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

- Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul , 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

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

- Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul , 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

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

Ilmu Kimia Kebaikan dan Fungsi Kolagen untuk peremajaan dan Kecantikan Kulit wanita (Manfaat kolagen untuk kesehatan) blog kimia

- Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul , Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Kimia Biologi, Artikel Reaksi Kimia, Artikel Rekayasa Kimia, Artikel Senyawa Kimia, Artikel Teknologi 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 Kebaikan dan Fungsi Kolagen untuk peremajaan dan Kecantikan Kulit wanita (Manfaat kolagen untuk kesehatan) blog kimia
link : Ilmu Kimia Kebaikan dan Fungsi Kolagen untuk peremajaan dan Kecantikan Kulit wanita (Manfaat kolagen untuk kesehatan) blog kimia

Teori kimia kesehatan dan kecantikan - Kolagen merupakan salah satu jenis dari protein dan mempunyai peran penting dalam tubuh makhluk hidup. Peran kolagen dalam tubuh makhluk hidup antara lain membantu penyembuhan luka, mengurangi masalah lambung, membantu pembentukan tulang rawan, dan untuk mempercantikan kulit  (Harold et al, 2003).

Manfaat kolagen untuk kecantikan kulit antara lain adalah menjaga kesehatan kulit.  Struktur tri-spiralpada kolagen mampu menyimpan 30 % air dalam kulit dengan baik sehingga kelembutan dan kelembaban kulit terjaga. Kolagen juga dapat mengembalikan elastisitas  kulit. Kolagen mampu menembus pori-pori kulit dan bekerja efektif pada lapisan dermis untuk memperbaiki sel kulit yang rusak sehingga memulihkan elastisitas kulit. 

Selain fungsinya diatas, manfaat lain dari kolagen bagi kulit adalah untuk mencerahkan dan menghilangkan bintikbintik pada kulit yakni dengan cara menjadikan sel kulit lebih tersusun rapat, menghilangkan pigmen hitam dan toksin yang terkumpul di bawah kulit. Selain itu, kolagen juga dapat melindungi kulit dari radikal bebas karena kolagen dapat menjadi senyawa antioksidan. (Anonim, 2008). 

Kolagen dapat ditemukan pada jaringan dermis kulit, tulang rawan, urat daging, dan pembuluh darah.  Pada ikan kolagen terdapat pada hampir seluruh bagian tubuhnya antara lain sisik, tulang, kepala, dan urat daging.

Gambar 1. Morfologi ikan.

Asam-asam amino penyusun kolagen merupakan asam-asam amino esensial yaitu alanin, arginin, lisin, glisin, prolin, dan hiroksiprolin. Asam-asam amino tersebut menyebabkan kolagen mempunyai daya renggang yang kuat dan bentuk yang spesifik.

Kolagen akan membentuk heliks tiga rantai dengan panjang 3000 Å dan diameter 15 Å  Satu dari tiga asam amino dalam rantai peptida adalah glisin dengan prosentase 30 %. Kandungan glisin dan susunan yang teratur memberikan peran penting, sebab dengan adanya gugus R yang relatif kecil menyebabkan ketiga heliks membentuk ikatan hidrogen sangat kuat satu sama lain. Prolin merupakan satu-satunya asam amino umum dengan gugus amino sekunder bersama hiroksiprolin, kedua senyawa ini terdapat dalam kolagen dengan prosentase 25 %. Prolin mempunyai lima cincin akan menghalangi pemadatan struktur α-heliks dan menyebabkan pilinan heliks menjadi kurang ketat (Harold et al, 2003).

Gambar 2. Struktur molekul kolagen.

Rumus molekul dari kolagen adalah C₄H₆N₂O₃R₂^.(C₇H₉N₂O₂R)_n. Dari segi medis kolagen berperan penting di bidang kulit, ortopedi, kesehatan gigi, dan bedah. Sedangkan dari segi kosmetika kolagen sangat penting untuk menjaga elastisitas dan hidrasi kulit sehingga mampu mencegah penuaan kulit. Kolagen mampu menembus pori kulit dan bekerja efektif di lapisan demis kulit. Selain itu kolagen dapat diserap melalui dinding intestinal ke dalam aliran darah  kemudian mengalir langsung ke jaringan penghubung, pendukung, dan jaringan-jaringan lainnya. Kolagen dengan berat molekul

3000-5000 Da (Robins, 1983). 

