Aswar Tahad Ari Susandy Sanjaya

## ISOTERM FREUNDLICH, MODEL KINETIKA DAN PENENTUAN LAJU REAKSI ADSORPSI BESI DENGAN ARANG AKTIF DARI AMPAS KOPI

## ISOTHERM FREUNDLICH, KINETICS MODEL AND DEFINITION RATE ADSORPTION OF Fe WITH ACTIVATED CARBON FROM COFFEE WASTE
Aswar Tahad, Ari Susandy Sanjaya* Program Studi  Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Mulawarman Jl. Sambaliung No. 9 Kampus Gunung Kelua, Samarinda – Kaltim, *email : ari.susandy@ft.unmul.ac.id

## ABSTRAK
Air sumur yang mengandung banyak besi akan membahayakan manusia. Penelitian adsorpsi Fe pada air sumur dengan  menggunakan  karbon  aktif.  Pada  penelitian  ini  ampas  kopi  digunakan  sebagai  bahan  untuk  membuat arang aktif, selanjutnya arang aktif tersebut digunakan untuk menurunkan kadar Fe. Adsorpsi Fe pada 400 rpm mencapai  optimum  pada  waktu  kontak  20  menit.  Sedangkan  pada  500  rpm  mencapai  nilai  optimum  pada  15 menit  dan  600  rpm  mencapai  optimum  pada  25  menit.  Isoterm  adsorpsi  yang  digunakan  adalah  isoterm Freundlich dengan R 2 pada 400 rpm adalah 0.983, pada 500 rpm adalah 0,985 serta pada 600 rpm adalah 0,797. Dari  persamaan  Freundlich  menunjukkan  laju  400  rpm  mempunyai  kemampuan  adsorpsi  yang  paling  baik dengan  nilai  kF  adalah  1.267.  Diperoleh  adsorpsi  Fe  dengan  arang  aktif  dari  ampas  kopi  pada  laju  400  rpm mengikuti model kinetika orde 0, sedangkan  pada laju 500 dan 600 rpm mengikuti kinetika orde 2.
Kata kunci: ampas kopi, besi (Fe), karbon aktif, adsorpsi

## ABSTRACT
Water  wells  that  contain  a  lot  of  iron  will  cause  harm  to  living  organisms,  especially  humans.  Adsorption research of Fe on well water using activated carbon. In this study, the coffee waste are used as materials for making charcoal, activated charcoal is subsequently used to reduce Fe. Adsorption of Fe at 400 rpm achieve optimum contact time of 20 minutes. While at 500 rpm achieve optimum value at 15 min and 600 rpm achieve optimum at 25 minutes. Isotherm adsorption used in this research is isothermal Freundlich with R 2 for 400 rpm is 0.983, of 500 rpm is 0.985 and for 600 rpm is 0.996. Freundlich equation shows the rate of 400 rpm has the best adsorption capability with kF value is 1,267. Retrieved Fe adsorption with activated charcoal from coffee waste  at  a  rate  of  400rpm  was  follow  the  kinetics  model  of  order  0,  whereas  the  rate  of  500  and  600  rpm followed the second-order kinetic.
Keywords: coffee waste, iron  (Fe), activated carbon, Adsorption

## 1. PENDAHULUAN
Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak  ada  satu  pun  mahluk  hidup  yang  berada  di planet  bumi  ini,  yang  tidak  membutuhkan  air.  Di dalam  sel  hidup,  baik  pada  tumbuh-tumbuhan ataupun  pada  hewan  (termasuk  di  dalamnya manusia)  akan  terkandung  sejumlah  air,  yaitu  lebih dari  75%  kandungan  sel  tumbuh–tumbuhan  atau lebih dari 67% kandungan sel hewan terdiri dari air.
Kelebihan  Fe  pada  air  dapat menimbulkan  bau dan warna pada air minum, seperti menyebabkan air menjadi  kemerah–merahan  dan  memberi  rasa  yang tidak enak pada minuman (Sutrisno, 2004)
Salah  satu  cara  yang  dapat  digunakan  untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan menggunakan  metode  arang  aktif.  Ampas  kopi adalah  bahan  yang  murah  dan  mudah  didapatkan serta  dapat  digunakan  untuk  mengurangi  kadar amonia,  nitrit  dan  nitrat  dalam  limbah  cair  industri tahu.  Ampas  kopi  termasuk  bahan  organik     yang
dapat  dibuat  menjadi  arang  aktif  untuk  digunakan sebagai  adsorben  atau  bahan  penyerap  (Sugiharto, 1987).  Bahan  baku  yang  berasal  dari  bahan  organik dapat  dibuat  menjadi  arang  aktif  karena  bahan  baku tersebut mengandung karbon. Arang aktif merupakan  suatu  padatan  berpori  yang  dihasilkan dari  bahan  yang  mengandung  karbon  dengan pemanasan  pada  suhu  tinggi.  Semakin  luas permukaan  arang  aktif  maka  daya  adsorpsinya semakin tinggi (Sembiring dan Sinaga, 2003).
Pada  penelitian  ini  ampas  kopi  digunakan sebagai  bahan  untuk membuat  arang  aktif. Selanjutnya  arang  aktif  tersebut  digunakan  untuk menurunkan  kadar  Fe.  Penelitan  ini  bertujuan  untuk menentukan model kinetika yang sesuai pada proses adsorpsi  Fe  dengan  melihat  daya  jerap  arang  aktif ampas  kopi  dalam  berbagai  kecepatan  pengadukan. Analisa  kinetika  didasarkan  pada  kinetika  orde  nol, orde satu dan orde dua.
Aswar Tahad Ari Susandy Sanjaya Isoterm  Freundlich,  Model  Kinetika  dan  Penentuan  Laju Reaksi Adsorpsi Besi dengan Arang Aktif dari Ampas Kopi

