Makalah Ddpa FIX 2007

HUKUM DISTRIBUSI

(Makalah Dasar-Dasar Pemisahan Analitik)

Oleh

Kelompok 1

Apriyani Nurtika

(1213023007)

Dika Pratiwi Budianto

(1213023015)

Devi Rahmayani

(1213023019)

Dwi Citra Pertiwi

(1113023015)

Elsa Septigiani Pujiantari(1213023023)

Fajar Arrasyid

(1213023026)

Feradita Anggraini

(1213023027)

Laras Tri Subekti

(1213023037)

Riya Pebriyani

(1213023061)

Wenny Sagita Wahyuni(1213023079)

YannaKristina N.

(1213023081)

Yesi Elmasari

(0913023020)

PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2014

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam analisis kimia, untuk mengetahui sifat suatu zat kimia, kita mengenal pemisahan kimia dan fisika. Dalam pemisahan yang dilakukan secara fisika dapat dilakukan dengan berbagai macam, dapat dilakukan dengan cara penyaringan, kristalisasi, sentrifugasi, ekstraksi, dekantasi, evaporasi, destilasi dan berbagai macam pemisahan lainnya. Salah satu yang pemisahan yang dapat dilakukan ketika pemisahan secara sederhana kurang berhasil misalnya dengan cara kristalisasi, penyaringan, sentrifugasi maka dapat dilakukan pemisahan dengan cara ekstraksi dan kromatografi. Sebelum mempelajari mengenai ekstraksi ada hal-hal yang perlu diketahui yaitu salah satunya hukum yang terdapat pada ekstraksi ini yaitu hukum distribusi. Hukum distribusi ini pun juga terdapat pada kromatografi salah satunya yaitu pada kromatografi GLC. Pada kromatografi GLC, sebelum dapat mempelajari mengenai kromatografi GLC perlunya untuk mengetahui mengenai ekstraksi Craig terlebih dahulu sebagai pengantar dari kromatografi GLC.Hukum distribusi adalah suatu metode yang digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut dalam satu pelarut jika aktivitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak tercampur sempurna satu sama lain. Sedangkan ekstraksi merupakan proses pemisahan, penarikan atau pengeluaran suatu komponen cairan/campuran dari campurannya. Biasanya menggunakan pelarut yang sesuai dengan kompnen yang diinginkan seperti eter, kloroform, karbondisulfida atau benzene. Cairan dipisahkan dan kemudian diuapkan sampai pada kepekatan tertentu. Ekstraksi memanfaatkan pembagian suatu zat terlarut antar dua pelarut yang tidak saling tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut lain. Berdasarkan hal ini, untuk mengetahui lebih lanjut mengenai hukum distribusi dan implementasinya dalam analisis kimia maka perlu dijabarkan dalam makalah ini

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut:1. Jelaskan yang dimaksud dengan hukum distribusi?2. Jelaskan hukum distribusi yang berlaku pada ekstraksi sederhana?

3. Jelaskan hukum distribusi yang berlaku pada ekstraksi Craig sebagai pengantar pada kromatografi GLC?4. Jelaskan hukum distribusi yang berlaku pada kromatografi GLC?1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan pada makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk menjelaskan mengenai hukum distribusi2. Untuk menjelaskan hukum distribusi yang berlaku pada ekstraksi sederhana

3. Untuk menjelaskan hukum distribusi yang berlaku pada ekstraksi Craig sebagai pengantar pada kromatografi GLC

4. Untuk menjelaskan hukum distribusi yang berlaku pada kromatografi GLCII. ISI

2.1 Hukumn DistribusiHukum distribusi atau partisi. Cukup diketahui bahwa zat-zat tertentu lebih mudah larut dalam pelarut-pelarut tertentu dibandingkan dengan pelarut-pelarut yang lain. Jadi iod jauh lebih dapat larut dalam karbon disulfida, kloroform, atau karbon tetraklorida daripada dalam air. Lagipula, bila cairan-cairan tertentu seperti karbon disulfida dan air, dan juga eter dan air, dikocok bersama-sama dalam suatu bejana dan campuran kemudian dibiarkan, maka kedua cairan akan memisah menjadi dua lapisan. Cairan-cairan semacam itu dikatakan sebagai tak-dapat campur (karbon disulfida dan air) atau setengah-campur (eter dan air), bergantung pada apakah satu ke dalam yang lain hampir tak dapt larut atau setengah dapat larut. Jika iod dikocok bersama suatu campuran karbon disulfida dan air serta kemudian didiamkan, iod akan dijumpai terbagi dalam kedua pelarut itu. Suatu keadaan kesetimbangan terjadi antara larutan iod dalam karbon disulfida dan larutan iod dalam air. Ternyata bila banyaknya iod berubah-ubah, angka banding konsentrasi-konsentrasi itu selalu konstan asal temperatur konstan. Yakni:

