destilasi sederhana
PENDAHULUANA. LATAR BELAKANGDestilasi merupakan suatu proses
pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarkan pada titik
didih. Secara sederhana destisi dilakukan dengan
memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan
kembali supaya jadi cair dengan bantuan kondensor. Destilasi
digunakan untuk memurnikan zat cair, yang didasarkan atas perbedaan
titik didih cairan. Pada proses ini cairan berubah menjadi uap. Uap
ini adalah zat murni. Kemudian uap ini didinginkan pada pendingin
ini, uap mengembun manjadi cairan murni yang disebut destilat.
Destilat dapat digunakan untuk memperoleh pelarut murni dari
larutan yang mengandung zat terlarut misalnya destilasi air laut
menjadi air murni .
Destilasi adalah suatu proses pemurnian yang didahului dengan
penguapan senyawa cair dengan cara memanaskannya, kemudian
mengembunkan uap yang terbentuk. Prinsip dasar dari destilasi
adalah perbedaan titik didih dari zat-zat cair dalam campuran zat
cair tersebut sehingga zat (senyawa) yang memiliki titik didih
terendah akan menguap lebih dahulu, kemudian apabila didinginkan
akan mengembun dan menetes sebagai zat murni (destilat). Destilasi
digunakan untuk memurnikan zat cair, yang didasarkan atas perbedaan
titik didih cairan. Pada proses ini cairan berubah menjadi uap. Uap
ini adalah zat murni. Kemudian uap ini didinginkan pada pendinginan
ini, uap mengembun manjadi cairan murni yang disebut destilat.
B. TUJUANTujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai
berikut :
1. Mengetahui definisi dari destilasi biasa
3. Mengetahui produk yang dihasilkan serta alat yang digunakan
dalam destilasi biasa
4. Memahami treatment dan proses destilasi biasa dan
5. Menghetahui aplikasi destilasi biasa pada skala laboratorium
dan skala industri.
PEMBAHASAN2.1 Sejarah DestilasiDistilasi pertama kali ditemukan
oleh kimiawan Yunani sekitar abad pertama masehi yang akhirnya
perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya permintaan akan
spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan
rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang
telah berhasil menggambarkan secara akurat tentang proses
distilasi.
Pada sekitar abad ke-4 Bentuk modern distilasi pertama kali
ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan
Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol menjadi
senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini
menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi
skala mikro, The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh
Jabir Ibnu Hayyan (721-815) yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir
menyebutkan tentang uap anggur yang dapat terbakar, ia juga telah
menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang bahkan masih
banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan
diuraikan dengan jelas oleh Al-Kindi (801-873).2.2 Definisi
DestilasiDestilasi atau penyulingan adalah suatu metode
pemisahanbahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan
menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik
pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam
penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini
kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang
memiliki titik
didihlebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan
termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan
proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan,
masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model
ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton.
Destilasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk memisahkan
dan memurnikan cairan. Destilasi terdiri dari pemanasan cairan
sampai pada titik didihnya, penghantaran uap pada alat pendingin
dimana terjadi kondensasi dan mengambil zat yang telah
terkondensasi.
Destilasi juga merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan
uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi
destilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan
komponen-komponennya yang terdapat dalam salah satu larutan atau
campuran dan bergantung pada distribusi komponen-komponen tersebu
antara fasa uap dan fasa air. Syarat utama dalam operasi pemisahan
komponen- komponen dengan cara destilasi adalai komposisi uap harus
berbeda dengan komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan
larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat
menguap.
Bila zat non volatil dilarutkan ke dalam suatu zat cair tersebut
akan turun. Hukum raoult menyataka bahwa tekanan masing-masing
komponen berbanding langsung dengan fraksi molnya.
Apabila yang didinginkan adalah bagian campuran yang tidak
teruapkan dan bukan destilatnya, maka proses tersebut biasanya
dinamakan pengentalan dengan evaporasi. Dalam hal ini sering kali
bukan pemisahan yang sempurna yang dikehendaki, melainkan
peningkatan konsentrasi bahan-bahan yang terlarut dengan cara
menguapkan sebagian dari pelarut. Sering kali destilasi digunakan
semta-mata
sebagai tahap awal dari suatu proses rektifikasi. Dalam hal ini
campuran dipisahkan menjadi dua, yaitu bagian yang mudah menguap
dan bagian yang sukar menguap. Kemudian masing-masing bagian diolah
lebih lanjut dengan cara rektifikasi. Uap yang dikeluarkan dari
campuran disebut sebagai uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai
destilat dari bagian cairan yang tidak menguap sebagai residu.
