Language
Country/Area
No result found
Tarian molekular: Bagaimana penyerapan terjadi secara diam-diam di alam?
Adsorpsi adalah proses di mana atom, ion, atau molekul suatu zat dalam gas, cairan, atau padatan terlarut melekat pada suatu permukaan. Proses ini membentuk lapisan tipis yang disebut adsorbat pada permukaan adsorben. Adsorpsi berbeda dengan penyerapan, di mana cairan (absorben) dilarutkan atau ditembuskan ke dalam cairan atau padatan (absorben). Adsorpsi adalah fenomena permukaan dan jelas dibedakan dari penyerapan.
Pengoperasian banyak sistem alami dan buatan manusia bergantung pada efek halus dari fenomena adsorpsi, termasuk adsorpsi polutan dari udara dan pemurnian air.
Proses adsorpsi dapat dibagi menjadi adsorpsi fisik (physisorption) dan adsorpsi kimia (chemisorption). Adsorpsi fisik terutama disebabkan oleh gaya van der Waals yang lemah, sedangkan adsorpsi kimia melibatkan ikatan kovalen yang kuat. Proses ini juga dapat terjadi karena tarikan elektrostatik. Sifat adsorpsi dapat memengaruhi struktur adsorbat; misalnya, penyerapan fisik polimer dari larutan dapat mengakibatkan struktur yang tergencet pada permukaan. Proses ini tidak hanya terjadi di alam, tetapi juga digunakan secara luas dalam industri, seperti katalis hibrida, karbon aktif, pendingin penyerapan, dan pemurnian air.
Dalam industri farmasi, penyerapan juga digunakan untuk memperpanjang paparan sistem saraf terhadap obat-obatan tertentu, yang merupakan aplikasi yang kurang dikenal.
Isoterm penyerapan
Penyerapan gas dan zat terlarut biasanya dijelaskan oleh isoterm, yaitu hubungan antara jumlah adsorbat pada adsorben dan tekanannya (untuk gas) atau konsentrasinya (untuk zat terlarut cair) pada suhu konstan. Lima belas model isoterm yang berbeda telah dikembangkan sejauh ini, salah satu yang paling awal diusulkan oleh Freundlich pada tahun 1906.
Model Freundlich
Isoterm Freundlich didasarkan pada rumus empiris yang melibatkan massa adsorben, massa adsorbat, dan tekanannya, yang secara ringkas menggambarkan perubahan dalam proses adsorpsi. Meskipun rumus ini tidak dapat sepenuhnya menggambarkan isoterm secara akurat dalam kondisi tertentu, rumus ini menandai langkah maju yang penting dalam penelitian adsorpsi.
Model Langmore
Pada tahun 1918, Langmuir telah mengembangkan model isoterm semi-empiris berdasarkan termodinamika statistik, yang memiliki berbagai macam aplikasi. Asumsi utama model ini adalah bahwa semua lokasi adsorpsi adalah ekuivalen dan bahwa satu lokasi hanya dapat menampung satu molekul. Meskipun asumsi ini belum tentu benar dalam kenyataan, model Langmuir tetap menjadi pilihan yang lebih disukai untuk sebagian besar model adsorpsi.
Mekanisme adsorpsi Langmuir menunjukkan bahwa molekul gas dapat membentuk kesetimbangan dengan lokasi adsorpsi dan mengadsorpsi dan melepaskan pada konstanta laju tertentu.
Model BET
Seiring berjalannya waktu, para ilmuwan telah menemukan bahwa molekul yang diadsorpsi sering kali tidak berada dalam satu lapisan, tetapi dapat membentuk beberapa lapisan. Pada tahun 1938, Bruner, Emmett, dan Taylor memperkenalkan teori BET untuk menjelaskan fenomena ini. Teori ini memodifikasi mekanisme Langmuir, dapat menganalisis proses adsorpsi multilapis, dan memberikan model matematika yang lebih akurat.
Sifat termodinamika adsorpsi
Konstanta adsorpsi merupakan konstanta kesetimbangan dan karenanya mengikuti persamaan van't Hoff. Persamaan ini menunjukkan hubungan antara panas adsorpsi (ΔH) dan konstanta kesetimbangan adsorpsi (K), sehingga mengungkap karakteristik termodinamika dari proses adsorpsi. Dengan cara ini, para ilmuwan mampu memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme penyerapan dan dampaknya pada sistem.
Seiring kita mempelajari lebih dalam fenomena penyerapan, kita mulai menyadari pentingnya fenomena ini dalam berbagai proses alami dan buatan.
Penyerapan memainkan peran yang sangat penting dalam ekosistem, proses industri, dan kehidupan sehari-hari. Ketika kita memikirkan tentang aplikasi teknologi dari fenomena ini dan dampaknya terhadap lingkungan, kita tidak dapat tidak bertanya: Bagaimana penyerapan dapat menciptakan lebih banyak kemungkinan bagi kita antara pengembangan teknologi baru dan pemeliharaan keseimbangan ekologi?