Tetapan Kd dikenal sebagai koefisisen distribusi atau partisi. Beberapa hasil eksperimen dikumpulkan dalam Tabel. Penting untuk mencatat bahwa angka banding c2/c1 hanya kontan bila zat yang terlarut mempunyai massa molekul relatif yang sama untuk kedua pelarut itu. Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan dirumuskan: bila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tak-dapat-campur, maka pada suatu temperatur yang konstan untuk tiap spesi molekul terdapat angka banding distribusi yang konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tak bergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Harga angka banding berubah dengan sifat dasar kedua pelarut, sifat dasar zat terlarut, dan temperatur.Dalam ekstraksi dikenal koefisien distribusi (KD) dan angka banding distribusi (D) yang menyatakan perbandingan konsentrasi zat terlarut dalam kedua pelarut.KD hanya berlaku bila solut tidak terionisasi dalam salah satu pelarut, solute tidak bersosiasi dengan salah satu pelarut.Angka banding distribusi (D) lebih berlaku umum daripada KD.Selain itu angka banding distribusi (D) menyatakan suatu perbandingan konsentrasi terlarut dalam pelarut organik (fasa organik) dan pelarut air (fasa air). Jika zat terlarut itu adalah senyawa X maka rumus angka banding distribusi dapat ditulis sebagai berikut:

D=

Untuk keperluan analisis kimia angka banding distribusi (D) akan lebih bermakna daripada koefisien distribusi (KD). Pada kondisi ideal dan tidak terjadi asosiasi, disosiasi atau polimerisasi, maka harga KD sama dengan D. Harga D tidak konstan antara lain dipengaruhi oleh pH fasa air.Mengambil suatu zat terlarut dari dalam larutan air oleh suatu pelarut yang tak-dapat-campur dengan air disebut ekstraksi (dengan) pelarut. Teknik ini seringkali diterapkan untuk pemisahan.

Penerapan ekstraksi pelarut dalam analisis kualitatif.

Beberapa contoh penerapan ekstraksi pelarut dalam analisis adalah sebagai berikut.

A. Mengeluarkan brom dan iod dari dalam air

Bila suatu larutan iod dalam air dikocok dengan karbon disulfida, konsentrasi iod dalam lapisan karbon disulfida yang terjadi kia-kira adalah 400 kali konsentrasi dalam air. Lapisan karbon disulfida dapat dipisahkan dengan bantuan corong pisah dan proses itu diulang. Degan cara ini konsentrasi iod dalam larutan air dapat dikurangi menjadi begitu kecil, meskipun secara teoritis tak dapat menjadi nol. Perhitungan berikut melukiskan hal ini

Contoh: sepuluh miligram iod disuspensikan dalam 12 ml air, dan dikocok dengan 2 ml CCl4 sampai mencapai kesetimbangan. Hitunglah bobot iod yang tersisa dalam lapisa air.

Andaikan x adalah bobot (dalam miligram) iod yang tinggal dalam fase air. Konsentrasinya akan menjadi

dalam mol l-1 (atau mmol ml-1)(253,8 = 2 x 126,9 ialah massa molekul relatif dari iod)

Dalam CCl4 10-x mg iod dapat ditemukan, konsentrasinya menjadi

[I2]CCI4Dalam tabel telah dijumpai Kd = 80,1 untuk koefisien distribusi:

Kd=Dari ini dipeloreh x = 0,70 mg.

Jika lapisan CCl4 diambil dengan pertolongan corong pisah dan lapisan air yang tertinggal dikocok lagi dengan 2 ml CCl4 baru untuk kedua kalinya, kuantitas iod yang masih tinggal dalam lapisan air, y, dapat dihitung dari persamaan

KdDiperoleh y =0,052 mg.

Dapatlah ditunjukkan bahwa ekstraksi yang ketiga iod yang tersisa adalah 3,62 x 10-3 mg dan setelah yang keempat 2,1 x 10-5 mg iod.

Jika sebagai ganti tiga ekstraksi berturut masing-masing dengan 2 ml CCl4, larutan air sebanyak 10 ml aslinya diekstraksi dengan 6 ml CCl4 satu kali saja, maka iod yang tertinggal dalam lapisan air masih 0,24 mg, seperti dapat dibuktikan dari perhitungan yang serupa. Ini adalah contoh sederhna dari fakta bahwa melakukan ekstraksi, lebih efisien dan lebih ekonommis untuk sejumlah ekstraksi berturutan dengan porsi pelarut yang kecil, daripada satu ekstraksi tunggal dengan kuantitas besar.

Asas partisi ini dimanfaatkan dalam mendeteksi bromida, iodida, dan mendeteksi bromida bila iodida dan sebaliknya.

B. Berbagai uji dalam analisi kualitatif

1. Kromium pentoksida lebih dapat larut dalam amil alkohol (Atau dalam eter ) dari pada dalam air, dengan mengocok larutan encer dalam air dengan amil alkohol (atau dengan eter) , diperoleh suatu larutan pekat dalam aml alkohol, dan adanya kromat atau hidrogen peroksida dinyatakan oleh warna biru.