Teori kimia kesehatan dan kecantikan - Kolagen merupakan salah satu jenis dari protein dan mempunyai peran penting dalam tubuh makhluk hidup. Peran kolagen dalam tubuh makhluk hidup antara lain membantu penyembuhan luka, mengurangi masalah lambung, membantu pembentukan tulang rawan, dan untuk mempercantikan kulit  (Harold et al, 2003).

Manfaat kolagen untuk kecantikan kulit antara lain adalah menjaga kesehatan kulit.  Struktur tri-spiralpada kolagen mampu menyimpan 30 % air dalam kulit dengan baik sehingga kelembutan dan kelembaban kulit terjaga. Kolagen juga dapat mengembalikan elastisitas  kulit. Kolagen mampu menembus pori-pori kulit dan bekerja efektif pada lapisan dermis untuk memperbaiki sel kulit yang rusak sehingga memulihkan elastisitas kulit. 

Selain fungsinya diatas, manfaat lain dari kolagen bagi kulit adalah untuk mencerahkan dan menghilangkan bintikbintik pada kulit yakni dengan cara menjadikan sel kulit lebih tersusun rapat, menghilangkan pigmen hitam dan toksin yang terkumpul di bawah kulit. Selain itu, kolagen juga dapat melindungi kulit dari radikal bebas karena kolagen dapat menjadi senyawa antioksidan. (Anonim, 2008). 

Kolagen dapat ditemukan pada jaringan dermis kulit, tulang rawan, urat daging, dan pembuluh darah.  Pada ikan kolagen terdapat pada hampir seluruh bagian tubuhnya antara lain sisik, tulang, kepala, dan urat daging.

Gambar 1. Morfologi ikan.

Asam-asam amino penyusun kolagen merupakan asam-asam amino esensial yaitu alanin, arginin, lisin, glisin, prolin, dan hiroksiprolin. Asam-asam amino tersebut menyebabkan kolagen mempunyai daya renggang yang kuat dan bentuk yang spesifik.

Kolagen akan membentuk heliks tiga rantai dengan panjang 3000 Å dan diameter 15 Å  Satu dari tiga asam amino dalam rantai peptida adalah glisin dengan prosentase 30 %. Kandungan glisin dan susunan yang teratur memberikan peran penting, sebab dengan adanya gugus R yang relatif kecil menyebabkan ketiga heliks membentuk ikatan hidrogen sangat kuat satu sama lain. Prolin merupakan satu-satunya asam amino umum dengan gugus amino sekunder bersama hiroksiprolin, kedua senyawa ini terdapat dalam kolagen dengan prosentase 25 %. Prolin mempunyai lima cincin akan menghalangi pemadatan struktur α-heliks dan menyebabkan pilinan heliks menjadi kurang ketat (Harold et al, 2003).

Gambar 2. Struktur molekul kolagen.

Rumus molekul dari kolagen adalah C₄H₆N₂O₃R₂^.(C₇H₉N₂O₂R)_n. Dari segi medis kolagen berperan penting di bidang kulit, ortopedi, kesehatan gigi, dan bedah. Sedangkan dari segi kosmetika kolagen sangat penting untuk menjaga elastisitas dan hidrasi kulit sehingga mampu mencegah penuaan kulit. Kolagen mampu menembus pori kulit dan bekerja efektif di lapisan demis kulit. Selain itu kolagen dapat diserap melalui dinding intestinal ke dalam aliran darah  kemudian mengalir langsung ke jaringan penghubung, pendukung, dan jaringan-jaringan lainnya. Kolagen dengan berat molekul

3000-5000 Da (Robins, 1983). 

