biopolimer yang alami mempunyai sifat khas seperti bioaktifitas, dan biodegradasi (Varshosaz  dkk., 2005; Huanbutta  dkk., 2008; Ishihara dkk., 2006). Kitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, juga tidak larut dalam alkali dan asam mineral encer kecuali di bawah kondisi tertentu dengan adanya sejumlah asam sehingga dapat larut dalam air/metanol, air, aseton dan campuran lainnya. Kitosan  pelarut organik seperti alkohol, aseton, dimetil formamida dan dimetil sulfoksida, kitosan tidak dapat larut, tetapi dalam asam fonnat dengan konsentrasi 0,2–10% dalam air kitosan larut. 

Sifat–sifat kitosan dihubungkan dengan adanya gugus –gugus amino dan hidroksil yang terikat. Gugus–gugus tersebut menyebabkan kitosan mempunyai reaktivitas kimia yang tinggi dan menyumbang sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai amino pengganti. Di samping itu kitosan dapat berinteraksi dengan zat–zat organik lainnya seperti protein sehingga kitosan relatif banyak digunakan dalam bidang kesehatan (Kaban, 2009). Struktur kitosan dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Struktur Kitosan

Tabel 1. Kandungan Kitin pada berbagai jenis Hewan dan Jamur (Knoor, 1984)

No	Sumber	Jenis	Kandungan Kitin
1 2 3 4	Crustaceae Serangga Mollusca Jamur	Kepiting Lobster : - Nephos                - Homurus Kecoa Lebah Ulat Sutra Kulit remis/kijing Aspergilus Penecillum Saccharomyces Lactarius vellerreus	72,1a 69,8a (68,8– ]77) 18,4a (27 – 35)a 44,2a 6,1 42,0b 20,1b 2,9 19

Keterangan :

a = berat organik dari kutikula

b = berat kering dari dinding sel

Kitosan dibedakan dari kitin karena adanya gugus amino bebas (Schlaak and Lindenthal, 2000) yang reaktif (Rabea, et al., 2003). Kitin alami memiliki BM 1-2 juta derajat asetilasi (terdiri atas 6000-12000 unit monosakarida), sedangkan BM kitosan relatif lebih rendah (70.000-2.000.000), sebab terjadi pemisahan rantai selama proses transformasi (Schlaak dan Lindenthal, 2000; Khan dan Kok Khiang Peh, 2001).

1. Tahapan Pembuatan Kitosan

Kitosan diperoleh dari deasitilasi kitin. Secara umum proses deasitilasi kitin terdiri dari deproteinisasi, demineralisasi, dan dekolorisasi (Zakaria, 1997). Kitosan yang diperoleh kemudian disesuaikan dengan standar kitosan yang telah ditentukan (tabel 2)

Tabel 2. Standar Kitosan ( Muzzarelli, 1985; Austin, 1988)

Deasetilasi	≥ 70 % jenis teknis dan  > 95 % jenis pharmasikal
Kadar abu	Umumnya < 1 %
Kadar air	2 – 10 %
Kelarutan	Hanya pada pH ≤ 6
Kadar nitrogen	7 - 8,4 %
Warna	Putih sampai kuning pucat
Ukuran partikel	5 ASTM Mesh
Viscositas	309 cps
E.Coli	Negatif
Salmonella	Negatif

1.1 Deproteinisasi

Protein dalam kulit kepiting mencapai sekitar 21 % dari bahan keringnya. Protein tersebut berikatan kovalen dengan kitin. Dalam proses ini kulit kepiting direaksikan dengan larutan natrium hidroksida panas dalam waktu yang relatif lama. Tujuan dari proses ini adalah untuk memisahkan atau melepas ikatan-ikatan antara protein dan kitin.

1.2 Demineralisasi

Mineral dalam kulit kepiting dapat mencapai 40-50 % tiap berat bahan kering. Proses demineralisasi menggunakan larutan asam klorida encer. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan garam-garam anorganik atau kandungan mineral yang ada pada kitin terutama kalsium karbonat.

1.3 Decolorisasi 
Penghilangan zat-zat warna dilakukan pada waktu pencucian residu setelah proses deproteinasi dan demineralisasi. Pada proses ini hasil dari proses demineralisasi direaksikan natrium hipoklorit (NaOCl) atau peroksida. Proses bertujuan untuk menghasilkan warna putih pada kitin. Kitin yang dihasilkan kemudian diaduk dengan NaOH 50 %. Kitosan yang dihasilkan kemudian diuji derajat deasitilasinya (>70 %).  Derajat deasitilasi dari kitosan dapat dilihat dari spektrum FTIR yang dihasilkan (Gambar 3)

Gambar 3. Struktur FTIR Kitosan hasil deasitilasi Kitin

2. Manfaat kitin kitosan (chitin chitosan) untuk manusia.

2.1 Manfaat dalam bidang kesehatan.

Chitosan / kitosan memiliki banyak manfaat jika diolah dengan benar, pada bidang kesehatan kitosan dapat digunakan sebagai bahan penghambat perbanyakan sel kanker lambung manusia dan meningkatkan daya tahan tubuh. Selain itu chitosan dapat mengikat lemak dan menghambat penyerapan lemak oleh tubuh dan mengurangi LDL yang dikenal oleh masyarakat sebagai kolesterol jahat sehingga dapat menurunkan kadar kolesterol darah secara efektif, aman dan tanpa efek samping.

Chitosan juga dapat digunakan sebagai obat untuk menghindari kemungkinan terjangkit penyakit typhus, karena kitosan dapat menghambat pertumbuhan berbagai mikroba patogen penyebab penyakit typhus seperti Salmonella enterica, S. enterica var. Paratyphi-A dan S. enterica var. Paratyphi-B. 

Karena fungsinya yang dapat menurunkan kolesterol jahat sehingga kitosan ini dapat mengurangi beban kerja liver (hati) dan mengurangi tekanan kerja organ tubuh lain akibat adanya lemak yang berlebihan, selain itu juga membantu mengontrol tingkat asam urat sehingga terhindar dari penyakit encok dan batu ginjal.

2.2 Manfaat dalam bidang Kecantikan

Chitosan / kitosan sudah lama dipergunakan pada bidang kecantikan, dimana senyawa ini banyak dimanfaatkan sebagai bahan pelembab, antioksidan dan tabir surya pada berbagai macam produk kosmetik.

2.3 Manfaat dalam bidang pengawetan makanan

Kitosan juga bermanfaat sebagai bahan pengawet alami, karena mampu menghambat pertumbuhan berbagai mikroba patogen. Sehingga kitosan atau yang dalam bahasa latinnya disebut Chitosan ini dapat meningkatkan daya tahan produk makanan mudah busuk pada berbagai produk olahan ikan dan daging seprti ikan asin, bakso, sosis, nuget, buah-buahan, sayuran, tahu, mi basah, mayonise, dodol, dll.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Ilmu Kimia Penggunaan "Asas Le Chatelier" dalam reaksi kesetimbangan kimia beserta contohnya blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Informasi, Artikel Reaksi Kimia, Artikel Rumus Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teori Kimia Dasar, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia Penggunaan "Asas Le Chatelier" dalam reaksi kesetimbangan kimia beserta contohnya blog kimia
link : Ilmu Kimia Penggunaan "Asas Le Chatelier" dalam reaksi kesetimbangan kimia beserta contohnya blog kimia

Unsur Kimia

Teori Kimia - Pada artikel kali ini kita akan membahas pengertian reaksi kesetimbangan kimia lengkap dengan contoh soal dan penerapannya dalam kehidupan sehari - hari. Bila kita ingin melakukan eksperimen reaksi kimia maka biasanya kita bebas memilih berapa konsentrasi awal pereaksi. Jika reaksi telah berlangsung maka jumlah pereaksi di perlukan dan jumlah hasil reaksi yang terbentuk tergantung pada stoikiometri reaksi. Bila kesetimbangan telah tercapai maka terdapat campuran pereaksi dan hasil reaksi, dan konsentrasi itu disebut konsentrasi kesetimbangan. Ungkapan yang mengbubungkan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi disebut hukum kesetimbangan atau ungkapan kesetimbangan.

