BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Larutan etanol-air adalah campuran cair-cair yang saling melarutkan dimana keduanya memiliki perbedaan titik didih yang cukup, sehingga proses pemisahannya dapat dilakukan dengan cara distilasi. Dalam skala laboratorium, proses pemisahan secara distilasi dapat dilakukan dalam sebuah kolom packing yang dioperasikan secara batch. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan secara distilasi, dapat dilakukan dengan sistem refluk yaitu dengan mengembalikan cairan hasil kondensasi uap yang keluar dari puncak kolom masuk ke dalam kolom dengan harapan dapat melakukan kontak ulang kembali dengan fasa uapnya. Dengan alat yang sama, peningkatan efisiensi dapat dilihat dari meningkatnya kemurnian etanol dalam distilat, Berdasarkan tersebut, maka percobaan distilasi batch dilakukan untuk menentukan pengaruh perbandingan refluk terhadap komposisi etanol dalam distilat. I.2. Rumusan Masalah
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Larutan etanol-air adalah campuran cair-cair yang saling melarutkan dimana
keduanya memiliki perbedaan titik didih yang cukup, sehingga proses pemisahannya
dapat dilakukan dengan cara distilasi.
Dalam skala laboratorium, proses pemisahan secara distilasi dapat dilakukan
dalam sebuah kolom packing yang dioperasikan secara batch.
Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan secara distilasi, dapat dilakukan
dengan sistem refluk yaitu dengan mengembalikan cairan hasil kondensasi uap yang
keluar dari puncak kolom masuk ke dalam kolom dengan harapan dapat melakukan
kontak ulang kembali dengan fasa uapnya.
Dengan alat yang sama, peningkatan efisiensi dapat dilihat dari meningkatnya
kemurnian etanol dalam distilat,
Berdasarkan tersebut, maka percobaan distilasi batch dilakukan untuk
menentukan pengaruh perbandingan refluk terhadap komposisi etanol dalam distilat.
I.2. Rumusan Masalah
Larutan etanol-air dapat dipisahkan dengan distilasi dengan sistem refluk.
Perbandingan refluk yang semakin besar akan meningkatkan komposisi etanol dalam
distilat.
I.3. Tujuan Percobaan
I.3.1 Tujuan Instruksional Umum
Dapat melakukan percobaan distilasi batch dengan sistem refluk.
I.3.1 Tujuan Instruksional Khusus
a. Dapat mengkaji pengaruh perbandingan refluk (R) terhadap komposisi etanol
dalam distilat selama waktu operasi lima menit.
b. Dapat membuat laporan praktikum secara tertulis dengan baik dan benar.
I.4. Manfaat Percobaan
Dengan menggunakan alat yang sama, dapat memisahkan produk dan
komposisi etanol yang diinginkan dengan mengoperasikan alat pada perbandingan
refluk tertentu.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Pengertian Distilasi
Distilasi merupakan metode operasi pemisahan suatu campuran homogen
(cairan-cairan saling melarutkan), berdasarkan perbedaan titik didih atau perbedaan
tekanan uap murni (masing-masing komponen yang terdapat dalam campuran)
dengan menggunakan sejumlah panas sebagai tenaga pemisah atau ‘Energy
Separating Agent’ (ESA).
Distilasi termasuk proses pemisahan menurut dasar operasi difusi. Secara
difusi, proses pemisahan terjadi karena adanya perpindahan massa secara lawan arah,
dari fasa uap ke fasa cair atau sebaliknya, sebagai akibat adanya beda potensial
diantara dua fasa yang saling kontak, sehingga pada suatu saat pada suhu dari tekanan
tertentu, sistem berada dalam keseimbangan.
Secara sederhana, proses distilasi dapat digambarkan sesuai dengan skema
berikut ini:
Gambar II.1. Langkah Proses Pemisahan secara Distilasi
xii
xiii
Dalam bentuk lain, pengertian distilasi dinyatakan sebagai berikut:
[XA]D > [XA]W dan [XB]D < [XB]W
dimana: XA, XB : komposisi komponen A, B
A, B : komponen yang mempunyai tekanan uap tinggi, rendah
D : hasil puncak, distilat
W : hasil bawah, residu
Diagram sederhana Gambar II.1. menunjukkan bahwa proses distilasi terdiri
dari 3 langkah dasar, yaitu:
1. Penambahan sejumlah panas (ESA) kepada larutan yang akan dipisahkan
2. Pembentukan fasa uap yang bisa jadi diikuti dengan terjadinya keseimbangan
3. Langkah pemisahan
Pada proses pemisahan secara distilasi, fasa uap akan segera terbentuk setelah
campuran dipanaskan. Uap dan sisa cairannya dibiarkan saling kontak sedemikian
hingga pada suatu saat semua komponen terjadi dalam campuran akan terdistilasi
dalam kedua fasa membentuk keseimbangan. Setelah keseimbangan dicapai, uap
segera dipisahkan dari cairannya, kemudian dikondensasikan membentuk distilat.