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

Ilmu Kimia Hukum-hukum tentang Gas Ideal (Hukum Boyle, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gas Lussac) blog kimia

- Selamat datang di blog yang membahas seputar ilmu Kimia, pada artikel yang anda baca saat ini berjudul , Kami mencoba untuk membuat artikel ini secara lengkap dan jelas untuk pengetahuan dan menambah wawasan kita bersama. Semoga apa yang kami tuliskan di Artikel Hukum Gas Ideal, Artikel Hukum Kimia, 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 Hukum-hukum tentang Gas Ideal (Hukum Boyle, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gas Lussac) blog kimia
link : Ilmu Kimia Hukum-hukum tentang Gas Ideal (Hukum Boyle, Hukum Gay Lussac, Hukum Boyle-Gas Lussac) blog kimia

Teoriilmukimia - Hukum-hukum gas ideal diantaranyaHukum boyle, Hukum Charles, Hukum Gay lussac. Teori kinetik gas memberikan jembatan antara tinjauan gas secara mikroskopik dan makrokospik. Hukum-hukum gas seperti hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac, menunjukkan hubungan antara besaran-besaran makrokospik dari berbagai macam proses serta perumusannya. Kata kinetik berasal dari adanya anggapan bahwa molekul-molekul gas selalu bergerak.

Hukum-Hukum Gas Ideal

1. Hukum Boyle

Pada abad ketujuh belas, Robert Boyle, seorang fisikawan dari Inggris, mempelajari perilaku gas secara sistematis dan kuantitatif. Robert Boyle melakukan penelitian mengenai hubungan antara tekanan terhadap volume dari sampel gas. Hasil percobaan Boyle menyatakan bahwa

Tekanan dari Sejumlah Tetap Suatu Gas Pada Suhu yang Dijaga Konstan adalah Berbanding Terbalik dengan Volumenya.

Sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut.

p₁V₁ = p₂V₂

Keterangan:

p₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)

p₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

V₁ : volume gas pada keadaan 1 (m³)

V₂ : volume gas pada keadaan 2 (m³)

Grafik 1. Hubungan volume dan tekanan gas pada suhu konstan (Isotermal).

Jika dibuat grafik, maka akan menghasilkan sebuah kurva yang disebut kurva isotermal. Perhatikan gambar diatas. Kurva isotermal merupakan kurva yang bersuhu sama.

2. Hukum Charles

Hukum Charles dikemukakan oleh fisikawan Prancis bernama Jacques Charles. Charles menyatakan.

Bahwa Jika Tekanan Gas yang Berada dalam Bejana Tertutup Dipertahankan Konstan, Maka Volume Gas Sebanding Dengan Suhu Mutlaknya

Sehingga  diperoleh persamaan sebagai berikut,

Keterangan:

V₁ : volume gas pada keadaan 1 (m³)

V₂ : volume gas pada keadaan 2 (m³)

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)

T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

Grafik 2 Hubungan volume dan suhu gas pada tekanan konstan (Isobarik)

Apabila hubungan antara volume dan suhu pada hukum Charles kita lukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut  kurva isobarik yang artinya bertekanan sama.

3. Hukum Gay Lussac

Hukum Gay Lussac dikemukakan oleh kimiawan Perancis bernama Joseph Gay Iussac. Gay Lussac menyatakan

Bahwa Jika Volume Gas yang Berada dalam Bejana Tertutup Dipertahankan Konstan, Maka Tekanan Gas Sebanding Dengan Suhu Mutlaknya

Sehingga  diperoleh persamaan sebagai berikut,

Keterangan:

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)

T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

p₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)

p₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

Grafik 3 Hubungan tekanan dan suhu gas pada volume konstan (Isokhorik)

Apabila hubungan antara tekanan dan suhu gas pada hukum Gay Lussac dilukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut kurva isokhorik yang artinya volume sama.

3. Hukum Boyle-Gay Lussac

Apabila hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac digabungkan, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.