## Orde Nol
Suatu  reaksi  dikatakan  mempunyai  orde  nol  jika besarnya  laju  reaksi  tidak  dipengaruhi  oleh berapapun perubahan konsentrasi pereaksinya. Artinya seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi  tidak  akan  mempengaruhi  besarnya  laju reaksi.  Persamaan  linear  orde  reaksi  nol  dinyatakan dalam rumus sebagai berikut.
𝐶 𝐴 = 𝐶 𝐴0 − kt ………………...............................(1)

## Orde Satu
Reaksi  orde  satu  adalah  suatu  reaksi  yang kecepatannya  bergantung  hanyalah  pada  salah  satu zat  yang  bereaksi  atau  sebanding  dengan  salah  satu pangkat  reaktannya.  Persamaan  linear  orde  reaksi satu dinyatakan dalam rumus sebagai berikut [Bulut, Ozacar, Sengil, 2008].
ln 𝐶 𝐴 = −𝑘𝑡 + ln 𝐶 𝐴0 ………….......................... (2)

## Orde Dua
Reaksi  orde  dua  adalah  suatu  reaksi  yang kelajuannya  berbanding  lurus  dengan  hasil  kali konsentrasi  dua  reaktannya  atau    berbanding langsung  dengan  kuadrat  konsentrasi  salah  satu reaktannya.  Jika  mekanisme  adsorpsi  yang  terjadi adalah  reaksi  orde  dua  dimana  kecepatan  adsorpsi yang terjadi berbanding lurus dengan dua konsentrasi pengikutnya atau satu pengikut berpangkat  dua.  Laju  kinetika  adsorpsi  orde  dua dinyatakan  dalam  persamaan  linear  berikut  [Bulut, Ozacar, Sengil, 2008].
Keterangan : Xm = berat zat yang diadsorpsi m = berat adsorben (zeolit) Ce  = konsentrasi zat
Kemudian k dan n adalah konstanta asdsorbsi  yang nilainya  bergantung  pada  jenis  adsorben  dan  suhu adsorpsi. Bila dibuat kurva log (Xm/m) terhadap log Ce akan diperoleh persamaan linear.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium  dan  dilaksanakan  di  laboratorium Teknologi Kimia Fakultas Teknik dan di laboratorium Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mulawarman. Penelitian  ini  dilakukan  pada  tanggal  10  Oktober sampai 10 Desember 2014.
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  ampas  kopi,  HCl  0,1  M,  air  sumur,  dan aluminium foil.
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah furnace, alat gelas laboratorium, kertas saring, neraca analitik, AAS (atomic absorben spectrofotometri), pH meter dan batang pengaduk.

## Prosedur penelitian Pembuatan arang aktif
Ampas  kopi  dikeringkan  di  bawah  sinar matahari  selama  1  hari  kemudian  40  gram    ampas kopi  diarangkan  di  dalam  furnace  pada  suhu  450 0 C selama 45 menit. Setelah proses pengarangan selesai, ampas  kopi  didiamkan  dan  disimpan  di  dalam wadah.    Arang    aktif    direndam    dalam    larutan
1 − 1 = 𝑘𝑡 ……………………........................(3)
pengaktif HCl 0,1  M selama  48  jam dan  ditiriskan
𝐶𝐴 𝐶𝐴 0
Keterangan : C A =  Konsentrasi  A  pada  saat  t  =  t C A0 = Konsentrasi A pada saat t = 0 k      = Konstanta kinetika (menit-1) t       = Waktu (menit)