2. Senyawa amonium tetratiosianatokobaltat, dengan rumus (NH4)2 [Co(CNS)4] , yang dihasilkan oleh kerja larutan pekat amonium tiosianat terhadap ion kobalt(II), lebih dapat larut dalam amil alkohol dari pada dalam air, pewarnaan biru dari lapisan amil alkohol, disebabkan oleh terbentuknya larutan pekat dari senyawa ini, merupakan uji yang pekat dan khas untuk kobalt.

C. Studi hidrolisis dalam hidrolisis suatu garam dari basa lemah dan basa kuat atau asam lemah dan basa kuat, terdapat kesetimbangan antara garam, asam bebas dan basa bebas. Hidrolisis itu, untuk maksud sekarang ini, dapat ditulis sebagai

Garam + Air Asam + Basa

Kosentrasi asam lemah atau basa lemah dapat ditentukan denan distribusi antara air dan pelarut lain, seperti benzena atau kloroform,koefisien partisis dari asam ataupun basa antara air dan pelarut yang lain itu,tentu saja, harus diketahui. derajat hidrolosis kemudian dapat dihitung darikosentrasi garam dan kosentrasi asam atau basa lemah yang ditentukan . suatu contoh garam semacam itu adalah anilina hidroklorida. Garam ini terhidrolisis sebagian menjadi anilina dan asam klorida. Dengan mengocok larutan air itu dengan benzena, anilina akan membagi diri ke dalam air dan benzena, dengan koefisien distribusi sebagai angkabandingnya. Konsentrasi awal anilina hidroklorida diketahui, konsentrasi anilina bebas dalam larutan air dapat dihitung dari kosentrasinya yang diukur dalam larutan benzena, dan dari sini konsentrasi total anilina yang diperoleh dari hidrolisis. Jadi data cukup tersedia untuk menghitung deajat hidrolisis.

D. Penentuan susunan ion halida yang kompleks

Iod jauh lebih larut dalam larutan kalium iodida dalam air daripada dalam air; hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion tri-iodida, I3-. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam suatu larutn seperti itu :

I2 + I- I3-Jika larutan itu di-titrasi dengan larutan natrium tiosulfat, konsentrasi iod total ,sebagai I2 bebas dan I3- tak bebas,diperoleh,karena, segera sesudah iod dihilangkan akibat interaksi dengan tiosulfat, sejumlah iod baru dibebaskan dari tri-iodida agar kesetimbangan tidak terganggu. Namun, jika larutan dikocok dengan karbon tetraklorida, dimana iod saja dapat larut cukup banyak, maka iod dalam lapisan organik berada dalam kesetimbangan dengan iod bebas dalam larutan air. Dengan menentukan konsentrasi iod dalam larutan karbon tetraklorida , konsentrasi ion iod bebas dalam larutan air dapat dihitung dengan menggunakan koefisien distribusi yang diketahui , dan dari situ konsentrasi total iod bebas yang ada dalam kesetimbangan.Dengan memperkurangkan ini dari iod total, diperoleh konsentrasi ion tak bebas (sebagai I3-); dengan memperkurangkan harga ini dari konsentrasi awal kalium iodida,dapatlah disimpulkan konsentrasi KI bebas. Tetapan kesetimbangan :

Kemudian dari tetapan kesetimbangan diatas dapat dihitung.

Metode yang serupa telah digunakan untuk mempelajari kesetimbangan antara brom dan bromida:Br2 + Br- Br-3Pengukuran distribusi juga telah digunakan untuk membuktikan adanya ion tetraminakuprat(II), [Cu(NH3)4]2+, dalam suatu larutan air ber-amoniak dari tembaga sulfida,dengan diperiksanya partisi amonia bebas antara kloroform dan air :

[Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH31.1 Hukum Distribusi Pada Ekstraksi Craig (Pengantar Kromatografi GLC)Pendahuluan Ekstraksi Ganda

Dalam suatu pemisahan yang ideal oleh ekstraksi pelarut, seluruh zat yang diinginkan akan berakhir dalam suatu pelarut dan semua zat-zat pengganngu dalam pelarut yang lain. Dalam mempertimbangkan bagaimana dua fase itu dapat dipertemukan secara berulang, dapatlah dibedakan empat tingkat kekompleksan. Pertama adalah satu kontak percobaan yang sederhana.Kedua, satu fase dapat berulang-ulang dikontakkan dengan porsi yang segar dari suatu fase kedua. Ini akan dapat diterapkan bila suatu zat secara kuantitatif tetap tinggal dalam suatu fase, sedangkan zat yang lain terbagi antara kedua fase itu, suatu contoh adalah ekstraksi berulang-ulang suatu larutan air dengan porsi suatu pelarut organik secara berturutan. Ekstraktor Soxhlet akan termasuk dalam kategori ini, seperti juga teknik pengendapan ulang dalam analisis gravimetri. Ketiga, satu fase dapat bergerak sementara bergerak dalam suatu fase kedua yang tetap stationer. Fase yang bergerak dapat bergerak secara berkesinambungan, seperti dalam berbagai teknik kromatografi, atau dalam sederetan tahap kesetimbangan, seperti dalam alat Craig. Beberapa teknik jenis ini dinamai arus-lawan (counetercurrent), namun sebenarnya tidak demikian, karena hanya satu fase yang bergerak. Kadang-kadang digunakan istilah arus lawan semu (pseudocountercurrent) untuk proses semacam itu.