Contohnya adalah reaksi antara H₂ dan N₂ membentuk NH₃,

3H₂(g) + N₂(g)       --->         2NH₃(g)

Reaksi ini merupakan kesetimbangan paling penting karena menggunakan N₂ dari atmosfar membentuk pupuk dan bahan kimia lainnya. Tetapan kesetimbangan pada reaksi diatas dapat dirumuskan sebagai berikut

        (NH₃)₂           

 ———-———— = Kc = 6,00.10`2 (pada kesetimbangan)

  (H₂) ₃ (N₂)

Hukum kesetimbangan ini salalu tetap pada temperatur tertentu. Bila temperatur berbeda maka nilai konstanta kesetimbangan akan berbeda. Satu kegunaan hukum kesetimbangan yaitu dapat memperkirakan stoikiometri reaksi. Jadi eksponen pada konsentrasi NH₃, H₂ dan N₂di dalam hukum kesetimbangan sama dengan koefisien persamaan kesetimbangan.

A.    Konstanta Kesetimbangan (Kc)

Konstanta kesetimbangan adalah besaran yang harus dihitung dari data eksperiman. Ada dua metoda untuk menentukan konstanta kesetimbangan ini ;

1. Malalui energi bebas standar (∆G).
2. Pengukuran langsung konsentrasi kesetimbangan.

Dengan mengetahui nilai konstanta kesetimbangan maka kita dapat menghitung konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi dalam suatu sistem setimbang. Tetapi tanpa menghitung pun, besarnya K memberikan informasi kualitatif yang sangat berguna mengenai ke arah mana reaksi akan ber1angsung sempurna. Contohnya, reaksi

A ;===  f B

dimana dapat ditulis,

(B)

 ———-———— = Kc

(A)

Bila harga Kc = 10, maka ini bararti bahwa dalam kesetimbangan,

(B) = 10. (A)

Jadi konsentrasi (B) sepuluh kali lebih besar dari pada A. Dengan kata lain posisi kasetimbangan adalah pada arah pembentukan hasil reaksi.

B.     Asas Le Chatelier

Setelah mengetahui tentang kesetimbangan dan mengungkapkannya secara kuantitatif dalam rumusan konstanta kesetimbangan maka dapat dilakukam perhitungan matematis terhadap sistem kesetimbangan tersebut. Namun ternyata kita dapat memperkirakan arah pergerakan kesetimbangan sesuai dengan asas Le Chatelier.

Prinsip Le Chatelier menyatakan bahwa bila suatu sistsm setimbang dinamik mendapat gangguan yang mengganggu kesetimbangan maka sistem akan berubah sedemikian hingga gangguan berkurang dan jika mungkin kembali ke keadaan setimbang

Pada asas Le Chatelier dipengaruhi beberapa faktor yakni perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil, perubahan suhu reaksi, perubahan takanan atau volume reaksi, penambaham gas inert dan penambahan katalis.

Henry louis Le chatelier

1.      Perubahan Konsentrasi Pereaksi dan Hasil Reaksi

Perhatikan reaksi,

H₂(g) + I₂(g)         2HI(g)

dengan konstanta kesetimbangan,

(HI)2

Kc = ———-————

(H2) (I2)

Bila H₂ ditambah pada campuram reaksi yang berada dalam kesetimbangan maka konsentrasi H₂bertambah sehingga harga Qc < Kc, berarti kesetimbangan belum tercapai. Berdasarkan prinsip Le Chatelier gangguan H₂ dapat direduksi dengan mengeliminasi H₂. Eliminasi H₂ terjadi melalui reaksi pembentukan HI dengan I₂. Akibatnya posisi kesetimbangan bergeser ke kanan. 

Bila kesetimbangan tercapai lagi, maka konsentrasi HI dan juga H₂ lebih besar dari sebelumnya, tetapi konsentrasi I₂ menjadi lebih kecil. Sistem tidak pernah dapat mengatasi secara sempurna pengaruh penambahan atau pengurangan pereaksi atau hasil reaksi, sehingga konsentrasi akhir semua zat berbeda dari keadaan awal.

Selain penambahan pereaksi, prinsip Le Chatelierjuga dapat digunakan memperkirakan pengaruh pengurangan pereaksi atau hasil reaksi pada posisi kesetimbangan. Contohnya, jika I₂ dikurangi dari campuran reaksi yang telah setimbang maka HI akan terdekomposisi untuk menggantikan I₂. Jadi posisi kesetimbangan bergeser ke kiri.

Dengan penambahan zat, maka posisi reaksi bergeser kearah zat yang tidak mengalami penambahan sedangkan bila zat dikurangi maka posisi reaksi bergeser ke arah dari mana zat dikurangi.

2. Pengaruh temperatur pada posisi kesetimbangan

Harga konstanta kesetimbangan, Kc, konstan bila temperatur sistem konstan. Tidak seperti konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi, temparatur selain mempangaruhi posisi kesetimbangan juga mempengaruhi nilai konstanta kesetimbangan itu sendiri. Perhatikan reaksi eksotermik pembentukan N₂O₄dari NO₂.

Persamaan reaksinya adalah,

NO₂(g)                      N₂O₄(g) + 58,8 kJ

dimana panas reaksi sebesar 58,8 kJ dinyatakan sebagai hasil reaksi. Bila temparatur kesetimbangan akan diturunkan dengan menempatkan campuran reaksi dalam es maka berdasarkan prinsip Le Chatelier sistem akan berubah untuk mengganti panas akibat pandinginan. 

Karena reaksi pembentukan N₂O₄ adalah reaksi eksoterm maka posisi kesetimbangan bergeser ke kanan. Dan bila kesetimbangan telah tercapai kembali maka konsentrasi N₂O₄akan lebih tinggi dan NO₂ lebih rendah. Jadi penggantian panas yang hilang dapat dilakukan dengan perubahan NO₂ menjadi N₂O₄sehingga konsentrasinya lebih tinggi dan NO₂ lebih rendah dibandingkan sebalum ada gangguan.

Penurunan temperatur menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm sedangkan bila temperatur dinaikkan bergeser ke arah reaksi endoterm.

Pada kesetimbangan NO₂  N₂O₄, perubahan temperatur kesetimbangan menyebabkan perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil setelah kesetimbangan tercapai kembali. Tetapi dalam hal ini, perubahan konsentrasi terjadi bukan karena penambahan atau pengurangan zat atau perubahan volum. Dengan demikian jika konsentrasi berubah maka konstanta kesetimbangan juga akan berubah. Jadi dengan penurunan temperatur, pada reaksi eksoterm seperti dekomposisi NO₂, bila kesetimbangan tercapai pada temperatur yang lebih rendah maka,

Kc(Tl) < Kc(T2) dimana Tl > T2

Jadi, pada reaksi eksoterm, konstanta kesetimbangan lebih besar bila temperatur diturunkan.