## Adsorpsi Isoterm Freundlich
Adsorpsi  zat  terlarut  (dari  suatu  larutan) pada padatan adsorben merupakan hal yang penting. Aplikasi  penggunaan  prinsip  ini  antara  lain penghilangan  warna  larutan  ( decolorizing )  dengan menggunakan  batu  apung  ( charcoal )  dan  proses pemisahan dengan
menggunakan teknik kromatografi.  Pendekatan  isoterm  adsorpsi  yang cukup  memuaskan  dijelaskan  oleh  H.  Freundlich. Menurut  Freundlich,  jika  y  adalah  berat  zat  terlarut per  gram  adsorben  dan  c  adalah  konsentrasi  zat terlarut  dalam  larutan.  Dari  konsep  tersebut  dapat diturunkan  persamaan  sebagai  berikut  (Mulyana, 2003) :
Xm/m      =  k.Ce 1/n ................................................(4) Log ( Xm/m) =  log k  + 1 /n . log Ce.....................(5)
dan dicuci dengan aquades hingga netral. Kemudian dikeringkan di oven pada suhu 100 0 C selama 4 jam untuk menghilangkan kadar airnya.

## Perhitungan Rendemen
Rendemen arang aktif dihitung dengan cara membandingkan  antara  bobot  bahan  baku  dengan bobot arang aktif setelah karbonisasi.
Rendemen (%) = 𝑎 x 100 % ...................................(6) 𝑏 Keterangan : a = bobot sampel yang diarangkan (g) b = bobot arang yang dihasilkan (g)

## Kadar air
Arang aktif ditimbang sebanyak 2 gram dimasukkan ke  dalam  cawan  porselin  yang  sebelumnya  telah ditimbang  dan  diketahui  beratnya.  Cawan  beserta arang  aktif  kemudian  dimasukkan  ke  dalam  oven yang  diatur  suhunya  pada  105 o C  selama  3  jam, kemudian didinginkan dan ditimbang massanya.
Kadar air = (𝑐−𝑑) 𝑥 100  % ...................................(7) 𝑐
𝑒
Keterangan : c = berat arang awal (g) d = berat contoh setelah dikeringkan (g)

## Kadar abu
Karbon  aktif  ditimbang  sebanyak  2  gram dimasukka ke dalam cawan porselin yang sebelumnya  telah  diketahui  beratnya.  Kemudian dipijarkan dalam  furnace pada suhu 600 o C selama 4 jam  atau  sampai  semua  menjadi  abu.  Cawan kemudian didinginkan dan ditimbang.
kadar abu =  𝑥 100 % ........................................(8) 𝑓
Keterangan : e= berat abu (g). f= berat arang kering pada saat awal (g).

## Penentuan waktu kontak optimum
Air  sumur  sebanyak  100  mL  dikontakkan dengan  1  gram  arang  aktif  berukuran  100  mesh dengan variasi waktu pengadukan 5,10,15,20 dan 25 menit.  Air  sumur  sebelum  dan  sesudah  dikontakkan dengan arang aktif diukur kadar Fe nya dengan AAS.

## Perhitungan penurunan kadar Fe
Persen    penurunan    Fe    dihitung  dengan rumus :
% penurunan = 𝐶𝑜−𝐶𝑒 𝑥 100 % ...........................(9)
𝐶𝑜
Keterangan : Co = konsentrasi awal Fe Ce = konsentrasi akhir Fe

## Penentuan reaksi orde nol
Penentuan  orde  nol  dilakukan  dengan regresi  linear  menggunakan  persamaan  (1).  Regresi linear  kinetika  orde  nol  pada  proses  adsorpsi  logam Fe  dengan  menggunakan  karbon  aktif  ampas  kopi ditentukan dengan memplotkan Ce (Fe akhir) dengan waktu kontak.

## Penentuan reaksi orde satu
Penentuan  orde  satu  dilakukan  dengan regresi  linear  menggunakan  persamaan  (2).  Regresi linear kinetika orde satu pada proses adsorpsi logam Fe  dengan  menggunakan  karbon  aktif  ampas  kopi ditentukan  dengan  memplotkan  ln  Ca/Ce  dengan waktu kontak.