Biasanya destilat digunakan untuk menarik senyawa organic yang
titik didihnya dibawah 250 0C, pendestilasian senyawa-senyawa yang
titik didihnya tinggi dikuatirkan akan rusak oleh pemanasan
sehingga tidak cocok untuk ditarik dengan teknik destilasi.
Destilasi merupakan cara yang penting untuk melakukan pemisahan
campuran atau senyawa dalam skala besar. Dari pencampuran air dan
penerimaan uap dalam sebuah pemisahan campuran, molekul dalam
gerakan tetap dan cenderung lepas dari permukaan fase uap. Dalam
temperatur yang tepat, pelarian fenomena akan dilanjutkan ke kotak
campuran yang dibatasi dengan uap basah. Destilasi ini dikatakan
normal karena tekanan campuran yang telah dipisahkan, tekanannya
sama dengan tekanan udara luar yang besarnya adalah satu atm.
Destilasi normal digunakan untuk memisahkan campuran volatil dari
bahan yang tidak volatil. Itu dibuat dari cairan yang mendidih dan
uap yang disimpan di dalam sebuah penerima hasil destilasi yang
telah siap dilanjutkan dalam kotak pemisah.
Pengaruh dari penambahan kolom fraksinasi akan mempersingkat
beberapa pekerjaan pemisah dari distilasi biasa hanya menjadi satu
pekerjaan. Proses distilasi berlangsung dimana uap cairan akan
menjadi cairan di dalam kondensor pendingin. Cairan yang menjadi
uap merupakan senyawa murni yang terpisah dari campurannya dan dari
zat pengkotamin atau penyetor. Jika semua cairan sudah terpisah
maka terdapat residu yang bersifat padatan. Hasil distilasi disebut
distilat.
Distilasi tergantung pada temperatur zatnya, beberapa molekul
zat cair memiliki energi yang cukup untuk diubah dan membuat suatu
tekanan uap. Kecendrungan untuk penguapan menjadi lebih besar
karena energi kinetik yang ditambah dari kenaikan temperatur.
Ketika suatu cairan dipanaskan sampai tekanan uapnya sama dengan
atmosfer lingkungan cairan yang mendidih, maka hal ini disebut
titik didih. Besarnya perbedaan titik didih beberapa senyawa
berbanding lurus dengan tingkat kemudahan pemisahannya. Semakin
besar perbedaan titik didih akan semakin mudah pula pemisahan
senyawa tersebut. Dan sebaliknya, apabila perbedaan titik didih
kecil maka akan semakin sulit pula pemisahan senyawa tersebut.
Proses destilasi bisa dikerjakan dalam satu langkah menggunakan
sebuah kolom fractionating antara botol destilasi dan alat
kondensor. Salah satu tipe dari kolom adalah pipa vertilkal panjang
yang sederhana dengan gelas embun atau material lembam lainnya.
Sebuah tipe fractionating setelah mendestilasi sebuah cairan bisa
dilanjutkan. Kondensasi dan penguapan diulangi beberapa kali
sebelum air bereaksi di kkondensor atau alat pendingin, akibatnya
komponen terpisah dalam jumlah yang besar dari larutannya. Proses
ini disebut destilasi fraksinasi.
Untuk menggambarkan perbedaan ciri khas di antara sebuah zat dan
sebuah larutan dilakukan dengan menguji dua cairan homogen sehingga
berubah sifatnya menjadi gas oleh pemanasan dan kemudian
didinginkan. Proses inilah yang disebut destilasi.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada waktu proses distilasi
:
1. Termometer, Termometer tidak boleh dimasukan sampai
mendekati/mengenai larutan, tetapi hanya diatas permukaan.
2. Disetiap terjadinya kenaikan suhu uap, lakukan penggantian
wadah penampung
distilat.