Keempat, yatu meode arus lawan sejati, di kedua fase bergerak, terus-menerus kontak satu sama lain dengan arah gerak yang berlawanan. Distilasi fraksional merupakan suat contoh proses arus lawan sejati: Cairan yang merefluks mengalir ke bawah secara berkesinambungan sepanjang kolom destilas, dan selalu bersentuhan dengan uap yang bergerak ke atas. Proses arus lawan digunakan secara meluas oleh insinyur kimia dalam operasi pabrik skala besar. Namun karena kesulitan eksperimen maupun masalah pengolahan eoritis, teknik ini tak selazim kategori ketiga dalam laboratorium penelitian.

Extraksi Arus Lawan Craig

Konsep dasar

Suatu larutan berair yang mengandung 1000mg suatu zat terlarut dalam sebuah corong pisah. Ditambahkan ke dalam corong suatu pelarut organik yang tidak campur dengan air dengan volume yang sama. Misalkan bahwa koefisien distribusi zat terlarut itu satu (KD = 1). Setelah penyetimbangan, terdapat 500mg zat terlarut dalam fase berair dan 500mg dalam fase organik, kemudian pindahkan cairan organik (misalkan yang lebih ringan) ke dalam corong pisah kedua dari corong pertama ke corong kedua. Kemudian ditambahkan pelarut air kedalam corong kedua, dan fase organik kedalam corong pertama dan dilakukan penyetimbangan dengan dikocok kedua corong tersebut, hingga diperoleh 250mg zat terlarut dalam masing-masing fase dalam masing-masing corong.

Berikut merupakan skema tiap tahap penyetimbangannya :

Terjadinya suatu transfer (n = 1), sehingga berikut ini dapat dinyatakan :

Pada hakikatnya yang terjadi disini yakni, setiap transfer terjadi pendorongan ke arah kanan.

Untuk tahap ketiga yakni, banyaknya transfer (n = 2).

Tahap keempat yakni, dimana nilai (n = 3), sebagai berikut :

Tahap kelima yakni, nilai (n = 4), sebagai berikut :

Distribusi Binomial dalam Extraksi Craig

Dalam tahap pertama perlakuan diatas, mendistribusikan zat terlarut antara kedua fase menurut koefisien distribusi, KD :

dan

Fase organik segar kemudian dimasukkan ke dalam bejana 0, dan fase berair yang segar ke 1. Diperoleh setelah penyetimbangan :

(Fraksi 1/1 + KD terdapat dalam lapisan air dalam bejana setelah penyetimbangan yang pertama, dan fraksi KD/1 + KD berpindah ke pelarut organik segar setelah penyetimbangan, maka hasil kali kedua fraksi tersebut memberikan fraksi dari W asli yang sekarang berada dalam lapisan organik dari bejana 0).

Pada tahap awal ini fraksi 1/1 + KD bberada dalam lapisan berair, seperti ditunjukkan diatas dan fraksi 1/1 + KD dari fraks itu adalah apa yang tertinggal setelah penyetimbangan dengan fase organic segar)juga

forg1= dan

faq1 = Untuk lebih mudahnya kita harus memperhaatikan zat terlarut total dalam tiap bejana, bukan memusatkan perhatian pada kedua fase secara terpisah, meskipun kita dapat menjumlahkan apa yang terdapat dalam fase itu untuk memperoleh nialai total. Berikut ini untuk bejana 0,1, dan 2 dimana n = 2, termasuk untuk latihan semua tahap sampai n =2.

n = 0 :

f0= + = = 1

karena, dimana n = 0, seluruh zat terlarut berada didalam bejana ini, fraksi yang disumbangkan oleh fasa organic dan fraksi dalam fase air harus berjumlah sebesar 1.n = 1 :

f0= + + = f1= + = Di sini, f0 + f1 = 1, dan dapatlah kita memastikan hasilnya, yaitu :

+ = = 1

n = 2 :

f0 = = f1 = + = 2 f2 = = Sekarang, periksalah fraksi-fraksi berikut :

f0 = f1 = 2 f2 = Dari ketiga suku diatas merupakan suku-suku dalam penguraian binominal

Secara umum jumlah transfer, n, berapa saja, dapat ditunjukkan bahwa fraksi zat terlarut total yang akan terdapat dalam berbagai bejana 0,1,2,..,n diberikan oleh suku-suku dalam pemekaran binominal

Dimana E = X

Gambar. Distribusi teoritis untuk zat terlarut dengan koefisien distribusi KD = 1 setelah berbagai jumlah transfer, n, dalam percobaan Craig

Gambar. Distribusi teoritis untuk berbagai nilai koefisien distribusi dalam KD 16-transfer eksperimen Craig

Dimana Vatas dan Vbawah masing-masing adalah volume fasa atas dan bawah.