## Penentuan reaksi orde dua
Penentuan  orde  dua  dilakukan  dengan regresi  linear  menggunakan  persamaan  (3).  Regresi linear  kinetika orde dua pada proses adsorpsi logam Fe  dengan  menggunakan  karbon  aktif  ampas  kopi ditentukan  dengan  memplotkan  1/Ce  dengan  waktu kontak.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 2 . Kualitas arang aktif
Arang  aktif  ampas  kopi  dikarakterisasi untuk  mengetahui  kualitasnya  meliputi  rendemen, kadar  air,  dan  kadar  abu.  Hasil  analisis  arang  aktif yang  diperoleh  dapat  dilihat  pada  Tabel  2.  Tabel  2 menunjukkan  bahwa  arang  aktif  dari  ampas  kopi telah  memenuhi  standar  mutu  arang  aktif  menurut SNI No. 06-3730 (1995). Penetapan rendemen arang aktif bertujuan  untuk  mengetahui jumlah arang aktif yang  dihasilkan  setelah  melalui  proses  karbonisasi (Pujiarti  dan  Gentur,  2005).  Jumlah  minimum maupun  maksimum  untuk  rendemen  setelah  melalui proses  karbonisasi  tidak  ditentukan  dalam  SNI. Penetapan kadar air bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis  arang  aktif.  Kadar  air  yang    diperoleh dari hasil penelitian relatif kecil. Hal ini menunjukkan  bahwa  kandungan  air  terikat  bahan baku yang dikarbonisasi lebih dahulu keluar sebelum diaktivasi  (Pujiarti  dan  Gentur,  2005).  Kadar  air yang  tinggi  dapat  menurunkan  mutu  arang  aktif karena  dapat  mengurangi  daya  serap  terhadap  gas atau  cairan.  Halangan  molekul-molekul  lain  untuk masuk  semakin  besar  dengan  semakin  besarnya molekul  air  di  dalam  karbon  aktif  (Sutawati  dalam Sari,  2007).  Penetapan  kadar  abu  arang  aktif bertujuan  untuk  mengetahui  kandungan  oksida logam  dalam  arang  aktif.  Kadar  abu  yang  tinggi dapat  menurunkan  mutu  arang  aktif  karena  semakin tinggi  kadar  abu  maka  semakin  banyak  pula kandungan  bahan  anorganik  yang  terdapat  dalam bahan  tinggi  (Pujiarti  dan  Gentur,  2005).  Kadar  abu yang  dihasilkan  pada  penelitian  ini  telah  memenuhi standar  mutu  arang  aktif.  Uji  iod  merupakan parameter untuk mengetahui kemampuan arang aktif dalam  menyerap  molekul-molekul  dengan  berat molekul  kecil  dan  zat  dalam  fasa  cair.  Semakin tinggi  angka  iod  maka  semakin  baik  arang  aktif dalam  menyerap  molekul  yang  kecil  atau  zat  dalam fasa  cair  (Cheremisinoff,  1987).  Daya  serap  arang aktif  terhadap  iodium  yang  dihasilkan  pada penelitian ini sebesar 761,4 mg/g. Daya serap iodium arang  aktif  ampas  kopi  telah  memenuhi  batas minimum syarat mutu arang aktif.
Penentuan Waktu Kontak Optimum Arang Aktif dari Ampas Kopi terhadap Penurunan Kadar Besi Pada Air Sumur Bor
Kontak optimum merupakan waktu pengadukan  campuran  arang  aktif  dengan  limbah cair tahu, dimana terjadi penurunan kadar besi pada
Parameter Standar Mutu SNI No. 06-3730- 1995 Hasil Analisa Rendemen - 62,06 % Kadar air Maksimum 15 % 11,89 % Kadar abu Maksimum 10 % 9,25 %
Tabel 1 . Tabel hasil pengamatan
air  sumur  paling  besar.  Pengadukan  dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk  bersinggungan  dengan  senyawa  serapan (Sembiring  dan  Sinaga,  2003).  Adsorpsi  besi  air sumur oleh arang aktif dari ampas kopi pada variasi waktu kontak 5, 10, 15, 20, 25 menit dengan   variasi kecepatan  400,  500,  600  rpm  seperti  ditunjukkan pada Gambar.
Gambar 1 . Kurva % penurunan Fe terhadap waktu kontak pada laju pengadukan 400 rpm
Gambar 2 . Kurva % penurunan Fe terhadap waktu kontak pada laju pengadukan 500 rpm
Gambar 3 . Kurva % penurunan Fe terhadap waktu kontak pada laju pengadukan 600 rpm
Dari Gambar diketahui bahwa penyerapan pada 400 rpm mencapai optimum pada waktu kontak 20  menit.  Sedangkan  pada  500  rpm  mencapai optimum  pada  15  menit  dan  600  rpm  mencapai optimum  pada  25  menit.  Pada  waktu  kontak  1-20 menit  terjadi  penurunan  kadar  besi  yang  signifikan. Arang yang sudah diaktifkan permukaannya menjadi lebih  luas  karena  telah  bebas  dari  deposit hidrokarbon dan pori-porinya telah terbuka sehingga mampu  mengadsorpsi  besi  (Lubis  dan  Nasution, 2002).  Apabila  waktu  pengadukan  diperpanjang, maka  arang  aktif  yang  telah  besi  secara  optimum akan  dilepas  kembali  ke  dalam  larutan  (air  sumur). Hal ini disebabkan arang aktif mempunyai kapasitas serap  maksimum  dalam  menyerap  besi.  Adsorpsi yang  terjadi  pada  arang  aktif  dengan  ampas  kopi merupakan  adsorpsi  fisik.  Peristiwa  adsorpsi  pada arang aktif terjadi karena adanya gaya Van der Walls yaitu  gaya  tarik-menarik  intermolekuler  antara molekul  padatan  dengan  solut  yang  diadsorpsi  lebih besar daripada gaya tarik-menarik sesama solute   itu
rpm T (min) Fe awal (Ca) Fe akhir (Ce) Fe teradsorpsi x/m Ce/(x/m) log(Ce) log (x/m) % penurunan Fe 400 5 13,652 1,023 12,629 1,2629 0,81004 0,009876 0,101369 0,925065924 10 13,652 0,978 12,674 1,2674 0,771659 -0,00966 0,102914 0,928362145 15 13,652 0,847 12,805 1,2805 0,66146 -0,07212 0,10738 0,937957808 20 13,652 0,006 13,646 1,3646 0,004397 -2,22185 0,135005 0,999560504 25 13,652 - - - - - - - 500 5 13,652 2,172 11,48 1,148 1,891986 0,33686 0,059942 0,840902432 10 13,652 0,697 12,955 1,2955 0,538016 -0,15677 0,112437 0,948945209 15 13,652 0,494 13,158 1,3158 0,375437 -0,30627 0,11919 0,963814826 20 13,652 - - - - - - - 25 13,652 - - - - - - - 600 5 13,652 3,87 9,782 0,9782 3,956246 0,587711 -0,00957 0,716525051 10 13,652 1,16 12,492 1,2492 0,928594 0,064458 0,096632 0,915030765 15 13,652 0,659 12,993 1,2993 0,507196 -0,18111 0,113709 0,951728684 20 13,652 0,438 13,214 1,3214 0,331467 -0,35853 0,121034 0,967916789 25 13,652 0,153 13,499 1,3499 0,113342 -0,81531 0,130302 0,988792851
sendiri  di  dalam  larutan,  maka  solute  akan terkonsentrasi  pada  permukaan  padatan.  Adsorpsi jenis  ini  tidak  bersifat site  spesific, dimana  molekul yang  teradsorpsi  bebas  untuk  menutupi  seluruh permukaan padatan.