3. Pengaruh perubahan tekanan dan volume pada posisi kesetimbangan.

Pada temperatur konstan, perubaban volume sistem l juga menyebabkan perubahan tekanan, demikian juga sebaliknya. Jika tekanan luar sistem meningkat maka volumenya makin kecil. 

Pada sistem reaksi berfasa padat dan cair, dimana cairan dan padatan sebenarnya adalah bersifat incompressible, maka bila reaksi banya melibatkan fasa ini perubaban tekanan luar tidak akan mengubah volume sistem. Dengan kata lain, sistem seperti ini tidak merespon adanya perubahan tekanan luar. Dengan demikian, gangguan tekanan luar tidak mempengaruhi kesetimbangan. Bila reaksi melibatkan gas, yang bersifat sangat compresible, perubahan tekanan akan menyebabkan perubaban volume yang dapat mengganggu kesetimbangan.

Jika pada saat setimbang tiba-tiba tekanan dinaikkan dengan pengecilan volume tempat reaksi maka sistem berusaha mengurangi gangguan dengan penurunan tekanan. tetapi bagaimana hal ini dapat dilakukan? Kita mengetahui bahwa tekanan gas sebenarnya adalah disebabkan oleh tumbukan antara molekul dengan dinding tabung, dan ini pada temperatur tertentu. Berarti bila jumlah molekul besar maka tekanan juga besar. Pada reaksi pembentukan NH₃maka jumlah molekul gas akan menurun karena 4 molekul gas pereaksi menghasilkan 2 molekul gas NH₃. Dengan demikian penurunan tekanan sistem dapat dilakukan jika posisi kesetimbangan bergeser kekanan.

Penurunan volume campuran gas (kenaikan tekanan) yang berada dalam kesetimbangan akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul paling kecil.

4. Penambahan gas"inert"

Jika suatu gas inert (tidak ikut bereaksi) ditambahkan pada tabung reaksi yang mengandung gas-gas yang ada pada keadaan setimbang, akan menyebabkan kenaikan tekanan total sistem. Tetapi kenaikan tekanan total ini tidak akan mempengaruhi posisi kesetimbangan karena tekanan parsial atau konsentrasi zat yang telah ada tidak berubah.

5. Pengaruh katalis pada posisi kesetimbangan

Katalis adalah zat yang dapat menaikkan kecepatan reaksi kimia, dan jumlah katalis tidak berubah. Fungsi katalis yaitu dapat mengubah jalannya reaksi, tetapi karena keadaan awal dan akhir reaksi adalah sama maka katalis tidak mempengaruhi perubahan energi bebas reaksi. Karena perubahan energi bebas menentukan besarnya konstanta kesetimbangan maka karena energi bebas tidak berubah berarti juga bahwa katalis tidak dapat mengubah harga K.

Teori Kimia - Pada artikel kali ini kita akan membahas pengertian reaksi kesetimbangan kimia lengkap dengan contoh soal dan penerapannya dalam kehidupan sehari - hari. Bila kita ingin melakukan eksperimen reaksi kimia maka biasanya kita bebas memilih berapa konsentrasi awal pereaksi. Jika reaksi telah berlangsung maka jumlah pereaksi di perlukan dan jumlah hasil reaksi yang terbentuk tergantung pada stoikiometri reaksi. Bila kesetimbangan telah tercapai maka terdapat campuran pereaksi dan hasil reaksi, dan konsentrasi itu disebut konsentrasi kesetimbangan. Ungkapan yang mengbubungkan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi disebut hukum kesetimbangan atau ungkapan kesetimbangan.

Contohnya adalah reaksi antara H₂ dan N₂ membentuk NH₃,

3H₂(g) + N₂(g)       --->         2NH₃(g)

Reaksi ini merupakan kesetimbangan paling penting karena menggunakan N₂ dari atmosfar membentuk pupuk dan bahan kimia lainnya. Tetapan kesetimbangan pada reaksi diatas dapat dirumuskan sebagai berikut

        (NH₃)₂           

 ———-———— = Kc = 6,00.10`2 (pada kesetimbangan)

  (H₂) ₃ (N₂)

Hukum kesetimbangan ini salalu tetap pada temperatur tertentu. Bila temperatur berbeda maka nilai konstanta kesetimbangan akan berbeda. Satu kegunaan hukum kesetimbangan yaitu dapat memperkirakan stoikiometri reaksi. Jadi eksponen pada konsentrasi NH₃, H₂ dan N₂di dalam hukum kesetimbangan sama dengan koefisien persamaan kesetimbangan.

A.    Konstanta Kesetimbangan (Kc)

Konstanta kesetimbangan adalah besaran yang harus dihitung dari data eksperiman. Ada dua metoda untuk menentukan konstanta kesetimbangan ini ;

1. Malalui energi bebas standar (∆G).
2. Pengukuran langsung konsentrasi kesetimbangan.

Dengan mengetahui nilai konstanta kesetimbangan maka kita dapat menghitung konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi dalam suatu sistem setimbang. Tetapi tanpa menghitung pun, besarnya K memberikan informasi kualitatif yang sangat berguna mengenai ke arah mana reaksi akan ber1angsung sempurna. Contohnya, reaksi

A ;===  f B

dimana dapat ditulis,

(B)

 ———-———— = Kc

(A)

Bila harga Kc = 10, maka ini bararti bahwa dalam kesetimbangan,

(B) = 10. (A)

Jadi konsentrasi (B) sepuluh kali lebih besar dari pada A. Dengan kata lain posisi kasetimbangan adalah pada arah pembentukan hasil reaksi.

B.     Asas Le Chatelier

Setelah mengetahui tentang kesetimbangan dan mengungkapkannya secara kuantitatif dalam rumusan konstanta kesetimbangan maka dapat dilakukam perhitungan matematis terhadap sistem kesetimbangan tersebut. Namun ternyata kita dapat memperkirakan arah pergerakan kesetimbangan sesuai dengan asas Le Chatelier.

Prinsip Le Chatelier menyatakan bahwa bila suatu sistsm setimbang dinamik mendapat gangguan yang mengganggu kesetimbangan maka sistem akan berubah sedemikian hingga gangguan berkurang dan jika mungkin kembali ke keadaan setimbang

Pada asas Le Chatelier dipengaruhi beberapa faktor yakni perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil, perubahan suhu reaksi, perubahan takanan atau volume reaksi, penambaham gas inert dan penambahan katalis.

Henry louis Le chatelier

1.      Perubahan Konsentrasi Pereaksi dan Hasil Reaksi

Perhatikan reaksi,

H₂(g) + I₂(g)         2HI(g)

dengan konstanta kesetimbangan,

(HI)2

Kc = ———-————

(H2) (I2)

Bila H₂ ditambah pada campuram reaksi yang berada dalam kesetimbangan maka konsentrasi H₂bertambah sehingga harga Qc < Kc, berarti kesetimbangan belum tercapai. Berdasarkan prinsip Le Chatelier gangguan H₂ dapat direduksi dengan mengeliminasi H₂. Eliminasi H₂ terjadi melalui reaksi pembentukan HI dengan I₂. Akibatnya posisi kesetimbangan bergeser ke kanan. 

