Destilasi (3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam penerapan ilmu kimia, terutama di bidang kimia analitik tentu kita mengenal suatu teknik yang sering dikenal dengan teknik pemisahan. Teknik ini banyak digunakan untuk memisahkan suatu senyawa yang diinginkan dari campurannya. Karena kebanyakan materi yang ada di alam ini berupa campuran, maka sangat penting menerapkan teknik pemisahan untuk memperoleh materi murni dari campuran tersebut.

Melalui berbagai macam teknik pemisahan, ternyata kita dapat menghasilkan materi yang lebih penting dan lebih mahal nilainya. Salah satu contoh teknik pemisahan yang sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari adalah destilasi. Pemisahan minyak bumi menjadi komponen – komponennya seperti elpiji, bensin, minyak tanah, dan sebagainya dilakukan melalui teknik pemisahan destilasi bertingkat. Perusahaan air minum memperoleh air yang baik untuk diminum melalui teknik penyaringan pasir dan arang. Begitu juga dengan air untuk keperluan laboratorium atau farmasi dapat diperoleh melalui teknik pemisahan destilasi. Itulah beberapa contoh teknik pemisahan yang ternyata sangat berguna dalam kehidupan sehari – hari sehingga dapat diperoleh materi yang lebih murni.

Pemisahan kimia didasarkan pada perbedaan sifat fisika maupun sifat kimia pada senyawa yang hendak dipisahkan dari suatu campuran. Salah satu contohnya adalah destilasi. Teknik pemisahan ini didasarkan pada perbedaan titik didih senyawa yang akan dipisahkan. Teknik ini tentu melalui berbagai tahap atau langkah kerja sehingga diperoleh senyawa murni yang diinginkan. Berdasarkan pernyataan di atas, hal tersebut melatarbelakangi pembuatan makalah yang berjudul “Destilasi” ini.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1.      Apakah yang dimaksud dengan destilasi?

2.      Bagaimana proses pemisahan pada destilasi?

3.      Apa saja jenis – jenis destilasi?

1.3 TUJUAN

1.      Untuk memahami teknik pemisahan destilasi

2.      Untuk mengetahui jenis – jenis destilasi beserta contoh penerapannya

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DASAR TEORI

Destilasi adalah suatu pemurnian senyawa organik cair yaitu suatu proses yang didahului dengan senyawa cair, kemudian mengembunkan uap yang terbentuk sehingga mencair kembali. Proses yanng dilakukan yaitu larutan diuapkan pada alat uap yang kemudian mengental kembali membentuk cairan. Itu jelas bahwa zat pengotor non volatil mungkin dapat dipisahkan dengan metode ini. Ketika dua atau lebih unsur volatil dari campuran bisa dipisahkan dengan destilasi (Sugihara, 1961).

Macam – macam destilasi ada 3 yaitu destilasi uap, destilasi vakum dan destilasi biasanya. Destilasi uap adalah proses penyaringan suatu campuran air dan bahan yang tidak larut sempurna atau larut sebagian dengan menurunkan tekanan sistem sehingga didapatkan hasil penyulingan jenuh dibawah titik didih awal. Destilasi vakum untuk memurnikan senyawa yang larut dalam air dengan titik didih tinggi sehingga tekanan lingkungan harus diturunkan agar tekanan sistem turun. Pada destilasi biasa untuk memurnikan campuran senyawa dimana komposisi komponen yang akan dipisahkan memiliki titik didih yang jauh berbeda (Cahyono, 1991).

Pada suatu proses destilasi yang sederhana, yang dapat memisahkan natrium klorida dan air misalnya – maka solven yang mudah diuapkan dari suatu larutan kemudian dikondensasikan untuk mendapatkan cairan murni. Bila proses ini dilanjutkan, akhirnya semua solven akan dihilangkan sehingga hanya tinggal solut padatnya yang tinggal (Brady, 1999).