## Isoterm Adsorpsi
Perubahan konsentrasi adsorbat oleh proses adsorpsi  sesuai  dengan  mekanisme  adsorpsinya dapat  dipelajari  melalui  penentuan  isoterm  adsorpsi. Isoterm  adsorpsi  yang  biasa  digunakan  adalah isoterm  Langmuir  dan  Freundlich.  Pengujian  model kesetimbangan  dilakukan  untuk  menentukan  model kesetimbangan  yang  sesuai  digunakan  pada  suatu penelitian. Penentuan model kesetimbangan tergantung  pada  harga  koefisien  determinan  (R 2 ) dengan  harga  yang  tinggi.  Kesetimbangan  adsorpsi merupakan  suatu  penjabaran  matematika  suatu kondisi isotermal yang khusus untuk setiap adsorben. Oleh  karena  itu,  untuk  masing-masing  bahan penyerap  (adsorben)  dan  bahan  yang  diserap (adsorbat) memiliki kesetimbangan adsorpsi tersendiri.
Tabel 3 . Tabel data isoterm Freundlich rpm t fe teradsorpsi c q 400 5 12,629 126,29 1,2629 10 12,674 126,74 1,2674 15 12,805 128,05 1,2805 20 13,646 136,46 1,3646 25 - - - 500 5 11,48 114,8 1,148 10 12,955 129,55 1,2955 15 13,158 131,58 1,3158 20 - - - 25 - - - 600 5 9,782 97,82 0,9782 10 12,492 124,92 1,2492 15 12,993 129,93 1,2993 20 13,214 132,14 1,3214 25 13,499 134,99 1,3499
Gambar 4 di bawah ini memberikan hasil garis lurus sehingga adsorpsi Fe dengan karbon aktif dari ampas kopi mengikuti persamaan isoterm Freundlich.
Isotermis  Freundlich  lebih  akurat  untuk adsorpsi logam berat. Dimana isothermis Freundlich merupakan  kelanjutan  dari  isothermis  Langmuir dengan  adsorpsi  fisika.  Persamaan  isoterm  adsorpsi Freundlich  didasarkan  atas  terbentuknya  lapisan monolayer  dari  molekul-molekul  adsorbat  pada permukaan adsorben. Namun pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben
bersifat heterogen. Model isoterm Freundlich pada logam Fe dapat dilihat pada gambar.
Gambar 4 .  Plot  data  q  vs  c  untuk  isoterm Freundlich
Gambar 4 . Kurva isoterm Freundlich pada 400 rpm
Gambar 5 . Kurva isoterm Freundlich pada 500 rpm
Gambar 6 . Kurva isoterm Freundlich pada 600 rpm
Tabel 4 . Harga konstanta Freundlich Harga konstanta Freundlich 400 rpm kf 1.267 1/n 0.014 500 rpm kf 1.238 1/n 0.095 600 rpm kf 1.177 1/n 0.098 Ditinjau  dari  nilai  R 2 ,  model  adsorpsi  ion Fe 2+ oleh  ampas  memenuhi  syarat  isotherm Freundlich  hal  ini  ditunjukan  dengan  nilai  R 2 yang mendekati  1.  Adsorpsi  ion  Fe 2+ oleh  ampas  kopi yang sesuai dengan pola isoterm adsorpsi Freundlich mengindikasikan  bahwa  adsorpsi  di  permukaan adsorben  terjadi  pada  situs-  situs  aktif  yang  bersifat heterogen.
Dilihat  dari  persamaan  garis  dari  kurva isoterm  Freundlich  dapat  ditentukan  kemampuan relatif dari ampas kopi dalam mengadsorpsi ion Fe 2+ , dan  dapat  ditentukan  kekuatan  interaksi  antara  ion Fe 2+ dengan  permukaan  ampas  kopi.  Persamaan linier isoterm Freundlich yaitu log Qe = log Kf + 1/n log  Ce,  yang  mana  kemampuan  relatif  dari  suatu adsorben dalam  mengadsorpsi adsorbat dapat dilihat dari  nilai  Kf,  semakin  besar  nilai  Kf  maka  semakin besar kemampuan suatu adsorben dalam mengadsorpsi,  begitu  juga  untuk  kekuatan  interaksi antara  adsorben  dan  adsorbat  dapat  dilihat  dari  nilai 1/n,  semakin  kecil  nilai  1/n  maka  semakin  kuat interaksi antara adsorben dengan adsorbat.
Pada  persamaan  Freundlich  kecepatan  400 rpm  dapat  diketahui  bahwa  kemampuan  adsorpsi relatif dari ampas kopi dalam mengadsorpsi ion Fe 2+ ditunjukkan  oleh  nilai  Kf,  yang  besarnya  1.267. Kekuatan  interaksi  antara  ion  Fe 2+ dengan  ampas kopi  ditunjukkan  dengan  nilai  1/n  yang   besarnya 0.014.  Pada  kecepatan  500  rpm  dapat  diketahui bahwa  kemampuan  adsorpsi  relatif  dari  ampas  kopi dalam  mengadsorpsi  ion  Fe 2+ ditunjukkan  oleh  nilai Kf,  yang  besarnya  1.238.  Kekuatan  interaksi  antara ion  Fe 2+ dengan  ampas  kopi  ditunjukkan  dengan nilai  1/n  yang  besarnya  0.095.  Pada  kecepatan  600 rpm  dapat  diketahui  bahwa  kemampuan  adsorpsi relatif dari ampas kopi dalam mengadsorpsi ion Fe 2+ ditunjukkan  oleh  nilai  Kf,  yang  besarnya  1.177. Kekuatan  interaksi  antara  ion  Fe 2+ dengan  ampas kopi  ditunjukkan  dengan  nilai  1/n  yang  besarnya 0.098.
adsorben dengan adsorbat menyebabkan adsorben dapat di recovery lebih mudah.