Bila kesetimbangan tercapai lagi, maka konsentrasi HI dan juga H₂ lebih besar dari sebelumnya, tetapi konsentrasi I₂ menjadi lebih kecil. Sistem tidak pernah dapat mengatasi secara sempurna pengaruh penambahan atau pengurangan pereaksi atau hasil reaksi, sehingga konsentrasi akhir semua zat berbeda dari keadaan awal.

Selain penambahan pereaksi, prinsip Le Chatelierjuga dapat digunakan memperkirakan pengaruh pengurangan pereaksi atau hasil reaksi pada posisi kesetimbangan. Contohnya, jika I₂ dikurangi dari campuran reaksi yang telah setimbang maka HI akan terdekomposisi untuk menggantikan I₂. Jadi posisi kesetimbangan bergeser ke kiri.

Dengan penambahan zat, maka posisi reaksi bergeser kearah zat yang tidak mengalami penambahan sedangkan bila zat dikurangi maka posisi reaksi bergeser ke arah dari mana zat dikurangi.

2. Pengaruh temperatur pada posisi kesetimbangan

Harga konstanta kesetimbangan, Kc, konstan bila temperatur sistem konstan. Tidak seperti konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi, temparatur selain mempangaruhi posisi kesetimbangan juga mempengaruhi nilai konstanta kesetimbangan itu sendiri. Perhatikan reaksi eksotermik pembentukan N₂O₄dari NO₂.

Persamaan reaksinya adalah,

NO₂(g)                      N₂O₄(g) + 58,8 kJ

dimana panas reaksi sebesar 58,8 kJ dinyatakan sebagai hasil reaksi. Bila temparatur kesetimbangan akan diturunkan dengan menempatkan campuran reaksi dalam es maka berdasarkan prinsip Le Chatelier sistem akan berubah untuk mengganti panas akibat pandinginan. 

Karena reaksi pembentukan N₂O₄ adalah reaksi eksoterm maka posisi kesetimbangan bergeser ke kanan. Dan bila kesetimbangan telah tercapai kembali maka konsentrasi N₂O₄akan lebih tinggi dan NO₂ lebih rendah. Jadi penggantian panas yang hilang dapat dilakukan dengan perubahan NO₂ menjadi N₂O₄sehingga konsentrasinya lebih tinggi dan NO₂ lebih rendah dibandingkan sebalum ada gangguan.

Penurunan temperatur menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm sedangkan bila temperatur dinaikkan bergeser ke arah reaksi endoterm.

Pada kesetimbangan NO₂  N₂O₄, perubahan temperatur kesetimbangan menyebabkan perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil setelah kesetimbangan tercapai kembali. Tetapi dalam hal ini, perubahan konsentrasi terjadi bukan karena penambahan atau pengurangan zat atau perubahan volum. Dengan demikian jika konsentrasi berubah maka konstanta kesetimbangan juga akan berubah. Jadi dengan penurunan temperatur, pada reaksi eksoterm seperti dekomposisi NO₂, bila kesetimbangan tercapai pada temperatur yang lebih rendah maka,

Kc(Tl) < Kc(T2) dimana Tl > T2

Jadi, pada reaksi eksoterm, konstanta kesetimbangan lebih besar bila temperatur diturunkan.

3. Pengaruh perubahan tekanan dan volume pada posisi kesetimbangan.

Pada temperatur konstan, perubaban volume sistem l juga menyebabkan perubahan tekanan, demikian juga sebaliknya. Jika tekanan luar sistem meningkat maka volumenya makin kecil. 

Pada sistem reaksi berfasa padat dan cair, dimana cairan dan padatan sebenarnya adalah bersifat incompressible, maka bila reaksi banya melibatkan fasa ini perubaban tekanan luar tidak akan mengubah volume sistem. Dengan kata lain, sistem seperti ini tidak merespon adanya perubahan tekanan luar. Dengan demikian, gangguan tekanan luar tidak mempengaruhi kesetimbangan. Bila reaksi melibatkan gas, yang bersifat sangat compresible, perubahan tekanan akan menyebabkan perubaban volume yang dapat mengganggu kesetimbangan.

Jika pada saat setimbang tiba-tiba tekanan dinaikkan dengan pengecilan volume tempat reaksi maka sistem berusaha mengurangi gangguan dengan penurunan tekanan. tetapi bagaimana hal ini dapat dilakukan? Kita mengetahui bahwa tekanan gas sebenarnya adalah disebabkan oleh tumbukan antara molekul dengan dinding tabung, dan ini pada temperatur tertentu. Berarti bila jumlah molekul besar maka tekanan juga besar. Pada reaksi pembentukan NH₃maka jumlah molekul gas akan menurun karena 4 molekul gas pereaksi menghasilkan 2 molekul gas NH₃. Dengan demikian penurunan tekanan sistem dapat dilakukan jika posisi kesetimbangan bergeser kekanan.

Penurunan volume campuran gas (kenaikan tekanan) yang berada dalam kesetimbangan akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul paling kecil.

4. Penambahan gas"inert"

Jika suatu gas inert (tidak ikut bereaksi) ditambahkan pada tabung reaksi yang mengandung gas-gas yang ada pada keadaan setimbang, akan menyebabkan kenaikan tekanan total sistem. Tetapi kenaikan tekanan total ini tidak akan mempengaruhi posisi kesetimbangan karena tekanan parsial atau konsentrasi zat yang telah ada tidak berubah.

5. Pengaruh katalis pada posisi kesetimbangan

Katalis adalah zat yang dapat menaikkan kecepatan reaksi kimia, dan jumlah katalis tidak berubah. Fungsi katalis yaitu dapat mengubah jalannya reaksi, tetapi karena keadaan awal dan akhir reaksi adalah sama maka katalis tidak mempengaruhi perubahan energi bebas reaksi. Karena perubahan energi bebas menentukan besarnya konstanta kesetimbangan maka karena energi bebas tidak berubah berarti juga bahwa katalis tidak dapat mengubah harga K.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Ilmu Kimia Pengertian senyawa kimia zeolite beserta jenis-jenis dan sifatnya blog kimia

Unsur Kimia - Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul Unsur Kimia, Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Reaksi Kimia, Artikel Rumus Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Unsur Kimia, yang kami bahas ini bisa selain untuk menambah ilmu pengetahuan kita juga menumbuhkan rasa suka terhadap bidang keilmuan ini. Baik, silahkan selamat membaca dan jangan lupa untuk membagikannya ke sosial media Anda.

Judul : Ilmu Kimia Pengertian senyawa kimia zeolite beserta jenis-jenis dan sifatnya blog kimia
link : Ilmu Kimia Pengertian senyawa kimia zeolite beserta jenis-jenis dan sifatnya blog kimia

Unsur Kimia

Teori Kimia - Pada tahun 1756, zeolit pertama kaliditemukan oleh seorang ahli mineral berkebangsan  Swedia, Baron Freiherr Alex Cronsted (Barrer 1978).  Zeolit berasal dari  bahsa Yunani, Zein yang berarti  mendidih dan Lithos  yang berarti batu (Setiawan, 2003), sesuai dengan kemampuan dari zeolit  yang akan menghamburkan uap seperti air yang mendidih, bila dipanaskan pada  suhu 100°C (Sutarti et al, 1994).