Suku tunggal apa pun dalam pemekaran binominal itu dapat diperoleh langsung dengan menggunakan rumus

fn,r = KrDdimana fn,r adalah fraksi zat terlarut dalam sejumlah r tabung setelah sejumlah n transfer. Beberapa penulis menggunakan bentuk

fn,r = Dimana Vatas dan Vbawah masing-masing adalah volume fasa atas dan fasa bawah. Jika n tidak terlalu kecil, pemekaran binomial itu menjadi merepotksn. Untung tersedia tabel matematis dimana pemekaran itu telah dikerjakan. Suku tunggal apapun dalam pemekaran binomial itu dapat diperoleh langsung dengan menggunakan rumus

F n,r = ( ) ()n KrD

Dimana f n,r adalah fraksi zat terlarut dalam sejumlah r tabung setelah sejumlah n transfer.

Selama sederetan transfer berturutan, suatu zat terlarut bergerak melewati bejana dari alat craig bagai sejenis gelombang yang amplitudonya makin berkurang. Zat terlarut akan menyebar melalui beberapa bejana sesuai dengan bertambahnya n, tetapi pada saat yang sama fraksi bejana yang berisi zat terlarut akan berkurang. Gambar 16.6 menunjukkan distribusi teoritis zat terlarut untuk berbagai jumlah transfer n, untuk kasus dimana Kp= 1 dan Vorg=VcairUntuk jumlah transfer tertentu, zat-zat dengan koefisien distribusi berlainan akan didistribusikan secara berlainan. Gambar 16.7 menunjukkan distribusi teoritis setelah 16 transfer untuk berbagai nilai koefisien distribusi. Dalam gambar ini tampak bahwa zat terlarut dengan nilai Kp yang berlainan mulai terpisah setelah sejumlah transfer tertentu yang dinyatakan disitu, tetapi bahwa pemisahan itu tak-sempurna dalam kasus manapun. Ini berarti bahwa untuk zat-zat terlarut ini akan dibutuhkan lebih banyak tahap agardiperoleh komponen-komponen murni dalam hasil kuantitaif.

Dapat terlihat dari perlakuan matematis yang diberikan atas menagapa distribusi Craig disebut sebagai distribusi binomial. Tipe lain yang lazim dijumpai adalah distribusi Gauss, seperti kita saksikan dalam Bab 2 untuk distribusi galat acak, dan distribusi Poisson. Tetapi, dengan bertambahnya jumlah, distribusi binomial itu akan makin mendekati distribusi Gauss (distribusi Poisson juga cenderung ke Gauss bila n meningkat). Bila n menjadi besar, katakana 50 meskipun tidak ada batas yang pasti, suatu perlakuan Gauss akan cukup tepat untuk menjelaskan suatu distribusi Craig, dan perlakuan Gauss itu lebih nyaman daripada dalil binomial yang lebih rumit itu untuk kasus-kasus semacam itu. Maka persamaan yang tepat adalah:

rmaks = fmaks = fx = fmaks x e-{x2 / [2nKD/ (1+KD)2]}

dengan r maks adalah jumlah tabung yang mengandung kuantitas maksimal zat terlarut, f maks adalah fraksi zat terlarut dalam tabung ini, fx fraksi zat terlarut dalam suatu tabung yang berjarak x tabung dari rmaks , dan e ialah dasar logaritma natural. Untuk menggunakan persamaan ini untuk kasus dimana kedua fase itu berbeda volumenya, cukup dengan mnggantikan KD dengan E seperti yang didefinisikan sebelumnya dalam bab ini.

Peralatan untuk Ekstraksi Craig

Untuk beberapa kali pemindahan (ekstraksi bertahap), anggaplah 50 kali pemindahan, operasi manual menggunakan corong pisah akan sangat tidak praktis. Craig yang menjelaskan baik teori maupun praktek tipe proses ekstraksi ini, mengembangkan alat untuk mempermudah pengerjaan. Alat Craig yang khas ini didasarkan pada satuan-satuan kaca yang dibentuk seperti gambar dibawah ini.

Keterangan :

Tabung O merupakan tabung tempat memasukkan solute dan solvent, dan juga tempat pembuangan (ditutup selama operasi).

Tabung A disebut tabung penyeimbang

Tabung B merupakan tabung tempat mengalirnya fase yang lebih ringan.

Tabung C merupakan tabung untuk menampung sementara fasa atas ketika dalam posisi vertikal selama transfer.

Tabung D merupakan tempak masuknya fasa atas dari tabung induk sel sebelumnya

Tabung E, fasa atas dari tabung induk memasuki sel berikutnya ketika transfer telah selesai dengan mengembalikan posisi horizontal.