Persamaan di atas disebut hukum Boyle-Gay Lussac. Kita telah mempelajari hukum-hukum tentang gas, yaitu hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac. Namun, dalam setiap penyelesaian soal biasanya menggunakan hukum Boyle-Gay Lussac. Hal ini disebabkan hukum ini merupakan gabungan setiap kondisi yang berlaku pada hukum-hukum gas ideal.

Teoriilmukimia - Hukum-hukum gas ideal diantaranyaHukum boyle, Hukum Charles, Hukum Gay lussac. Teori kinetik gas memberikan jembatan antara tinjauan gas secara mikroskopik dan makrokospik. Hukum-hukum gas seperti hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac, menunjukkan hubungan antara besaran-besaran makrokospik dari berbagai macam proses serta perumusannya. Kata kinetik berasal dari adanya anggapan bahwa molekul-molekul gas selalu bergerak.

Hukum-Hukum Gas Ideal

1. Hukum Boyle

Pada abad ketujuh belas, Robert Boyle, seorang fisikawan dari Inggris, mempelajari perilaku gas secara sistematis dan kuantitatif. Robert Boyle melakukan penelitian mengenai hubungan antara tekanan terhadap volume dari sampel gas. Hasil percobaan Boyle menyatakan bahwa

Tekanan dari Sejumlah Tetap Suatu Gas Pada Suhu yang Dijaga Konstan adalah Berbanding Terbalik dengan Volumenya.

Sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut.

p₁V₁ = p₂V₂

Keterangan:

p₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)

p₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

V₁ : volume gas pada keadaan 1 (m³)

V₂ : volume gas pada keadaan 2 (m³)

Grafik 1. Hubungan volume dan tekanan gas pada suhu konstan (Isotermal).

Jika dibuat grafik, maka akan menghasilkan sebuah kurva yang disebut kurva isotermal. Perhatikan gambar diatas. Kurva isotermal merupakan kurva yang bersuhu sama.

2. Hukum Charles

Hukum Charles dikemukakan oleh fisikawan Prancis bernama Jacques Charles. Charles menyatakan.

Bahwa Jika Tekanan Gas yang Berada dalam Bejana Tertutup Dipertahankan Konstan, Maka Volume Gas Sebanding Dengan Suhu Mutlaknya

Sehingga  diperoleh persamaan sebagai berikut,

Keterangan:

V₁ : volume gas pada keadaan 1 (m³)

V₂ : volume gas pada keadaan 2 (m³)

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)

T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

Grafik 2 Hubungan volume dan suhu gas pada tekanan konstan (Isobarik)

Apabila hubungan antara volume dan suhu pada hukum Charles kita lukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut  kurva isobarik yang artinya bertekanan sama.

3. Hukum Gay Lussac

Hukum Gay Lussac dikemukakan oleh kimiawan Perancis bernama Joseph Gay Iussac. Gay Lussac menyatakan

Bahwa Jika Volume Gas yang Berada dalam Bejana Tertutup Dipertahankan Konstan, Maka Tekanan Gas Sebanding Dengan Suhu Mutlaknya

Sehingga  diperoleh persamaan sebagai berikut,

Keterangan:

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)

T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

p₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)

p₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

Grafik 3 Hubungan tekanan dan suhu gas pada volume konstan (Isokhorik)

Apabila hubungan antara tekanan dan suhu gas pada hukum Gay Lussac dilukiskan dalam grafik, maka hasilnya tampak seperti pada gambar diatas. Kurva yang terjadi disebut kurva isokhorik yang artinya volume sama.

3. Hukum Boyle-Gay Lussac

Apabila hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay Lussac digabungkan, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.

Persamaan di atas disebut hukum Boyle-Gay Lussac. Kita telah mempelajari hukum-hukum tentang gas, yaitu hukum Boyle, Charles, dan Gay Lussac. Namun, dalam setiap penyelesaian soal biasanya menggunakan hukum Boyle-Gay Lussac. Hal ini disebabkan hukum ini merupakan gabungan setiap kondisi yang berlaku pada hukum-hukum gas ideal.

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