Zeolit secara umum didefinisikan sebagaialuminosilikat dengan stuktur kristal berrongga, yang berisi ion-ion logam dan molekul air (Tim Desulfurisasi BBM, 2007). Ion logam dan molekul air dapat bergerak  bebas sehingga dapat terjadi  pertukaran ion dan dehidrasi yang reversible tanpa ada perubahan bentuk (Nugroho, 1998).

Gambar 1. Struktur kerangka Zeolit (Nugroho, 1998)

1. Macam-macam Zeolit  

1.1 Zeolit Alam

Zeolit alam terbentuk karena proses perubahan alam (zeolitisasi), dari batuan vulkanik tuf. Zeolit alam banyak ditemukan dalam batuan  sedimen sebagai hasil alterasi debu-debu  vulkanis (mengandung Si)  oleh air danau asin. Dalam proses sedimentasi, mineral-mineral lain seperti feldspar dan kwarsa juga ikut tercampur membentuk kompleks zeolit yang tidak teratur dan tidak seragam. Sedimentasi zeolit ini berlangsung  terus-menerus pada dasar lautan.

Menurut proses terbentuknya, mineral zeolit  dapat dibedakan menjadi tujuh kelompok, yaitu :  

1. Mineral zeolit yang terbentuk di dalam endapan danau air laut
2. Mineral zeolit yang terbentuk karena proses metamorphose berderajat rendah akibat pengaruh timbunan
3. Mineral zeolit yang terbentuk dari pengendapan sediment laut dalam
4. Mineral zeolit yang terbentuk di daerah pengairan air terbuka
5. Mineral zeolit yang terbentuk dari proses hidrotermal
6. Mineral zeolit yang terbentuk karena pengaruh tekanan
7. Mineral zeolit yang terbentuk di dalam batuan beku

(Sutarti et al, 1994)

1.2 Zeolite Sintetik

Zeolite sintetik adalah suatu senyawa kimia yang  mempunyai sifat fisika dan kimia yang sama dengan zeolit alam. Zeolit ini dibuat dari bahan lain dengan proses sintetik untuk memperoleh zeolit dengan kemurnian yang lebih baik, dengan komposisi Si/Al yang diinginkan.

Secara umum zeolit mampu menyerap, menukar ion dan menjadi katalis,  dan dapat digunakan untuk pengolahan limbah.  Zeolit sintetik sangat tergantung pada jumlah Al dan Si. Zeolit dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu :

A. Zeolite sintetik dengan kadar Si rendah

Zeolite ini banyak mengandung Alumunium, berpori dan mempunyai nilai ekonomi tinggi karena efektif untuk pemisahan dengan kapasitas besar. Volume porinya dapat mencapai 0.5 cm³ tiap cm³volume zeolit. Kadar maksimum zeolit dapat dicapai bila perbandingan Al atau Si  mendekati daya penukar ion dari zeolit maksimum (Sutarti et al, 1994).

B. Zeolit sintetik dengan kadar Si sedang

Zeolit mordenit mempuyai perbandingan Si/Al = 5, sangat stabil, maka diusahakan mempunyai zeolit Y dengan perbandingan Si/Al = 1-3 seperti zeolit omega (Sutarti et al, 1994).

C. Zeolit sintetik dengan kadar Si tinggi

Zeolit jenis ini sangat higroskopis dan mempunyai molekul  non polar sehingga baik untuk digunakan sebagai katalisator  asam untuk hidrokarbon, seperti ZSM-5, ZSM-11 dan ZSM-24 (Sutarti et al, 1994).

D. Zeolit Si (tanpa Al)

Zeolit ini tidak mengandung Al sama sekali atau tidak mempunyai sisi kation. Zeolit sintetik mempunyai  sifat yang lebih baik dibandingkan dengan zeolit alam (Sutarti et al, 1994).

2. Perbedaan Zeolite Sintetik dengan Zeolit Alam

Zeolite sintetik mempunyai  sifat yang lebih baik dibandingkan dengan zeolit alam perbedaan antara zeolit alam dengan zeolit sintesis, adalah:

1. Zeolit sintetik dibuat dari bahan kimia dan bahan-bahan alam yang kemudian diproses dari tubuh biji alam.
2. Zeolit sintetik mempunyai perbandingan silika dan alumina yaitu 1:1 dan pada zeolit alam hingga 5:1
3. Zeolit alam tidak terpisah dalam lingkungan asam  seperti halnya zeolit sintetik (Sutarti et al, 1994).

3.       Sifat-sifat Zeolit

Zeolit mempunyai sifat yang berbeda-beda, tergantung dari komponen penyusunnya. Sifat-sifat dari zeolit adalah sebagai berikut:

• Zeolit mempunyai banyak pori yang berukuran molekul. Pori-pori dari zeolit terbentuk dari tumpukan cincin yang beranggotakan 6, 8, 10 atau 12 tetrahedral (Sutarti et al, 1994).
• Zeolit dapat dibentuk menjadi padatan bersifat asam, karena  pergantian kation penetral dengan proton menjadikan zeolit bersifat asam bronsted (Sutarti et al, 1994).
• Pada zeolit terjadi substitusi parsial antara Si⁴⁺ dan Al³⁺ yang menyebabkan kerangka zeolit bermuatan negatif dan membutuhkan kation penetral, sehingga dapat melakukan pertukaran kation. Kation penetral yang bukan menjadi bagian dari kerangka ini mudah digantikan oleh kation lain (Sutarti et al, 1994)

Batu Zeolit

4.  Fungsi Zeolit

-  Zeolit sebagai Dehidrator

Zeolit mempunyai sifat dehidrasi yang mempengaruhi sifat dari adsorpsinya. Zeolit dapat melepaskan molekul air  dari dalam rongga permukaan sehingga menyebabkan medan listrik masuk  kerongga utama dan berinteraksi secara efektif dengan molekul yang diadsorpsinya. Jumlah molekul air yang dilepas sesuai dengan pori-pori atau volume ruang hampa yang akan terbentuk jika  unit sel kristal zeolit dipanaskan (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Adsorben

Rongga zeolit terisi oleh molekul air bebas yang berada disekitar kation pada suhu ruang dan bila dilakukan proses kalsinasi pada suhu 250 - 500°C, maka akan terjadi dehidrasi atau penguapan air. Penguapan air ini akan menyebabkan zeolit mempunyai luas permukaan kontak yang lebih besar, sehingga zeolit berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Penyaring Molekul

Zeolit mempunyai kemampuan untuk menyaring molekul karena mempunyai saluran dan rongga yang berukuran molekul. Proses penyaringan ini berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk, dan polaritas molekul yang disaring (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Penukar Ion

Kation yang terdapat pada zeolit umumnya berasal dari golongan alkali dan alkali tanah. Kation tersebut mempunyai komposisi yang tidak stabil dan tidak terikat kuat dalam rongga zeolit, sehingga memungkinkan kation tersebut dipertukarkan dengan kation lain. 

Pertukaran ion dapat terjadi dalam suatu cairan yang mengandung anion, kation dan molekul air, dimana ion akan terikat pada matriks mikropori bersama ion (kation, anion) dengan muatan  berlawanan dengana ion matriks sehingga akan terjadi kesetimbangan muatan untuk mencapai keadaan netral. Ion yang berada dalam cairan dapat bergerak di dalam matriks mikropori zeolit, sehingga zeolit dapat disebut sebagai penukar katon atau anion tergantung dari jenis ion yang ditukar.