Kebanyakan orang membayangkan pengocokan yang kuat untuk menyeimbangkan kedua fasa cair, Craig menunjukka bhwa mempertemukan dengan lembut kedua fase cairan tersebut lebih efektif. Sehingga tidak perlu meniru bentuk corong pisah yang biasa ketika merancang suatu alat yang terotomasi. Dalam satuan yang ditunjukkan dalam gambar, kedua cairan tersebut disetimbangkan dengan menggoyang-goyangkan secara lembut alat tersebt sekitar 20 kali, dan fase-fase dibiarka memisah . Kemudian alat itu diputar sepertidinyatakan dalam gambar sehingga sel berada dalam posisi vertikal, pada posisi dimana fasa atas keluar dari tabung kesetimbangan menuju ke tabung induk sementara. Jelas bahwa volume fase bawah haruslah sedemikian rupa sehingga antarmuka pelarut rata dengan lengan samping untuk pengeluaaran cairan. Bila sel tersebut dikembalikan ke posisi horisontal, fase yang lebih ringan ke luar dari tabung induk dan mengalir masuk ke dalam tabung penyetimbangan dasi sel berikutnya dalam deret itu. (Cairan dicegah agar tidak kembali ke tabung penetimbangan dari mana cairan itu berasal oleh desain sel itu dalam daerah B atas yang ditandai dengan segel cincin).

Sederetan sel dijepit dengan kokoh pada suatu kerangka logam agar semuanya dapat bersama-sama digoyangka dan dimiringkan. Dalam praktek, fase bawah dimasukkan kedalam semua sel pada awal eksperimen. Campuran zat terlarut yang akan dipisahkan ditaruh dalam sel pertama (nomor 0) dalam salah satu fase. Reservoar pelarut dan piranti ukur memasukkan fase ringan dengan volume yang tepat ke dalam sel pertama setelah tiap transfer.

Setelah distribusi berlangsung sempurna, bangku sel-sel itu dimiringkan sehingga cairan dalam sel-sel itu dapat dikumpulkan lewat pipa pembuangan. Jika eksperimen merupakan preparatif, pelarut yang sudah mengandung zat terlarut yang diinginkan, dapat diuapkan untuk memperoleh bahan yang diinginkan. Dalam eksperimen analitis larutan dari dalam sel sel individu dapat dianalisis dengan cara yang tepat, misalnya spektofotometri, titrimetri, atau pengukuran indeks bias.

1.2 Hukum Distribusi Pada Kromatografi GLC

Konsep pelat teoritis

Suatu sampel dari fasa bergerak dalam ruang tertutup yang berupa gas seperti nitrogen, mengandung uap senyawa organik seperti benzena. Jika cairan tersebut sesuai unttuk tujuan kita, sebagian benzena tersebut akan larut didalamnya, dan sebagian lagi akan tetep dalam ruang ditatasnya.

Hukum Henry menyatakan bahwa, tekanan parsial yang dihasilkan oleh zat terlarut dalam suatu larutan encer sebanding dengan farksi molnya. Maka untuk distribusi benzena yang setimbang antara fasa fasa cair dan uap dalam ruang tertutup dapat dituliskan

Pbenzena = kxbenzena

Dimana Pbenzena adalah tekanan parsial dalam fasa uap, sedangkan xbenzena adalah farksi mol benzena dalam cairan, dan k adalah tetapan.dalam kromatografi gas, tekanan parsial dan fraksi mol seringkali digantikan oleh konsentrasi yang menghasilkan suatu koefisien yang tak bersatuan, K:

K =Dalam praktek, ada perbedaan besar yang harus ditegaskan antara ekstraksi pelarut craig dan kromatografi, dengan craig biasanya proses berhenti bila pemisahan yang diinginkan tercapai dan membuang larutan dari tabung tabung yang mengandung zat zat terlarut. Sebalikya dengan kromatografi aliran fasa bergerak berlanjut sampai zat terterlarut telah berimigrasi sepanjang kolom itu, dan kemudian muncul, satu demi satu untuk memasuki detektor. Praktek menghentikan proses craig secepat mungkin hanya mencerminkan sifat peralatan yang lebih tidak praktis dan menghabiskan waktu.

Dalam kasus ini masing masing sel dalam peeralatan craig adalah suatu pelat.sekarang suatu kolom kromatografi berjalan pada kondisi aliran fasa bergerak yang kontinu, dan kesetimbangan tidak dicapai pada titik manapun dalam kolom. Panjang kolom tersebut yang menuntaskan kesetimbangan ini disebut ekivalen tinggi pelat teoritis atau HETP. Panjang total suatu kolom tersebut, n dan adalah hal yang biasa untuk meghitung kinerja kolom dalam bentuk jumlah pelat. Suatu kolom yang baik akan memiliki jumlah pelat yang lebih banyak dari pada kolom berpelat sedikit dengan panjang yang sama. Efisiensi GLC yang besar untuk melakukan pemisahan yang sulit terletak pada kenyataan bahwa jumlah pelat yang besar itu diperoleh dengan mudah dan seksama. Perhitungan Jumlah Pelat Teoritis

Dengan peralatang Craig, seringkali ada keinginan untuk menghitung kolom kromatograafi dengan mengukur n yaitu jumlah pelat teoritis karena dengan menggunakan peralatan tersebut dapat dihitung dengan mudah. Namun, pelat-pelat tersebut adalah bersifat maya sehingga tidak bisa dilakukan dengan suatu kolom. Suatu pelatteoritis adalah suatu konsep mental, yang dikembangkan dari suatu model untuk menjelaskan kromatogrrafi delam bentuk yang diketahui. Tetapi, kita dapat menentukan jumlah pelat sebenarnya karena model itu memiliki hubungan karrakteristik suatu pita elusi kromatografi dan jumlah pelat dan kolom. Dalam skema ekstraksi Craig, dapat menghitung bagaimana suatu zat terlarut meneybarkan dirinya melalui sejumlah tabung tertentu.