Pemisahan campuran dari cairan yang menguap menghadapi lebih banyak persoalannya. Suatu cara yang sering digunakan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik disebut destilasi bertingkat (Brady, 1999).

Pada diagram titik didih, dapat diketahui komposisi uap dari kurva. Disini titik yang berhubungan dengan komposisi cair serta uap yang seimbang dapat diperoleh dengan membuat garis horizontal yang dinamakan garis penghubung antara kurva cairan dan uap. Waktu komposisi dari campuran x₁ maka akan mendidih pada suhu T₁ dan menghasilkan uap dengan komposisi x₂. Bila uap ini berkondensasi kemudian dipanaskan lagi akan menguap pada suhu T₂ dan akan memberikan uap dengan komposisi x₃. Pengulangan dari proses ini akan menghasilkan suatu fraksi yang lebih banyak mengandung  A. Cara ini disebut destilasi bertinngkat dan sangat berguna bukan saja dalam laboratorium yang digunakan untuk memurnikan hasil dari reaksi kimia, tapi juga berguna dalam industri. Misalnya pada industri minyak dipakai untuk memisahkan minyak mentah ke dalam berbagai komponen termasuk bensin, minyak tanah, minyak pelumas dan parafin (Brady, 1999).

Penyulingan fraksional, bila suatu campuran dari dua cairan yang dapat bercampur dididihkan, uap yang lepas dari dalam cairan biasanya mempunyai susunan yang lain daripada susunan cairan yang mendidih. Perilaku yang lazim adalah bahwa uap lebih kaya akan komponen yang lebih atsiri. Dengan mendidihkan sebagian dari cairan itu dan mengembunkan uapnya, campuran itu dapat dipisahkan menjadi dua bagian. Uap yang terembunkan disebut distilat (sulingan) dan lebih kaya akan komponen yang lebih atsiri dibandingkan cairan aslinya. Cairan yang tertinggal disebut residu dan lebih kaya akan komponen yang sukar menguap (Keenan, 1991).

Prinsip destilasi uap, campuran substansi yang tidak larutmenunjukkan reaksi yang sangat beda dalam larutan homogen dan deskripsi sifatnya memerlukan hukum fisik yang berbeda. Dasar aturan ini dapat dipakai dengan mempertimbangkan akibat naiknya deviasi pada hukum Rault. Satu gejala dari deviasi positif adalah diagram hubungan antara tekanan dengan temperatur. Pada batas deviasi positif besardari hukum Rault , dua komponen dapat larut dan komponen tersebut menguap yang secara matematis memberikan tekanan total yang merupakan jumlah total dari tekanan masing – masing (Wilcox, 1995).

BAB III

PEMBAHASAN 

Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didih atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan.

Alat – alat yang biasanya digunakan dalam proses destilasi antara lain :

·         Tempat sampel yang berupa reservoar (biasanya dipilih labu alas bulat).

·         Kondensor yang berfungsi untuk mengembunkan uap dan untuk tempat destilat

·         Pemanas yang berupa kompor listrik atau heating mantle yang dapat diatur suhunya

·         Termometer yang dipasang pada salah satu ujung labu digunakan untuk mengontrol suhu uap

Beberapa hal penting yang harus diperhatikan dalam destilasi adalah kondisi saat pemanasan labu didih. Dalam keadaan susu dan tekanan tinggi, labu dapat mengalami ledakan yanng disebut super heated. Secara teknis, sebelum proses pemanasan di dalam labu didih disertakan anti bumping seperti pecahan porcelain. Pori – pori porcelain dapat menyerap panas dan meratakan panas ke seluruh sistem.

Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondensor yaitu pendingin (lihat gambar dibawah). Proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condensor), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.