Proses penukaran kation antara larutan garam  suatu logam tetentu dengan kation zeolit adalah sebagai berikut

                                A Zeolit + B^2-(larutan)      ---->         B^- zeolit + 2A⁺(larutan)

Kemampuan pertukaran ion pada umumnya dinamakan nilai kapasitas pertukaran kation (KTK) yaitu mili ekivalen kation yang terserap  oleh satu gram zeolit. KTK zeolit dapat bervariasi dari 1,5 sampai 6 mek/g. KTK tergantung dari komposisi kimia dan perbandingan Si/Al. Pada umumnya zeolit dengan perbandingan Si/Al rendah kurang baik digunakan  untuk penukar ion, karena  kurang stabil dalam suasana asam.

Setiap jenis zeolit mempunyai urutan selektifitas penukaran kation yang berlainan. Selektifitas kation dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

1. Struktur pembentukan zeolit alam oleh besarnya rongga
2. Mobilitas kation yang diperlukan
3. Pengaruh difusi kation ke dalam larutan, dan
4. Energi hidrasi

Kapasitas penukaran ion merupakan fungsi dari pebandingan oksida dan silikon dan oksida aluminum, karena penukar anion terjadi pada satu kerangka tetrahedral AlO₄^5-. Zeolit sebagai penukar kation dapat pula digunakan sebagai penukar anion, seperti jenis monmorilonit atau dapat menggunakan zeolit jenis lain yang dimodifikasi dengan polimer organik (Sutarti et al, 1994).

5. Struktur Kerangka Zeolit

Zeolit tersusun atas sejumlah tetrahedral (SiO₄)^4- dan (AlO₄)^4-yang saling berhubungan melalui atom O dan dalam struktur tersebut Si⁴⁺dapat diganti dengan Si³⁺.  Zeolit merupakan struktur tiga dimensi dengan ukuran molekul 3-4 Å dan bersifat makroskopis.

Atom Si sebagai atom pusat akan menyebabkan muatan listrik menjadi netral. Namun jika beberapa atom Si bervalensi empat diganti dengan alumina yang bervalensi tiga akan timbul muatan negatif dalam strukturnya.  Muatan negatif ini akan dinetralisir oleh logam alkali atau alkali tanah.

Struktur zeolit merupakan polimer kristal anorganik didasarkan kerangka tetrahedral yang diperluas tak terhingga dari AlO₄ dan SiO₄ dan dihubungkan satu dengan lainnya melalui pembagian bersama ion oksigen (Sutarti et al, 1994),

Gambar 2. Struktur kerangka zeolit (Sutarti et al, 1994)

Jika zeolit didasarkan pada satu unit sel Kristal dapat dituliskan sebagai :

Mx/n [(AlO₂)x(SiO₂)y].wH₂O

Dimana : n : valensi dari kation M

                        w : jumlah molekul air per unit sel

                        x dan y : jumlah total tetrahedral per unit sel

Biasanya y/x bernilai 1-5, tetapi zeolit dengan silika tinggi harga y/x dibuat hingga 10-100 atau bahkan lebih tinggi. Banyak kristal zeolit baru telah disintesis dan memenuhi beberapa fungsi penting dalam industri kimia dan minyak bumi dan juga dipakai sebagai produk seperti deterjen. Zeolit yang telah diketahui mencapai lebih dari 150 tipe zeolit sintetik dan 40 mineral zeolit. 

Beberapa jenis zeolit berdasarkan rasio Si/Al antara lain, zeolit silika rendah dengan perbandingan Si/Al 1-1,5 memiliki konsentrasi kation paling tinggi, dan mempunyai adsorpsi yang optimum, contoh silika rendah adalah zeolit A dan X; zeolit silika sedang, yang mempunyai perbandingan Si/Al adlah 2-5, contoh zeolit jenis ini adalah mordernit, erionit, klinoptilolit, zeolit Y; zeolit silika tinggi, dengan perbandingan kadar Si/Al antara 10-100, bahkan lebih contohnya adalah ZMS-5.

Klasifikasi dan ilustrasi struktur zeolit berdasarkan unit terkecilnya dibuat oleh Meyer (1967) untuk memudahkan penggambaran bentuk zeolit. Secara garis besar klasifikasi unit penyusun kerangka dasar dari Kristal zeolit adalah :

1. Unit pembangun primer, merupakan unit pembangun terkecil penyusun kerangka zeolit yang terdiri tetrahedral TO₄ (T = Si atau Al) yang membentuk suatu rangkai dengan setiap atom oksigen berbagi tetrahedral.
2. Unit pembangun sekunder, merupakan gabungan dari beberapa tetrahedral TO₄membentuk cincin tunggal, cincin ganda dan bentuk yang kompleks. Seperti bentuk cincin empat tunggal (S₄R), cincin enam tunggal (S₆R), cincin enam ganda (D₆R).
3. Unit pembangun tersier, merupakan gabungan dari beberapa unit sekunder yang berkaitan dengan menggunakan tiap satu atom secara bersamaan sebagai sudut dua tetrahedral, membentuk suatu polyhedral yang merupakan struktur Kristal zeolit.

Struktur zeolit merupakan gabungan dari beberapa unti pembangun sekunder yang tersusun sehingga membentuk rongga-rongga dan saluran. Rongga-rongga dan saluran ini berisikan kation dan molekul air. Kation-kation bergerak bebas dalam rongga zeolit sehingga kation tersebut digantikan dengan kation lain tanpa merusak struktur zeolit. Molekul air juga dapat bergerak bebas dalam rongga, maka zeolit dapat menyerap air secara reversibel (Sutarti et al, 1994).

6. Regenerasi Zeolit

Regenerasi dengan metode pencucian menggunakan pelarut lebih ramah lingkungan karena menghindari emisi SO_xyang didegenerasi dari metode regenerasi oksidatif dan H₂S dari metode regenerasi reduktif. Metode ini selektif untuk pemurnian komponen hidrokarbon karena senyawa olefin maupun aromatik tidak bereaksi dengan aseton pada kondisi yang sama (Velu et al., 2003). Menurut Dai et al.(2008) mengatakan bahwa produk reaksi yang teradsorb dalam material berpori dapat dicuci dengan aseton pada temperatur kamar.

7. Modifikasi Zeolit

Pertukaran ion ini dapat berlangsung pada temperatur kamar (Dai et al., 2008). Adsorpsi menggunakan zeolit yang dimodifikasi dengan logam seperti Ni²⁺, Cu⁺, Zn²⁺ dan logam lainnya bertujuan untuk mengoptimalkan adsorpsi. Adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi kimia. Zeolit membentuk kompleks π dengan cincin tiopen. Ion Ni²⁺dapat membentuk ikatan σ dengan orbital s kosong, dan orbital d dapat mendonasikan kerapatan elektron kepada orbital  π* dari cincin sulfur (Sutarti et al, 1994).