2.3 Pembagian Destilasi1. Distilasi berdasarkan prosesnya
terbagi menjadi dua, yaitu :
a. Distilasi kontinyu b. Distilasi batch
2. Berdasarkan basis tekanan operasinya terbagi menjadi tiga,
yaitu :
a. Distilasi atmosferis b. Distilasi vakum
c. Distilasi tekanan
3. Berdasarkan komponen penyusunnya terbagi menjadi dua, yaitu
:
a. Destilasi system biner
b. Destilasi system multi komponen
4. Berdasarkan system operasinya terbagi menjadi dua, yaitu
:
a. Single-stage Distillation b. Multi stage Distillation
2.4 Macam-macam Destilasi1. Destilasi sederhana
2. Destilasi bertingkat ( fraksional )
3. Destilasi azeotrop
4. Destilasi vakum
5. Destilasi uap
6. Destilasi kering.
2.4.1 Destilasi Sederhana ( Biasa )Pembagian destilasi telah
dibahas secara ringkas sebelumnya. Namun dalam makalah ini akan
dibahas lebih spesifik mengenai Destilasi Sederhana. Destilasi
sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk
memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik
didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi
biasa ini untuk memperoleh senyawa murninya. Senyawa senyawa yang
terdapat dalam campuran akan menguap pada saat mencapai titik didih
masing masing.
Gambar 1. Alat Destilasi Sederhana
Gambar di atas merupakan alat destilasi atau destilator. Yang
terdiri dari thermometer, labu didih, steel head, pemanas,
kondensor, dan labu penampung destilat. Thermometer biasanya
digunakan untuk mengukur suhu uap zat cair yang didestilasi
selama proses destilasi berlangsung. Seringnya termometer yang
digunakan harus mengikuti syarat seperti:
1. Berskala suhu tinggi yang di atas titik didih zat cair yang
akan didestilasi.
2. Ditempatkan pada labu destilasi atau steel head dengan ujung
atas reservoir HE sejajar dengan pipa penyalur uap ke kondensor.
Labu didih berfungsi sebagai tempat suatu campuran zat cair yang
akan didestilasi .
Steel head berfungsi sebagai penyalur uap atau gas yang akan
masuk ke alat pendingin ( kondensor ) dan biasanya labu destilasi
dengan leher yang berfungsi sebagai steel head. Kondensor memiliki
2 celah, yaitu celah masuk dan celah keluar yang berfungsi untuk
aliran uap hasil reaksi dan untuk aliran air keran. Pendingin yang
digunakan biasanya adalah air yang dialirkan dari dasar pipa,
tujuannya adalah agar bagian dari dalam pipa lebih lama mengalami
kontak dengan air sehingga pendinginan lebih sempurna dan hasil
yang diperoleh lebih sempurna. Penampung destilat bisa berupa
erlenmeyer, labu, ataupun tabung reaksi tergantung pemakaiannya.
Pemanasnya juga dapat menggunakan penangas, ataupun mantel listrik
yang biasanya sudah terpasang pada destilator.
Pemisahan senyawa dengan destilasi bergantung pada perbedaan
tekanan uap senyawa dalam campuran. Tekanan uap campuran diukur
sebagai kecenderungan molekul dalam permukaan cairan untuk berubah
menjadi uap. Jika suhu dinaikkan, tekanan uap cairan akan naik
sampai tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer. Pada
keadaan itu cairan akan mendidih. Suhu pada saat tekanan uap cairan
sama dengan tekanan uap atmosfer disebut titik didih. Cairan yang
mempunyai tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu kamar akan
mempunyai titik didih lebih rendah daripada cairan yang tekanan
uapnya rendah pada suhu kamar.
Jika campuran berair didihkan, komposisi uap di atas cairan
tidak sama dengan komposisi pada cairan. Uap akan kaya dengan
senyawa yang lebih volatile atau komponen dengan titik didih lebih
rendah. Jika uap di atas cairan terkumpul dan dinginkan, uap akan
terembunkan dan komposisinya sama dengan komposisi senyawa yang
terdapat pada uap yaitu dengan senyawa yang mempunyai titik didih
lebih rendah. Jika suhu relative tetap, maka destilat yang
terkumpul akan mengandung senyawa murni dari salah satu komponen
dalam campuran.
Dalam diskusi yang lalu disinggung mengenai bagaimana aplikasi
dari destilasi sederhana ini. pada bab sebelumnya dibahas bahwa
aplikasi destilasi secara umum yaitu pada pengolahan minyak mentah,
namun itu dengan destilasi vakum atau fraksional. Destilasi
sederhana digunakan untuk pemurnian senyawa yang biasanya telah
diekstraksi. Misalnya ekstraksi padat-cair dan.pada sintesis
kloroform. Pada dasarnya prinsip atau metode pemisahannya sama.