## Penentuan Model Kinetika Adsorpsi
Untuk  menentukan  mekanisme  dan  laju adsorpsi  suatu  media,  dibutuhkan  suatu  pendekatan dengan  model  kinetika  [Bulut,  Ozacar,    Sengil, 2008].  Penentuan  kinetika  adsorpsi  yang  sesuai untuk  adsorpsi  Fe  pada  air  sumur  merupakan  tujuan utama  dari  penelitian  ini.  Kinetika  adsorpsi  Fe  pada air sumur ditentukan melalui pengaruh variasi waktu kontak  dan  laju  pengadukan.  Waktu  kontak dilakukan  pada  5,  10,  15,  20,  25  menit  dan   laju pengadukan percobaan 400, 500, dan 600 rpm.

## Orde pada 400 rpm
Penentuan  orde  pada  400  rpm  dilakukan dengan  regresi  linear  menggunakan  persamaan  orde nol, orde satu dan orde dua.
Gambar 7. Model kinetika orde nol pada  400 rpm untuk berbagai variasi waktu
Gambar 8 . Model kinetika orde satu pada 400 rpm untuk berbagai variasi waktu
Dari  nilai  1/n  setiap  adsorben  diperoleh bahwa  nilai  1/n  pada  kecepatan  400  rpm  lebih  kecil dibandingkan  nilai  1/n  dengan  kecepatan  500  rpm dan  600  rpm,  ini  menunjukkan  bahwa  kekuatan interaksi (ikatan) yang terjadi antara ion Fe 2+ dengan permukaan  ampas  kopi  pada  400  rpm  lebih  kuat daripada  dengan  kecepatan  500  dan  600  rpm. Kekuatan  interaksi  (ikatan)  antara  adsorben  dengan adsorbat diperhitungkan untuk suatu proses recovery .   Kekuatan   interaksi   yang   lemah  antara
Gambar 9 . Model kinetika orde dua pada 400 rpm untuk berbagai variasi waktu