Dalam keadaan seimbang, komposisi distilat tidak sama dengan komposisi
residunya:
1. Komponen dengan tekanan uap murni tinggi lebih banyak terdapat dalam distilat
2. Komponen dengan tekanan uap murni rendah sebagian besar terdapat dalam
residu
II.2. Perbedaan antara Distilasi Batch dengan Distilasi Kontinyu
Dalam operasi distilasi batch, sejumlah massa larutan dimasukkan ke dalam
labu didih, kemudian dipanaskan. Selama proses berjalan, larutan akan menguap dan
uap yang terbentuk, secara kontinyu meninggalkan labu didih untuk kemudian
diembunkan.
xiv
Salah satu ciri dari pemisahan dengan batch adalah bahwa laju alir maupun
komposisi dari umpan, produk distilat berubah menurut waktu selama operasi
pemisahan berlangsung.
Pada distilasi batch, umpan berupa uap yang secara kontinyu masuk melalui
dasar kolom, karena kolom distilasi batch dapat dipandang sebagai kolom yang
tersusun dari enriching section. Distilasi batch juga memiliki kapasitas yang rendah.
Hal-hal inilah yang menjadi perbedaan antara distilasi batch dengan distilasi
kontinyu.
II.3. Distilasi Batch dengan Sistem Refluk
Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan, distilasi dapat dioperasikan dengan
sistem refluk. Sistem refluk dimaksudkan untuk memberi kesempatan sebagian cairan
hasil kondensasi uap yang keluar dari puncak kolom agar dapat mengadakan kontak
ulang kembali dengan fasa uapnya di sepanjang kolom. Dengan demikian:
1. Secara total, waktu kontak antarfasa semakin lama
2. Perpindahan massa dan perpindahan panas terjadi kembali
3. Distribusi suhu, tekanan, dan konsentrasi disetiap fasa semakin uniform
4. Terwujudnya keseimbangan semakin didekati
Peningkatan efisiensi pemisahan dapat ditinjau dari 2 sudut pandang:
1. Terhadap kolom yang akan dibangun
Bahwa untuk mencapai kemurnian yang sama, semakin besar perbandingan
refluk yang digunakan, maka semakin sedikit jumlah plate ideal yang
dibutuhkan.
2. Terhadap kolom yang sudah ada
Bahwa pada jumlah plate yang sama, semakin besar perbandingan refluk yang
digunakan, maka kemurnian produk yang dihasilkan semakin tinggi.
II.4. Pengaruh Perbandingan Refluk terhadap Komposisi Distilat
xv
Terhadap kolom yang sudah ada, komposisi komponen ringan yang terdapat
dalam distilat meningkat dengan semakin besarnya perbandingan refluk. Pada proses
pemisahan secara distilasi, peningkatan komposisi komponen ringan dalam distilat
tidak pernah mencapai satu. Khusus untuk campuran etanol-air, komponen etanol
dalam distilat tidak akan mencapai komposisi azeotropnya, sedangkan komposisi
komponen ringan diatas komposisi umpan.
Dalam hal distilasi batch, umpan berupa uap yang secara kontinyu masuk
melalui dasar kolom. Komposisi umpan masuk kolom dapat diperkirakan dengan
bantuan Gambar II.2.
Gambar II.2. Komposisi Umpan Masuk Kolom
Perbandingan refluk merupakan salah satu variabel operasi yang menentukan
keberhasilan proses pemisahan secara distilasi. Dalam praktik, perbandingan refluk
yang digunakan diatas perbandingan refluk minimum, dibawah perbandingan refluk
total. Dengan demikian, korelasi antara perbandingan refluk dengan komposisi
xvii
komponen ringan yang terdapat dalam distilat dapat diperlihatkan seperti pada
Gambar II.3.
Gambar II.3. Pengaruh Perbandingan Refluk terhadap Komposisi Distilat
Dengan menggunakan alat kontak jenis apapun, produk hasil pemisahan
campuran etanol-air secara distilasi tidak pernah mencapai komposisi azeotropnya
(0,94). Meskipun demikian, komposisi distilat tidak akan lebih kecil dari komposisi
umpan masuk kolom (yf).
xvii
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1. Bahan dan Alat
a. Bahan yang Digunakan
Etanol absolute 0,998 Merck, Germany
Etanol teknis
Aquadest
b. Alat yang Digunakan
Satu unit alat distilasi batch dengan sistem refluk
Picnometer dan neraca analitis
III.2. Gambar Alat Utama
Gambar III.1. Rangkaian Alat Utama Distilasi Batch