Sintesis koroform tanpa ekstraksi, dengan mereaksikan kaporit dan
aseton yang akan menghasilkan kloroform.
Mula mula kaporit dihaluskan menggunakan lumpang porselen dengan
penambahan akuades sedikit demi sedikit. Hal ini bertujuan untuk
memperluas permukaan kaporit sehingga mudah bereaksi. Setelah halus
kaporit dituangkan ke dalam labu destilasi. Kemudian dimasukkan
aquades ke dalam penampung destilasi. Aquades berfungsi untuk
mengurangi penguapan destilat. Selanjutnya aseton dituang ke dalam
corong pisah dan diencerkan dengan aquades yang berfungsi sebagai
media reaksi. Selanjutnya aseton diteteskan ke dalam labu destilasi
yang berisi kaporit. Dilanjutkan dengan pemanasan pada suhu 60 C.
Campuran yang menguap mengandung kloroform dan air. Uap ini
mengalir melewati tabung kondensor dan mengembun. Embun ini mencair
dan mengalir ke dalam penampung destilat yang telah berisi aquades.
Destilat
didinginkan di dalam baskom berisi es untuk mengurangi penguapan
klorofom. Klorofom yang masih mengandung air dipisahkan dengan
penambahan NaOH dalam corong pisah sehingga terbentuk lapisan
dimana klorofom lapisan bawah karena masa jenisnya lebih kecil.
Kloroform selanjutnya diteteskan kedalam CaCl anhidrat untuk
mengikat air pada kloroform dan disaring.
Pada diskusi juga ditanyakan mengapa hasil klorofom yang
diperoleh sangat sedikit. Alasan pertama, pada dasarnya koloroform
merupakan senyawa yang volatile dengan titik didih yang rendah
yaitu 60 C oleh karenanya pemanasan harus konstan dan dijaga. Bila
melewati titik didihnya maka klorofom akan habis menguap dan
terlarut ke dalam larutannya. Yang kedua adalah pada proses
pemisahan pada corong pisah dimana klorofom belum semuanya turun ke
bawah sehingga ketika dipisahkan pun hasilnya sedikit.
Ditanyakan pula pada diskusi tersebut mengenai perubahan fase
tampak. Maksud dari fase tampak ialah perubahan fase senyawa itu
jelas. Yaitu kloroform atau senyawa lain yang kita inginkan dalam
suatu campuran dalam fase cair itu menguap sehingga senyawa
tersebut dalam fase gas kemudian terkondensasi menjadi embun lalu
menetes menjadi air ( fase cair kembali ).
Peralatan distilasi terdiri atas
Penguap (alat penguap labu, pipa atau lapisan tipis)
Pipa Uap
Siklon bial perlu
Kondenser ( pada umumnya alat penukar panas tak langsung ; bila
kondensatnya air dapat digunakan kondenser kontak) Penampung
(misalnya tangki penyimpan)
Relative Volatility Sistem Uap Cair
Hukum ideal yaitu Hukum Raoults dapat digunakan untuk phase
kesetimbangan uap cair.
Dimana pA = Tekanan persil komponen A dalam uap, Atm
PA = Tekanan uap murni komponen A, Atm
XA = Mole fraksi komponen A dalam cairan
Sistem Benzene Toulene mengikuti hukum Raoult sehingga dengan
menggunakan persamaan (2), (3) dan (4). Dapat diperoleh data pada
tabel 1.
Relative Volatility Sistem Uap Cair
Relative Volatility adalah suatu perbandingan konsentrasi
komponen A didalam uap terhadap konsentrasi komponen A didalam
cairan dibagi dengan perbandingan konsentrasi komponen B didalam
uap terhadap konsentrasi komponen B didalam cairan dilambangkan
dengan (AB
Dimana:
Substitusi persamaan (5) dan (6), maka:
Persamaan (5) diurai menjadi :
( = (AB, Bila nilai ( ( 1,0 maka bisa terjadi pemisahan antara
uap dan air
Proses yang terjadi pada Destilasi SederhanaPada destilasi
sederhana, yang paling sering dilakukan adalah operasi tak kontinu.
Dalam hal ini campuran yang akan dipisahkan dimasukkan kedalam alat
penguap dan dididihkan. Pendidihan terus dilangsungkan hingga
sejumlah tertentu komponen yang mudah menguap terpisahkan. Proses
pendidihan erat hubungannya dengan kehadiran udara permukaan.