Pada gambar menunjukn pita elusi Gauss dan parameter yang digunakan untuk menghitung n. Pada gambar terdapat grafik hubungan antara respos detektor terhadap waktu. Waktu dari injeksi sampel samapi penampakan puncak pita elusi pada detektor disebtu waktu retensi (retentin timea), tR . untuk menghitung n dari tR dan lebar pita bergantung pada dimana lebar diukur. Terdapat dua cara, yaitu jika lebarnya diukur saparuh jarak antara garis dasae dan puncak pita disebut sebagai W . rumus yang diperoleh adalah

n = 5,54 2

jika lebarnya diukur pada garis dasar menggunaka konstruksi yang ditunjukkan dalam gambar, ditandai dengan wb , maka rumus nya adalah

n= 16 2

pada kasus terakhir, perpotongan (tangen) dengan pita gambar pada dua titik infleksi ; lebarnya, wb, adalah jarak antara perpotongan dengan garis dasar. Kedua rumus tersebut memberikn hasil yang sebanding. Jika suatu campuran diberi beberapa senyawa dengan nilai-K diinjeksi ke dalam kromatograf, makan pita elusi akan direkan sehingga menunjukkan retensi yang berbeda, tetapi lebar pita tersebut akan berbeda juga, sehingga nilai n sebanding akan dihitung dari beberapa pita. Suatu komponen nilai-K yang lebih besar akan menghabiskan waktu yang lama dalam fasa cair sehingga akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk dielusi. Berdasarkan model Craig dengan pelat-pelat diskrit nya dapat dikatakan bahwa perpindahan lebih banyak akan dibutuhka untuk mengelusikan senyawa tersebut. Tetapi dengan demikian maka pita tersebut juga terlebarkan, sehingga secara teoritis nilai-n harus sama seperti yang diperoej pada pita sebelumnya.

Apabila tR didefinisikan sebagai fungsi waktu, kita dapat menghitung jarak ada kertas grafik perekam dalam sentimeter atau milimter. Jumlah pelat-pelat dalam kolom berbeda-beda dengan ukuran sampel dengan cara biasa. Pemebrian muatan lebih pada kolom mengakibatkan merosotnya kinerja atau buruknya pemisahan. Untuk memperoleh suatu nilai untuk n dilakukan ekstrapolasi dengan ukuran sampel nol dilakukan pada suatu grafik dari nilai-n yang terukur terhadap ukuran sampel.

GLC sebagai kromatografi tak ideal linier

GLC merupakan contoh dari kromatografi gas-cair, yaitu gas sebagai fase geraknya. Sebelum masuk ke dalam kromatografi tak ideal linier, kita juga harus mengetahui adanya kromatografi ideal linier. Kromatografi ideal linier, berdasarkan dari distribusi zat terlarut antara fase gas dan cair jenis Craig dengan kesetimbangan tercapai lebih dulu dari pada perpindahan pelat satu ke pelat lainnya. Linier berarti koefisien distribusi, K, bebas dar konsentrasi zat terlarut, jadi hal ini menunjukkan suatu grafik konsentrasi dalam fase cair terhadap konsentrasi dalam fase gas merupakan suatu garis lurus. Grafiknya sebagai berikut:

IA

Konsentrasi kemiringan

Dalam cairan ,

= =K

CL

Konsentrasi dalam gas, CGGrafik di atas disebut isothermal, isothermal linier menyebabkan pita elusi yang simetris, sehingga grafik yang lurus menjadi sebagai berikut:

Respon

IB

detektor

waktuSelanjutnya adalah isothermal tak linier, ini merupakan sifat Hukum Henry. Grafik dari Hukum Henry tersebut, yaitu:

2A

3A

Berdasarkan isothermal tak linier tersebut membuat arah pita elusi melengkung, yang dapat dilihat seperti gambar di bawah ini:

2B

3B

Dari grafik pada pita elusi yang melengkung kita dapat menyimpulkan apa yang dimaksud dengan pita elusi yang tak simetris , sebagai berikut:

1. Elusi tak simetris merupakan keadaan konsentrasi zat terlarut tinggi

2. Fraksi yang dimiliki zat terlarut yang lebih besar tetap dalam fase gas

3. Dari poin 1 dan 2, mendapatkan hasil zat terlarut pada puncak akan bergerak lebih cepat melewaati kolom.

4. Puncak akan cenderung mendekati sisi kiri pita elusi dan meninggalkan ujung yang panjang pada sisi trailing.

Isothermal tak linier dari jenis yang ditunjukkan oleh gambar 2A sering terdapat daalam kesetimbangan adsorpsi, oleh sebab itu pita elusi yang terbentuk sering ditemukan dalam kromatografi gas padat dan kromatografi adsorpsi cair. Pembahasan selanjutnya adalah mengenai GLC yang dikatogorikan ke dalam kromatografi tak ideal linier. Sebenarnya pada konsentrasi rendah yang normalnya dipakai dalam GLC, penyimpangan Hukum Henry umumnya tidak ditemukan. Dari tidak ditemukannya penyimpangan tersebut, maka GLC masih dapat dikatakan sebagai salah satu contoh kromatografi yang linier.