## Tabel 5 . Orde pada 400 rpm
Sehingga  adsorpsi  Fe  dengan  karbon  aktif  ampas kopi pada 400 rpm dapat dijelaskan mengikuti model kinetika orde 0 berdasarkan R 2 yang meendekati 1. Dari persamaan garis lurus y = mx + b dan persamaan orde nol (1) diketahui bahwa slope m = -k = -0.017, x = t (menit), b = 1.125 = Ca, dan y = Ce. sehingga dapat diturunkan ke rumus mencari k :
𝑘 = 𝐶𝑎 −𝐶𝑒 ............................................................(10)
𝑡
Dengan  memasukkan  nilai  t  dan  Ce  pada  rumus  di atas  maka  akan  dihasilkan  nilai  k  yang  mendekati nilai  slope  m  yaitu  0.0204.  nilai  yang  didapatkan tidak sama karena R 2 dari grafik di atas adalah 0.926.

## Orde pada 500 rpm
Penentuan  orde  pada  500  rpm  dilakukan dengan  regresi  linear  menggunakan  persamaan  orde nol, orde satu dan orde dua.
Gambar 12 . Model kinetika orde dua pada 500 rpm untuk berbagai variasi waktu
Tabel 6 . Orde pada 500 rpm Orde pada 500 rpm Keterangan Orde 0 Orde 1 Orde 2 Nilai R 2 0.839 0.912 0.98 Konstanta laju reaksi (k) -0.167 0.148 0.156
Sehingga  adsorpsi  Fe  dengan  karbon  aktif  ampas kopi pada 500 rpm dapat dijelaskan mengikuti model kinetika  orde  2  berdasarkan  berdasarkan  R 2 yang mendekati 1.
Dari persamaan garis lurus y = mx + b dan persamaan orde dua (3) diketahui bahwa slope m = k =  0.156,  x  =  t  (menit),  b  =  1/Ca  =  -0.257,  dan  y  = 1/Ce.  sehingga  dapat  diturunkan  ke  rumus  mencari k:
𝑘𝑡 = 1 − 1 ........................................................(11) 𝐶𝑒 𝐶𝑎
Gambar 10 . Model kinetika orde nol pada 500 rpm untuk berbagai variasi waktu
Gambar 11 . Model kinetika orde satu pada 500 rpm untuk berbagai variasi waktu
Dengan memasukkan nilai t dan 1/Ce pada rumus di atas  maka  akan  dihasilkan  nilai  k  yang  mendekati nilai slope m yaitu 0,143482 . nilai yang didapatkan tidak sama karena R 2 dari grafik di atas adalah 0.98.

## Orde pada 600 rpm
Penentuan  orde  pada  600  rpm  dilakukan dengan  regresi  linear  menggunakan  persamaan  orde nol, orde satu dan orde dua.
Gambar 13 . Model kinetika orde nol pada 600 rpm untuk berbagai variasi waktu Orde pada 400 rpm Keterangan Orde 0 Orde 1 Orde 2 Nilai R 2 0.926 0.906 0.916 Konstanta laju reaksi (k) -0.017 0.02 0.018
Gambar 14 . Model kinetika orde satu pada 600
rpm untuk berbagai variasi waktu
Gambar 15 .  Model       kinetika       orde        dua pada  600  rpm  untuk  berbagai  variasi waktu
Tabel 7 . Orde pada 600 rpm
Sehingga  adsorpsi  Fe  dengan  karbon  aktif  ampas kopi pada 600 rpm dapat dijelaskan mengikuti model kinetika orde 2 berdasarkan R 2 mendekati 1. Dari persamaan garis lurus y = mx + b dan persamaan orde dua (3) diketahui bahwa slope m = k =  0.125,  x  =  t  (menit),  b  =  1/Ca  = -0,379 ,  dan  y  = 1/Ce.  sehingga  dapat  diturunkan  ke  rumus  mencari k:
𝑘𝑡 = 1 − 1 ........................................................(14) 𝐶𝑒 𝐶𝑎
Gambar 16 .  Kurva  waktu  kontak  vs  konversi  Fe pada 400 rpm
Gambar 17 . Kurva waktu kontak vs konversi Fe pada 500 rpm
Gambar 18 . Kurva waktu kontak vs konversi Fe pada 600 rpm
Harga  konstanta  kinetika  (k)  diperoleh  dari slope  grafik  hubungan  antara  konversi  Fe  terhadap waktu  (menit).  Harga  konstanta  laju  adsorpsi  yang diperoleh dari variasi laju pengadukan  diperlihatkan
Dengan memasukkan nilai t dan 1/Ce pada rumus di atas  maka  akan  dihasilkan  nilai  k  yang  mendekati nilai  slope  m  yaitu 0,127 .  nilai  yang  didapatkan tidak sama karena R2 dari grafik di atas adalah 0.99.
Penentuan laju reaksi kinetika adsorpsi . Penentuan  laju  rekasi  kinetika  adsorpsi dilakukan  dengan  memplotkan  persen  konversi  Fe pada  berbagai  laju  pengadukan  dengan  waktu kontak.
pada Tabel di bawah ini.
Tabel 8 .   Kinetika  adsorpsi  pada  berbagai   variasi laju pengadukan Orde pada 600 rpm Keterangan Orde 0 Orde 1 Orde 2 Nilai R 2 0.863 0.958 0.999 Konstanta laju reaksi (k) -0.321 0.177 0.125
no rpm Ca Konstanta laju adsorpsi
(k) (menit -1 ) Orde (n) Laju reaksi (v) 1. 400 13,652 0.004 0 0.004 2. 500 13,652 0.012 2 2.23653 3. 600 13,652 0.011 2 2.05015
Berdasarkan  orde  reaksi  yang  diperoleh  dari setiap  variasi  laju  pengadukan  dapat  dihitung  laju reaksinya  dengan rumus  v =  𝑘[𝐶𝑎] 𝑛 .