Pendidihan akan terjadi pada suhu dimana tekanan uap dari larutan
sama dengan tekanan udara di permukaan cairan.
Secara umum proses yang terjadi pada destilasi sederhana atau
biasa yaitu : Pengeluaran komponen yang mudah menguap dari campuran
(yang diisikan secara partaian atau kontinu) dalam alat
penguap.
Pengeluaran uap yang terbentuk melalui sebuah pipa uap yang
lebar dan kosong, tanpa perpindahan panas dan perpindahan massa
yang disengaja atau dipaksakan, yang dapat menyebabakan kondesat
mengalir kembali ke alat penguap.
Bila perlu, tetes-tetes cairan yang sukar menguap yang ikut
sederhana yang ikut terbawa dalam uap dipisahkan dengan bantuan
siklon dan disalurkan kembali ke dalam alat penguap.
Kondensasi uap dalam sebuah kondenser.
Pendinginan lanjut dari detilat panas dalam sebuah alat
pendingin
Penampungan distilat dalam sebuah bejana (penampung)
Pengularan residu (secara partaian atau kontinyu) dari alat
penguap
Pendingan lanjut dari residu yang dikeluarkan
Penampungan residu dalam penampungan bejana
c. Aplikasi Destilasi SederhanaSalah satu penerapan terpenting
dari metode destilasi adalah pemisahan minyak mentah menjadi
bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi,
pembangkit listrik, pemanas dan lainnya. Udara didestilasi menjadi
komponen- komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan
helium untuk pengisi balon. Destilasi juga telah digunakan sejak
lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan panas terhadap
larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling (
Darmaji,
2002).
BAB IIIPENUTUP3.1 KesimpulanSetelah melakukan pembahasan dapat
diambil kesimpulan bahwa:
1. Dalam kehidupan seharihari, prinsip destilasi dapat digunakan
dalam pembuatan minyak kayu putih, penyulingan nilam, penyulingan
air bersih, dan pemisahan bioetanol dari campurannya.
2. Prinsip destilasi ini sangat penting dipelajari karena dapat
diaplikasikan dengan mudah dalam kehidupan seharihari.
3. Di sisi lain, prinsip destilasi cukup susah dipahami kalau
tidak menggunakan alat praktikum. Dengan demikian, tersedianya
laboratorium dan alatnya merupakan sebuah keharusan agar siswa
dapat memahaminya dengan lebih mudah.
4. Pemisahan senyawa dengan destilasi bergantung pada perbedaan
tekanan uap senyawa dalam campuran. Tekanan uap campuran diukur
sebagai kecenderungan molekul dalam permukaan cairan untuk berubah
menjadi uap.
5. Jika suhu dinaikkan, tekanan uap cairan akan naik sampai
tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer. Pada keadaan
itu cairan akan mendidih. Suhu pada saat tekanan uap cairan sama
dengan tekanan uap atmosfer disebut titik didih.
6. Cairan yang mempunyai tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu
kamar akan mempnyai titik didih lebih rendah daripada cairan yang
tekanan uapnya rendah pada suhu kamar.
7. Jika campuran berair didihkan, komposisi uap di atas cairan
tidak sama dengan komposisi pada cairan. Uap akan kaya dengan
senyawa yang lebih volatile atau komponen dengan titik didih lebih
rendah. Jika uap di atas cairan terkumpul dan dinginkan, uap akan
terembunkan dan komposisinya sama dengan komposisi senyawa yang
terdapat pada uap yaitu dengan senyawa yang mempunyai titik
didih lebih rendah. Jika suhu relative tetap, maka destilat yang
terkumpul akan mengandung senyawa murni dari salah satu komponen
dalam campuran.
DAFTAR PUSTAKADepdiknas]. 2008. Sistem pendidikan nasional. WWW
Sisdiknas (terhubung berkala)
http://www.inherentdikti.net/files/sisdiknas.pdf (10 Mei
2010).
Sakinah, Siti. Modifikasi proses penyulingan dengan variasi
tekanan uap untuk memperbaiki karakteristik aroma minyak kelapa.
WWW KMS IPB (terhubung berkala)
http://kms.ipb.ac.id/nplib/index.php?t=view&c=Tesis&id=7795
(10 Mei 2010).
http://trianzzer.blogspot.com/2012/05/makalah-destilasi-sederhana.htmlhttp://hafiyahaziz.blogspot.com/2011/05/laporan-praktikum-destilasi.html