Teori Kimia - Pada tahun 1756, zeolit pertama kaliditemukan oleh seorang ahli mineral berkebangsan  Swedia, Baron Freiherr Alex Cronsted (Barrer 1978).  Zeolit berasal dari  bahsa Yunani, Zein yang berarti  mendidih dan Lithos  yang berarti batu (Setiawan, 2003), sesuai dengan kemampuan dari zeolit  yang akan menghamburkan uap seperti air yang mendidih, bila dipanaskan pada  suhu 100°C (Sutarti et al, 1994).

Zeolit secara umum didefinisikan sebagaialuminosilikat dengan stuktur kristal berrongga, yang berisi ion-ion logam dan molekul air (Tim Desulfurisasi BBM, 2007). Ion logam dan molekul air dapat bergerak  bebas sehingga dapat terjadi  pertukaran ion dan dehidrasi yang reversible tanpa ada perubahan bentuk (Nugroho, 1998).

Gambar 1. Struktur kerangka Zeolit (Nugroho, 1998)

1. Macam-macam Zeolit  

1.1 Zeolit Alam

Zeolit alam terbentuk karena proses perubahan alam (zeolitisasi), dari batuan vulkanik tuf. Zeolit alam banyak ditemukan dalam batuan  sedimen sebagai hasil alterasi debu-debu  vulkanis (mengandung Si)  oleh air danau asin. Dalam proses sedimentasi, mineral-mineral lain seperti feldspar dan kwarsa juga ikut tercampur membentuk kompleks zeolit yang tidak teratur dan tidak seragam. Sedimentasi zeolit ini berlangsung  terus-menerus pada dasar lautan.

Menurut proses terbentuknya, mineral zeolit  dapat dibedakan menjadi tujuh kelompok, yaitu :  

1. Mineral zeolit yang terbentuk di dalam endapan danau air laut
2. Mineral zeolit yang terbentuk karena proses metamorphose berderajat rendah akibat pengaruh timbunan
3. Mineral zeolit yang terbentuk dari pengendapan sediment laut dalam
4. Mineral zeolit yang terbentuk di daerah pengairan air terbuka
5. Mineral zeolit yang terbentuk dari proses hidrotermal
6. Mineral zeolit yang terbentuk karena pengaruh tekanan
7. Mineral zeolit yang terbentuk di dalam batuan beku

(Sutarti et al, 1994)

1.2 Zeolite Sintetik

Zeolite sintetik adalah suatu senyawa kimia yang  mempunyai sifat fisika dan kimia yang sama dengan zeolit alam. Zeolit ini dibuat dari bahan lain dengan proses sintetik untuk memperoleh zeolit dengan kemurnian yang lebih baik, dengan komposisi Si/Al yang diinginkan.

Secara umum zeolit mampu menyerap, menukar ion dan menjadi katalis,  dan dapat digunakan untuk pengolahan limbah.  Zeolit sintetik sangat tergantung pada jumlah Al dan Si. Zeolit dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu :

A. Zeolite sintetik dengan kadar Si rendah

Zeolite ini banyak mengandung Alumunium, berpori dan mempunyai nilai ekonomi tinggi karena efektif untuk pemisahan dengan kapasitas besar. Volume porinya dapat mencapai 0.5 cm³ tiap cm³volume zeolit. Kadar maksimum zeolit dapat dicapai bila perbandingan Al atau Si  mendekati daya penukar ion dari zeolit maksimum (Sutarti et al, 1994).

B. Zeolit sintetik dengan kadar Si sedang

Zeolit mordenit mempuyai perbandingan Si/Al = 5, sangat stabil, maka diusahakan mempunyai zeolit Y dengan perbandingan Si/Al = 1-3 seperti zeolit omega (Sutarti et al, 1994).

C. Zeolit sintetik dengan kadar Si tinggi

Zeolit jenis ini sangat higroskopis dan mempunyai molekul  non polar sehingga baik untuk digunakan sebagai katalisator  asam untuk hidrokarbon, seperti ZSM-5, ZSM-11 dan ZSM-24 (Sutarti et al, 1994).

D. Zeolit Si (tanpa Al)

Zeolit ini tidak mengandung Al sama sekali atau tidak mempunyai sisi kation. Zeolit sintetik mempunyai  sifat yang lebih baik dibandingkan dengan zeolit alam (Sutarti et al, 1994).

2. Perbedaan Zeolite Sintetik dengan Zeolit Alam

Zeolite sintetik mempunyai  sifat yang lebih baik dibandingkan dengan zeolit alam perbedaan antara zeolit alam dengan zeolit sintesis, adalah:

1. Zeolit sintetik dibuat dari bahan kimia dan bahan-bahan alam yang kemudian diproses dari tubuh biji alam.
2. Zeolit sintetik mempunyai perbandingan silika dan alumina yaitu 1:1 dan pada zeolit alam hingga 5:1
3. Zeolit alam tidak terpisah dalam lingkungan asam  seperti halnya zeolit sintetik (Sutarti et al, 1994).

3.       Sifat-sifat Zeolit

Zeolit mempunyai sifat yang berbeda-beda, tergantung dari komponen penyusunnya. Sifat-sifat dari zeolit adalah sebagai berikut:

• Zeolit mempunyai banyak pori yang berukuran molekul. Pori-pori dari zeolit terbentuk dari tumpukan cincin yang beranggotakan 6, 8, 10 atau 12 tetrahedral (Sutarti et al, 1994).
• Zeolit dapat dibentuk menjadi padatan bersifat asam, karena  pergantian kation penetral dengan proton menjadikan zeolit bersifat asam bronsted (Sutarti et al, 1994).
• Pada zeolit terjadi substitusi parsial antara Si⁴⁺ dan Al³⁺ yang menyebabkan kerangka zeolit bermuatan negatif dan membutuhkan kation penetral, sehingga dapat melakukan pertukaran kation. Kation penetral yang bukan menjadi bagian dari kerangka ini mudah digantikan oleh kation lain (Sutarti et al, 1994)

Batu Zeolit

4.  Fungsi Zeolit

-  Zeolit sebagai Dehidrator

Zeolit mempunyai sifat dehidrasi yang mempengaruhi sifat dari adsorpsinya. Zeolit dapat melepaskan molekul air  dari dalam rongga permukaan sehingga menyebabkan medan listrik masuk  kerongga utama dan berinteraksi secara efektif dengan molekul yang diadsorpsinya. Jumlah molekul air yang dilepas sesuai dengan pori-pori atau volume ruang hampa yang akan terbentuk jika  unit sel kristal zeolit dipanaskan (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Adsorben

Rongga zeolit terisi oleh molekul air bebas yang berada disekitar kation pada suhu ruang dan bila dilakukan proses kalsinasi pada suhu 250 - 500°C, maka akan terjadi dehidrasi atau penguapan air. Penguapan air ini akan menyebabkan zeolit mempunyai luas permukaan kontak yang lebih besar, sehingga zeolit berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Penyaring Molekul

Zeolit mempunyai kemampuan untuk menyaring molekul karena mempunyai saluran dan rongga yang berukuran molekul. Proses penyaringan ini berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk, dan polaritas molekul yang disaring (Bailey et al, 1978).

- Zeolit sebagai Penukar Ion

Kation yang terdapat pada zeolit umumnya berasal dari golongan alkali dan alkali tanah. Kation tersebut mempunyai komposisi yang tidak stabil dan tidak terikat kuat dalam rongga zeolit, sehingga memungkinkan kation tersebut dipertukarkan dengan kation lain. 