Proses destilasi dilakukan dengan cara menguapkan zat yang lebih volatil dari larutan dan diembunkan kembali menjadi zat murni. Bila suatu larutan biner diuapkan secara parsial, komponen yang mempunyai tekanan uap lebih tinggi akan terkonsentrasi pada fasa uapnya, sehingga terjadi perbedaan komposisi antara fasa cair dan uap yang setimbang. Uap diperoleh dari proses pemanasan secara parsial kemudian diembunkan sebagai kondensat.

      Jenis – jenis destilasi diantaranya adalah :

1.      Destilasi sederhana

2.      Destilasi fraksionasi

3.      Destilasi uap

4.      Destilasi vakum

5.      Destilasi kering

 

1.      1. Destilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alcohol.

2.      2. Destilasi Fraksionasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah.

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

Salah satu contoh pemisahan dengan destilasi fraksionasi adalah pemisahan minyak mentah menjadi komponen – komponen yang diinginkan. Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dikandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana. Minyak bumi berasal dari fosil organisme, sehingga minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sangat kecil.

Dibawah ini adalah gambar proses pemisahan minyak mentah menjadi sejumlah fraksi – fraksi sesuai dengan titik didih masing – masing senyawa.

Pemisahan minyak mentah ke dalam komponen-komponen murni (senyawa tunggal) tidak mungkin dilakukan secara praktis sebab terlalu banyak senyawa yang ada dalam minyak tersebut dan senyawa hidrokarbon memiliki isomer-isomer dengan titik didih yang berdekatan. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari destilasi minyak bumi adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Misalnya fraksi minyak tanah (kerosin) tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mendidih antar 180⁰C-250⁰C. Proses pertama dalam pemrosesan minyak bumi adalah fraksionasi dari minyak mentah dengan menggunakan proses destilasi bertingkat.

Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok-kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Hal ini dikarenakan jenis komponen hidrokarbon begitu banyak dan isomer-isomer hidrokarbon mempunyai titik didih yang berdekatan.

Proses distilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut:

• Minyak mentah dipanaskan dalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi sampai suhu ~600oC. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian bawah menara/tanur distilasi.

• Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat (tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung (bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.

• Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebut fraksi.

• Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.

Sebagian fraksi dari menara distilasi selanjutnya dialirkan ke bagian kilang minyak lainnya untuk proses konversi.

3.      3. Destilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air.

Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat.

Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.

4.      4. Destilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.

5.      4.Destilasi Kering

Destilasi kering merupakan proses penyulingan dari sampel padat dengan pemanasan sampai menguap dan diembunkan kembali. Aplikasi dari proses destilasi ini adalah destilasi batubara menjadi kokas.

BAB IV

KESIMPULAN

Berdasarkan dari hasil pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa destilasi merupakan suatu metode pemisahan suatu senyawa yang didasarkan pada perbedaan titik didih senyawa yang akan dipisahkan dari campuran homogennya. Prosesnya yaitu penguapan senyawa yang mempunyai titik didih lebih rendah kemudian uap diembunkan kembali dengan pendingin dan ditampung dalam tempat pemisah sehingga didapatkan dua fraksi yaitu destilat dan residu. Dan jenis – jenis dari destilasi diantaranya adalah :

1.      Destilasi Sederhana

2.      Destilasi Fraksionasi

3.      Destilasi Uap

4.      Destilasi Vakum

5.      Destilasi Kering

Beberapa hal penting yang harus diperhatikan dalam destilasi adalah kondisi saat pemanasan labu didih. Dalam keadaan susu dan tekanan tinggi, labu dapat mengalami ledakan yanng disebut super heated. 

DAFTAR PUSTAKA

 

Brady, James. E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid I Edisi Kelima.    Jakarta : Binarupa Aksara

Cahyono, Bambang. 1991. Segi Praktis dan Metode Pemisahan Senyawa Organik.            Semarang : UNDIP Press

Keenan. 1991. Kimia untuk Universitas Jilid I Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga

Wilcox. 1995. Experimental Organic Chemistry. New Jersey : Prentice Hall Inc