## 4. KESIMPULAN
Adsorpsi  Fe  pada  400  rpm  mencapai  optimum pada  waktu  kontak  20  menit.  Sedangkan  pada  500 rpm mencapai optimum pada 15 menit dan 600 rpm mencapai optimum pada 25 menit
Dari  persamaan  Freundlich  menunjukkan  laju 400  rpm  mempunyai  kemampuan  adsorpsi  yang paling bagus dengan nilai Kf adalah 1.267. Kekuatan interaksi  antara  ion  Fe 2+ dengan  ampas  kopi ditunjukkan dengan nilai 1/n yang besarnya 0.014.
Adsorpsi Fe dengan arang aktif dari ampas kopi pada laju 400 rpm mengikuti model  kinetika orde 0, sedangkan  pada  laju  500  dan  600  rpm  mengikuti kinetika orde 2

## DAFTAR PUSTAKA
Mulyana,  L.,  Pradiko,  H.  dan  Nasution,  K.,  2003. Pemilihan  Persamaan  Adsorpsi  Isotherm Pada  Penentuan  Kapasitas  Adsorpsi  Kulit Kacang  Tanah  Terhadap  Zat  Warna Remazol  Golden  Yellow  6 ,  Infomatek Teknik  Lingkungan,  Fakultas  Teknik  – Universitas Pasundan.
Murni H. dan Eko S, 2009. Uji Persamaan Langmuir Dan  Freundlich  Pada  Penyerapan  Limbah Chrom  (VI)  Oleh  Zeolit ,  Pusat  Penelitian Metalurgi – LIPI, Tangerang.
Erika  Mulyana  Gultom  dan  M.  Turmuzi,  2014. Aplikasi  Karbon  Aktif  Dari  Cangkang Kelapa  Sawit  Dengan  Aktivator  H 3 PO 4 Untuk  Penyerapan  Logam  Berat  Cd  Dan Pb ,  Lubis  Departemen  Teknik  Kimia, Fakultas  Teknik,  Universitas    Sumatera Utara .
Ni Made Shinta Megawati, Anak Agung Bawa Putra, dan  James  Sibarani,  2013. Pemanfaatan Arang  Batang  Pisang  (Musa  Paradisiacal)
Untuk Menurunkan Kesadahan
Air , Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran.
Iriany,  Krisnawati  and  Jasinda,  2013. Adsorption  of Heavy  Metal  Iron  Fe(III)  using  Activated Powdered  Duck  Eggshell  Adsorbent , Department  of  Chemical  Engineering, Universitas Sumatera Utara.
Irmanto,  Suyata,  2009. Penurunan  Kadar  Amonia, Nitrit,  dan  Nitrat  Limbah  Cair  Industri Tahu  Menggunakan  Arang  Aktif    Dari Ampas Kopi ,  Program Studi Kimia, Jurusan
MIPA Fakultas Sains dan Teknik UNSOED, Purwokerto. Selfina  Haniko,  2010. Studi  Adsorpsi  Ion  Ca2+ Menggunakan Adsorben Arang Kayu Matoa (Pometia  Pinnata)  Untuk  Menurunkan Kesadahan  Air ,  Fakultas  MIPA  jurusan kimia, Universitas Negri Papua.
I  Dewa  Gede  Dwi  Prabhasastra  Kusuma,  Ni  Made Wiratini,  dan  I  Gusti  Lanang  Wiratma, 2014 . Isoterm Adsorpsi Cu2+ Oleh Biomassa Rumput Laut Eucheuma Spinosum , Jurusan Pendidikan Kimia Universitas  Pendidikan  Ganesha  Singaraja, Indonesia.