Akan tetapi, pada tahun 1956 van Deemter melakukan penelitian dan dapat menyimpulkan bahwa GLC merupakan contoh kromatografi tak ideal linier. Dalam kromatografi nyata ada sifat keidealan yang tidak dapat dicapai, yaitu:

1. Keidealan menuntut sampel ditempatkan mula-mula di pelat pertama saja. Hal ini dapat dilakukan dalam peralatan Craig, tetapi hanya dalam satu kolom sehingga tidak memungkinkan dilakukan pada sampel yang berhingga.

2. Kromatografi yang ideal menuntut suatu kolom yang isinya benar-benar seragam dalam hal ukuran dan bentuk partikel, pengisian cairan, dan urutan geometris. Selanjutnya adalah fase bergeraknya harus sama disegala tempat dalam kolom.

3. Dalam kromatografi yang ideal, kesetimbangan akan selalu ada pada seluruh titik dalam kolom antara fasa-fasa stasioner dan bergerak dalam hubungan dengan distribusi zat terlarut. Seperti yang kita ketahui bahwa aliran fase bergerak adalah kontinu (berkelanjutan ), artinya kesetimbangan harus terjadi seketika itu juga.

4. Kromatografi yang ideal akan membutuhkan zat terlarut bergerak sepanjang kolom hanya akibat dari pergerakan fase bergerak, maka zat terlarut tidak dapat menyebar dalam kolom oleh kecendrungannya sendiri untuk berdifusi.

Jadi, pada kondisi yang biasa GLC memberikan suatu contoh kromatografi tak ideal linier. Berdasarkan syarat-syarat kromatografi ideal menghasilkan pita elusi yang lebih lebar dari hipotesis kromatografi ideal. Van Deemter dkk, menyebutkan tiga faktor yang menyebabkan pita melebar, salah satunya yaitu suatu zat terlarut yang mula-mula merupakan suatu sumbatan yang sempit. Foktor lainnya terdapat pada HETP, yaitu sebuah persamaan yang diturunkan dan mengandung tiga suku yang mewakili kontribusi. III. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik berdasarkan makalah ini yaitu

1. Hukum distribusi adalah suatu metode yang digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut dalam satu pelarut jika aktivitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak tercampur sempurna satu sama lain.2. Pada zat terlarut yang merupakan senyawa X maka rumus angka banding distribusi dapat ditulis sebagai berikut:

D= 3. Aplikasi penggunan ekstraksi bertahap adalah ekstraksi Craig di mana suatu pelarut, umunya yang ringan, bererak menurut tahap-tahap melewati sederet bejana penyetimbangan, di mana fasa itu bertemu dengan porsi stationer dari fasa lain ( yang lebih berat). Zat terlarut terpisah erdasarkan perbedaan dalam dsitribusinya antara kedua pelarut itu.4. Distribusi pada kromatografu gas-cair semakin mengecil dari keseluruhan alur. Fase bergerak pada kromatografi ga-cair adalah gas sedangkan fase diamnya adalah cair. Fase cair pada kromatografi ini adalah zat organik yang mudah menguap dan pelarut. Pada kromatografi gas-cair tedapat tiga komponen penting, yaitu sampel yang akan digunakan berupa pelarut dan zat organik yang mudah menguap (volatile). Fase gerak berupa gas pada kromatografi ini yang sering digunakan adalah Hydrogen, Nitrogen dan H elium. DAFTAR PUSTAKA

Basset, J., R. C. Denney, G.H Jeffrey, J. Mendhom. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia. Analisa Kuantitatif Anorganik. Jakarta : EGCDay, Jr, R.A., dan A.L. Underwood. 2002.Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga

Khopkar, SM. 1990. Basic Concept Of Analitycal Chemistry. Terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-PressLAMPIRANCorong 0

Organik segar

Organik segar

Berair segar

Berair segar

500mg organik

500mg organik

Corong 1

Corong 0

Organik segar

250mg organik

250mg organik

250mg berair

250mg berair

Berair segar

Berair segar

Corong 0

Corong 1

Corong 2

Organik segar

125mg organik

125mg organik

125mg berair

125mg berair

125mg berair

Berair segar

125mg organik

Berair segar

Corong 3

Corong 2

Corong 1

Corong 0

Organik segar

62,5mg organik

187,5mg organik

62,5mg berair

187,5mg berair

187,5mg berair

62,5mg berair

187,5mg organik

Berair segar

62,5mg organik

4

0

2

1

3

31,25

125

31,25

125

187,5

125

187,5

31,25

125

31,25

Fase berair

fasa Organik