Pertukaran ion dapat terjadi dalam suatu cairan yang mengandung anion, kation dan molekul air, dimana ion akan terikat pada matriks mikropori bersama ion (kation, anion) dengan muatan  berlawanan dengana ion matriks sehingga akan terjadi kesetimbangan muatan untuk mencapai keadaan netral. Ion yang berada dalam cairan dapat bergerak di dalam matriks mikropori zeolit, sehingga zeolit dapat disebut sebagai penukar katon atau anion tergantung dari jenis ion yang ditukar.

Proses penukaran kation antara larutan garam  suatu logam tetentu dengan kation zeolit adalah sebagai berikut

                                A Zeolit + B^2-(larutan)      ---->         B^- zeolit + 2A⁺(larutan)

Kemampuan pertukaran ion pada umumnya dinamakan nilai kapasitas pertukaran kation (KTK) yaitu mili ekivalen kation yang terserap  oleh satu gram zeolit. KTK zeolit dapat bervariasi dari 1,5 sampai 6 mek/g. KTK tergantung dari komposisi kimia dan perbandingan Si/Al. Pada umumnya zeolit dengan perbandingan Si/Al rendah kurang baik digunakan  untuk penukar ion, karena  kurang stabil dalam suasana asam.

Setiap jenis zeolit mempunyai urutan selektifitas penukaran kation yang berlainan. Selektifitas kation dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

1. Struktur pembentukan zeolit alam oleh besarnya rongga
2. Mobilitas kation yang diperlukan
3. Pengaruh difusi kation ke dalam larutan, dan
4. Energi hidrasi

Kapasitas penukaran ion merupakan fungsi dari pebandingan oksida dan silikon dan oksida aluminum, karena penukar anion terjadi pada satu kerangka tetrahedral AlO₄^5-. Zeolit sebagai penukar kation dapat pula digunakan sebagai penukar anion, seperti jenis monmorilonit atau dapat menggunakan zeolit jenis lain yang dimodifikasi dengan polimer organik (Sutarti et al, 1994).

5. Struktur Kerangka Zeolit

Zeolit tersusun atas sejumlah tetrahedral (SiO₄)^4- dan (AlO₄)^4-yang saling berhubungan melalui atom O dan dalam struktur tersebut Si⁴⁺dapat diganti dengan Si³⁺.  Zeolit merupakan struktur tiga dimensi dengan ukuran molekul 3-4 Å dan bersifat makroskopis.

Atom Si sebagai atom pusat akan menyebabkan muatan listrik menjadi netral. Namun jika beberapa atom Si bervalensi empat diganti dengan alumina yang bervalensi tiga akan timbul muatan negatif dalam strukturnya.  Muatan negatif ini akan dinetralisir oleh logam alkali atau alkali tanah.

Struktur zeolit merupakan polimer kristal anorganik didasarkan kerangka tetrahedral yang diperluas tak terhingga dari AlO₄ dan SiO₄ dan dihubungkan satu dengan lainnya melalui pembagian bersama ion oksigen (Sutarti et al, 1994),

Gambar 2. Struktur kerangka zeolit (Sutarti et al, 1994)

Jika zeolit didasarkan pada satu unit sel Kristal dapat dituliskan sebagai :

Mx/n [(AlO₂)x(SiO₂)y].wH₂O

Dimana : n : valensi dari kation M

                        w : jumlah molekul air per unit sel

                        x dan y : jumlah total tetrahedral per unit sel

Biasanya y/x bernilai 1-5, tetapi zeolit dengan silika tinggi harga y/x dibuat hingga 10-100 atau bahkan lebih tinggi. Banyak kristal zeolit baru telah disintesis dan memenuhi beberapa fungsi penting dalam industri kimia dan minyak bumi dan juga dipakai sebagai produk seperti deterjen. Zeolit yang telah diketahui mencapai lebih dari 150 tipe zeolit sintetik dan 40 mineral zeolit. 

Beberapa jenis zeolit berdasarkan rasio Si/Al antara lain, zeolit silika rendah dengan perbandingan Si/Al 1-1,5 memiliki konsentrasi kation paling tinggi, dan mempunyai adsorpsi yang optimum, contoh silika rendah adalah zeolit A dan X; zeolit silika sedang, yang mempunyai perbandingan Si/Al adlah 2-5, contoh zeolit jenis ini adalah mordernit, erionit, klinoptilolit, zeolit Y; zeolit silika tinggi, dengan perbandingan kadar Si/Al antara 10-100, bahkan lebih contohnya adalah ZMS-5.

Klasifikasi dan ilustrasi struktur zeolit berdasarkan unit terkecilnya dibuat oleh Meyer (1967) untuk memudahkan penggambaran bentuk zeolit. Secara garis besar klasifikasi unit penyusun kerangka dasar dari Kristal zeolit adalah :

1. Unit pembangun primer, merupakan unit pembangun terkecil penyusun kerangka zeolit yang terdiri tetrahedral TO₄ (T = Si atau Al) yang membentuk suatu rangkai dengan setiap atom oksigen berbagi tetrahedral.
2. Unit pembangun sekunder, merupakan gabungan dari beberapa tetrahedral TO₄membentuk cincin tunggal, cincin ganda dan bentuk yang kompleks. Seperti bentuk cincin empat tunggal (S₄R), cincin enam tunggal (S₆R), cincin enam ganda (D₆R).
3. Unit pembangun tersier, merupakan gabungan dari beberapa unit sekunder yang berkaitan dengan menggunakan tiap satu atom secara bersamaan sebagai sudut dua tetrahedral, membentuk suatu polyhedral yang merupakan struktur Kristal zeolit.

Struktur zeolit merupakan gabungan dari beberapa unti pembangun sekunder yang tersusun sehingga membentuk rongga-rongga dan saluran. Rongga-rongga dan saluran ini berisikan kation dan molekul air. Kation-kation bergerak bebas dalam rongga zeolit sehingga kation tersebut digantikan dengan kation lain tanpa merusak struktur zeolit. Molekul air juga dapat bergerak bebas dalam rongga, maka zeolit dapat menyerap air secara reversibel (Sutarti et al, 1994).

6. Regenerasi Zeolit

Regenerasi dengan metode pencucian menggunakan pelarut lebih ramah lingkungan karena menghindari emisi SO_xyang didegenerasi dari metode regenerasi oksidatif dan H₂S dari metode regenerasi reduktif. Metode ini selektif untuk pemurnian komponen hidrokarbon karena senyawa olefin maupun aromatik tidak bereaksi dengan aseton pada kondisi yang sama (Velu et al., 2003). Menurut Dai et al.(2008) mengatakan bahwa produk reaksi yang teradsorb dalam material berpori dapat dicuci dengan aseton pada temperatur kamar.

7. Modifikasi Zeolit

Pertukaran ion ini dapat berlangsung pada temperatur kamar (Dai et al., 2008). Adsorpsi menggunakan zeolit yang dimodifikasi dengan logam seperti Ni²⁺, Cu⁺, Zn²⁺ dan logam lainnya bertujuan untuk mengoptimalkan adsorpsi. Adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi kimia. Zeolit membentuk kompleks π dengan cincin tiopen. Ion Ni²⁺dapat membentuk ikatan σ dengan orbital s kosong, dan orbital d dapat mendonasikan kerapatan elektron kepada orbital  π* dari cincin sulfur (Sutarti et al, 1994).

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya