PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Metode pemisahan merupakan aspek penting dalam bidang
kimia karena kebanyakan materi yang terdapat dialam berupa campuran. Untuk
memperoleh materi murni dari suatu campuran, kita harus melakukan pamisahan. Berbagai
teknik pemisahan dapat diterapkan untuk memisahkan campuran. Untuk memisahkan
minyak bumi menjadi komponen-komponennya seperti elpiji, bensin, minyak tanah
dilakukan melaLui teknik pemisahan destilasi bertingkat, untuk memisahkan
komponen pada miri kita dapat menggunakan metode ekstraksi soxhlet. Itulah
beberapa contoh teknik pemisahan yang berguna untuk memperoleh materi yang
lebih murni. Melalui teknik pemisahan, ternyata menghasilkan materi yang lebih
penting dan lebih mahal nilainya. Tujuan pemisahan dalam analisis kimia adalah
mamisahkan komponen yang dicari dari komponen-komponen lain yang dapat
mengganggu identifikasi kualitatif dan penentuan kuantitatifnya. Dalam bab ini
kita akan lebih memahami teknik pemisahan yang didasarkan pada perbedaan
kelarutannya atau biasa disebut Ekstraksi. Prosedur pemisahan dapat digunakan
untuk keperluan pemurnian senyawa, identifikasi kualitaitf dan penentuan
kuantitatif komponen yang dicari dari suatu sampel. Pemurnian senyawa dilakukan
dalam pekerjaan preparatif, sedangkan identifikasi kualitatif dan penentuan
kuantitatif dilakukan dalam pekerjaan analisis kimia. Dalam identifikasi
kualitatif dan penentuan kuantitaif suatu senyawa diperlukan persyaratan
keselektifan, kepekaan, dan kespesifikasian suatu pereaksi ataupun alat ukur
yang digunakna. Komponen-komponenlain yang berada bersama-sama dengan komponen
yang dicari dapat mengganggu identifikasi dan penentuan kuantitatifnya.
Pemisahan secara ekstraksi itu sendiri dapat dikelompokkan menjadi dua macam ,
bila dilihat dari pelarutnya. Yaitu ekstraksi cair-cair yang biasa disebut
ekstraksi pelarut dan ekstraksi padat-cair atau yang biasa disebut ekstraksi
soxhlet.
RUMUSAN
MASALAH
a) Apa sajakah macam-macam ekstraksi berdasarkan jenis
pelarutnya?
b) Apakah tujuan dari ekstraksi?
c) Bagaimanakah proses ekstraksi itu terjadi?
TUJUAN
a) Untuk mengetahui macam-macam ekstraksi berdasarkan
jenis pelarutnya
b) Untuk mengetahui tujuan dari dilakukannya ekstraksi
c) Untuk mengetahui bagaimana proses ekstraksi itu terjadi
PEMBAHASAN
PENGERTIAN
EKSTRAKSI
Ekstraksi merupakan pemisahan suatu zat dari sampel berdasarkan kelarutannya pada pelarut
tertentu. Ekstraksi juga didefinisikan sebagai proses memisahkan
suatu penyusun yang diinginkan dari penyusun-penyusun dalam suatu campuran,
biasanya menggunakan pelarut tetap, juga cara mekanis (pemerasan). Proses
pengambilan komponen yang larut dari
bahan atau campuran dengan menggunakan pelarut seperti air, alkohol, eter dan
aseton. Pelarut larutan dan pelarut larutan tidak dapat dicampur.
Pemisahan campuran dengan cara ekstraksi berdasarkan
perbedaan kelarutan komponen dalam pelarut yang berbeda. Campuran dua komponen
(misalkan A dan B) dimasukkan kedalam pelarut X dan Y. Syaratnya kedua pelarut
ini tidak dapat bercampur, seperti air dengan minyak. Semuanya dimasukkan
kedalam corong pisah dan dikocok agar bercampur sempurna dan kemudian didiamkan
sampai pelarut X dan Y memisah kembali. Kini zat A dan B berada dalam kedua
pelarut X dan Y, tetapi perbandingannya tidak sama. Pemisahan pada proses
ekstraksi menggunakan prinsip beda kelarutan.
Senyawa-senyawa organik dengan gugus fungsi yang
bersifat asam atau basa dapat mengalami disosiasi atau protonasi dalam larutan
air sesuai dengan pH larutan. Oleh karena itu, proses ekstraksi dapat dioptimalisasi
dengan pengaturan pH. Untuk memilih
jenis pelarut yang sesuai harus diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut ;
a) Harga konstanta distribusi tinggi untuk gugus fungsi yang bersangkutan dan konstanta
distribusi rendah untuk gugus pengotor lainnya.
b) Kelarutan pelarut organik rendah dalam air.
c) Mudah melepaskan kembali gugus yang bersangkutan
didalam air untuk keperluan analisis lebih lanjut.
d) Viskositasnya kecil dan tidak membentuk emulsi dari
air.
MACAM-MACAM
EKSTRAKSI BERDASARKAN JENIS SAMPEL YANG AKAN DIEKSTRAK
Berdasarkan
jenis sampel yang hendak diekstrak, pemisahan kimia menggunakan ekstraksi
dibedakan menjadi dua yaitu ekstraksi cair-cair yang dikenal dengan ekstraksi
pelarut dan ekstraksi padat-cair yang dikenal sebagai ekstraksi soxhlet.
1) EKSTRAKSI PELARUT
Ekstraksi pelarut menyangkut distribusi
suatu zat terlarut (solut) diantara dua fasa cair yang tidak saling bercampur.
Cara ini juga dapat digunakan untuk analisis makro maupun mikro. Alat yang
digunakan dapat berupa corong pisah (paling sederhana), alat ekstraksi soxhlet,
sampai yang paling rumit berupa alat “Counter Current Craig”
Yang
menjadi pokok pembahasan dalam ekstraksi cair-cair ini adalah kedua fasa yang
dipisahkan merupakan cairan yang tidak saling bercampur. Prinsip metode ini
didasarkan pada distribusi zat terlarut
dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling
bercampur seperti benzene dan klroform.
Dalam
ekstraksi cair-cair atau yang biasa disebut ekstraksi pelarut, maka kita akan
mengenal istilah Koefisien Distribusi (KD),
Angka Banding Distribusi (D) dan Persen
Terekstrak (% E).
a. Koefisien Distribusi (KD)
Menurut hukum distribusi Nernst, bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solute yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut, maka akan terjadi pembagian solute dengan perbandingan tertentu. Kedua pelarut tersebut umumnya pelarut organic dan air. Kedua solute itu akan terpisah setelah dilakukan pengocokan hingga homogen dan dibiarkan beberapa menit. Perbandingan konsentrasi solute di dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi yang dinyatakan dengan berbagai rumus
Dengan KD adalah koefisien
distribusi dan C adalah konsentrasi
solute pada pelarut organic dan air. Dari rumus tersebut maka berlaku apabila
harga KD besar, solute secara kuantitatif akan cenderung
terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut organic begitu pula terjadi
sebaliknya. Rumus ini berlaku apabila (a) solute tidak terionisasi dalam salah
satu pelarut (b) solute tidak berasosiasi dalam salah satu pelarut dan (c) zat
terlarut tidak bereaksi dengan salah satu pelarut atau adanya reaksi-reaksi
lain.
b) Angka Banding Distribusi
Bagaimana jika peristiwa-peristiwa yang disebut diatas
dapat terjadi? Dalam kondisi demikian harga KD tidak dapat lagi
menggambarkan distribusi solute diantara kedua fasa pelarut, karena solute
tidak berada dalam rumus molekul yang sama didalam kedua fasa pelarut. Oleh
karena itu perlu didefinisikan suatu besaran baru, yang dinamakan angka banding
distribusi (D). Jika zat terlarut itu
adalah senyawa X maka rumus angka banding distribusi dapat ditulis :
Harga D tidak konstan, karena tergantung kondisi reaksi antara lain pH fasa air, konsentrasi pengkompleks.
C) Hubungan D dengan KD
Untuk melihat hubungan D dengan KD secara sederhana dapat dipelajari ekstraksi asam lemah berbasa satu [HA] dalam fasa air dan fasa organik. Dalam fasa air, HA terionisasi menjadi H+ dan A-. Anion sisa asam [A-] tidak larut dalam fasa organic. Maka didapatkan persamaan sebagai berikut :
Dengan melihat rumus diatas maka kita dapat mengetahui bahwa harga D dipengaruhi oleh harga KD, Ka dan pH fasa air.
d) Persen Terekstraksi
Teknik ekstraksi dapat dibedakan menjadi tiga cara, yaitu (1) ekstraksi bertahap, (2) ekstraksi continue dan (3) ekstraksi arah berlawanan.
(1) Ekstraksi bertahap
Ekstraksi bertahap mempunyai beberapa metode yaitu
metode ekstraksi biasa, salting out dan bertingkat. Ekstraksi bertahap
merupakan metode ekstraksi paling sederhana. Pelaksanaan ekstraksi dilakukan
dengan menggunakan alat corong pemisah. Bahan yang akan diekstrak dilarutkan
kedalam air kemudian dimasukkan dalam corong pemisah. Pelarut pengekstrak ditambahkan pada larutan
air agar zat terlarut dapat diekstrak kedalam cairan pengekstrak. Jika zat yang
akan diekstrak berada dalam campuran, maka syarat ekstrak dengan teknik ini
adalah D dari zat tersebut harus besar, sedang D zat lainnya harus kecil.
Dengan kata lain harga factor pamisahan
(2) Ekstraksi Kontinue
Teknik ekstraksi continue ini khususnya bagi zat dengan harga D sangat kecil (<1), atau jika harga factor pemisahan β mendekati 1. Bila keadaan ini terjadi, maka ekstraksi bertahap dengan corong pemisah menjadi kurang praktis, karena harus dilakukan ratusan kali. Pada prinsipnya didalam peralatan tersebut terjadi aliran continue (terus menerus) dari pelarut melalui suatu larutan zat yang akan diekstrak. Pelarut yang membawa zat yang terekstrak, diiuapkan, kemudian didinginkan sehingga dapat digunakan lagi. Jika perlu pelarut yang lebih segar ditambahkan terus menerus.
(3) Ekstraksi Dengan Arah Berlawanan
Ekstraksi dengan cara “counter current” menurut Craig ini merupakan salah satu dari
berbagai cara untuk memisahkan dua zat atau lebih, apabila angka banding
distribusi (D) dari zat-zat tersebut perbedaannya kecil sekali. Proses “counter current” ini merupakan fraksionasi secara bertahap
dengan menggunakan peralatan khusus. Alat yang digunakan pada prinsipnya
terdiri dari sejumlah besat (≥ 100)
tabung-tabung pengekstrak yang identik, yang berfungsi sebagai corong pemisah.
Pada proses selanjutnya, setelah dilakukan pengocokan untuk mencapai
kesetimbangan distribusi, maka fasa atas yang lebih ringan daripada fasa bawah
dipindahkan ke tabung nomor berikutnya, yang sudah mengandung fasa bawah yang
masih baru. Jumlah kali pemindahan dinyatakan dengan n, yang bermula dari nol.
Bila kita
lihat dari jenis solute yang akan digunakan, maka ekstraksi dapat di bedakan
menjadi dua macam, yaitu (1) ekstraksi molekul netral, kovalen dan (2) ekstraksi ion logam
Bila tidak ada reaksi yang bersaing untuk ekstraksi jenis ini rumusan untuk efisiensi ekstraksi sama seperti ekstraksi pelarut yang telah dilakukan. Tetapi bila ada reaksi-reaksi tertentu didalam sistem tersebut, maka harus dipertimbangkan pengaruh tersebut terhadap nilai D nya. Maka reaksi yang memungkinkan terjadi ialah Reaksi Dissosiasi, Reaksi Pembentukan Kompleks dan Reaksi Assosiasi.
B) Ekstraksi Ion Logam
Salah satu
penggunakan penting ekstraksi pelarut adalah ekstraksi ion logam. Untuk dapat
diekstraksi ion logam baru diubah menjadi molekul yang tidak nermuatan (molekul
netral) dan mirip senyawa organik. Hal ini dilakukan karena ion logam mempunyai
kecenderung tidak larut dalam pelarut-pelarut organik atau pelarut non polar (like dissolve like). Biasanya pengubahannnya
dilakukan dengan dua cara, yaitu (1) pembentukan senyawa kompleks assosiasi ion
dan (2) kompleks khelat.
Ø Kompleks Assosiasi Ion
Pembentukan
kompleks assosiasi ion dapat dilakukan dengan cara penggabungan ion logam
kedalam suatu molekul besar yang kemudian digabungkan (diasosiasikan) dengan
ion lain yang muatannya berlawanan, sehingga membentuk suatu senyawa pasangan
ion. Pasangan ion ini dapat berupa pasangan ion dimana ion logam terikat dalam
suatu anion dan psasangan ion dimana io logam terikat dalam suatu kation.
Ø Komplek Khelat
Reaksi pembentukannya secara umum dapat dituliskan sebagai berikut :
Dalam persamaan reaksi diatas Mn+
adalah ion logam, R- adalah anion pembentuk kompleks khelat MRn.
kebanyakan reagen pengkhelat membentuk senyawa kompleks berwarna, dan ini dapat
dijadikan dasar untuk penentuan ion logam secara spektrofotometri. Kompleks khelat
seringkali tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut-pelarut organik
seperti kloroform, karbon tetra klorida dan lain sebagainya. Pembentukkan
kompleks khelat merupakan cara yang paling luas penggunaanya dalam ekstraksi
ion logam.
Contoh dari senyawa khelat salah satunya adalah coba perhatikan reagensia 8-kuinolinol (8-hidroksikuinolina) yang dirujuk dengan nama trivialnya, "oksina, Reagensia ini membentuk molekul yang netral, tak-larut dalam air, larutan kloroform atau karbon tetraklorida dengan ion logam; senyawan kelat.
Gambar 2. Kelat Cu
dengan oksida
Jika oksina kita singkat sebagai HOx, dapatlah kita tulis reaksi sebagai
Suatu zat pengkelat lain
yang sangat penting untuk ekstraksi pelarut dari ion logam adalah
difeniltiokarbazon atau "ditizon" . Ditizon dan kelat logamnya sangat tak-dapat
larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut semacam kloroform dan karbon
letraklorida. Larutan reagensia itu sendiri adalah hijau tua, sementara
kompleks logam adalah violet tua, merah, jingga, kuning atau warna lain
bergantung pada ion logamnya, logam yang membentuk ditizonat antara lain Mn,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Ag, Cd, In, Sn, dan Pb. Konsentrasi kelat dalam ekstrak
itu normalnya ditetapkan secara spektrofotometris. Sedangkan untuk ekstraksi
yang melibatkan pasangan ion, kita dapat mengambil contoh penggunaan
tetraphenilarsonium klorida untuk mengekstrak permanganat, perrenat, dan
perteknetat dari air ke dalam kloroform. Spesies yang berpindah ke dalam fase
organik adalah suatu pasangan ion, [(C6H5)4As+,J.
Serupa pula ekstraksi ion uranil, UO]+, dari dalam larutan nitrat
berair ke dalam pelarut seperti eter (sebuah proses penting dalam kimia
uranium) melibatkan suatu asosiasi dari [UO2+, 2NO]. Diduga bahwa
ion uranil disolvasi baik oleh eter maupun oleh air, suatu fakta yang tak
diragukan lagi mempermudah penembusan fasa organik oleh suatu pasangan ion yang
kemudian menyesuaikan diri lebih ke karakter dari pelarut itu.
Telah
diketahui sejak bertahun-tahun bahwa ion besi (III) dapat diekstrak ke dalam
eter dari dalam larutan asam klorida yang cukup pekat. Proses ini berguna untuk
pemisahan kuantitas ruahan besi sebelum penentuan unsur-unsur yang lain dalam
aliase fero. Meskipun telah ada studi yang ekstensif, sistem air-eter-HCl-Fe3+
masih belum dipahami dengan lengkap. Terdapat bukti bahwa spesies yang dapat
diekstraksi adalah suatu pasangan ion dari tipe [H3O+,
Fe(H2O)2Cl4]; kesetimbangan yang lain dapat
menyusup masuk, seperti solvasi baik proton maupun ion besi(III) oleh eter.
Umumnya
pereaksi pengkhelat adalah asam-asam organik lemah yang terionisasi dalam air.
Pada pembentukan kompleks logam khelat terjadi reaksi pendesakan proton (ion
H+) dari asam oleh ion lohgam dan muatan ion logam dinetralkan oleh muatan dari
anion sisa asam. Semakin stabil kompleks khelat (harga Kf semakin besar)
semakin besar pula efisiensi ekstraksi dan prinsip ini digunakan sebagai dasar
untuk pemisahan logam-logam. Suatu reagen asam (harga Ka) besar yang
relatif larut dalam air (KDHR kecil) akan menunjang ekstraksi yang
baik. Sayangnya kestabilan kompleks khelat umumnya menurun sejalan dengan
kenaikan keasaman reagen. (mudah melepas proton dan juga ion logam). Karena itu
untuk sederetan reagen pengkhelat yang berbeda, efek dari Ka dan Kf
harus diperhitungkan bersama.
2) EKSTRAKSI SOXHLET
Ektraksi padat cair digunakan untuk
memisahkan analit yang terdapat pada padatan menggunakan pelarut organik.
Padatan yang akan diekstrak dihaluskan terlebih dahulu dengan cara ditumbuk
atau dapat juga diiris-iris menjadi bagian yang tipis-tipis. Kemudian padatan
yang telah halus dibungkus dengan kertas saring. Padatan yang terbungkus kertas
saring dimasukkan kedalam alat ekstraksi soxhlet. Pelarut organik dimasukkan
kedalam abu alas bulat. Kemudian peralatan ekstraksi dirangkai dengan
menggunakan pendingin air. Ekstrakasi dilakukan dengan memanaskan pelarut
organik sampai semua analit terekstrak (kira-kira 6x siklus). Hasil ekstraksi dipindahkan kerotary
evaporator vacuum untuk diekstrak kembali berdasarkan titik didihnya .
Pada
ekstraktor soxhlet cairan akan menggerakkan larutan setelah tinggi pelarut dalam
selongsong sama dengan pipa sifon. Hal ini menyebabkan ada bagian sampel yang
berkontak lebih lama dengan cairan daripada bagian lainnya. Sehingga sampel
yang berada dibawah akan terekstraksi lebih banyak daripada bagian lainnya.
Ekstraksi menjadi tidak merata, sementara pada ekstraksi pada pelarut langsung
keluar menuju labu didih. Sampel berkontak dengan pelarut. Pada ekstraktor
soxhlet terdapat pipa sifon yang berkontak langsung dengan udara ruangan. Maka
akan terjadi perpindahan panas dan pelarut panas didalam pipa keruangan.
Akibatnya suhu didalam soxhlet tidak merata sedangkan pada ekstraktor butt
pelarutnya dilindungi jaket uap yang mencegah perpindahan pada pelarut ke udara
dalam ruangan sehingga ekstraktor butt lebih efektif daripada ekstraktor
soxhlet. Gambar dari ekstraktor soxhlet adalah sebagai berikut
gambar 3. Ekstrator Soxhlet
PENUTUP
KESIMPULAN
Ekstraksi
didefinisikan sebagai proses memisahkan suatu penyusun yang diinginkan dari penyusun-penyusun
dalam suatu campuran, biasanya menggunakan pelarut tetap, juga cara mekanis
(pemerasan).
Pemisahan campuran dengan cara ekstraksi berdasarkan
perbedaan kelarutan komponen dalam pelarut yang berbeda. Campuran dua komponen
(misalkan A dan B) dimasukkan kedalam pelarut X dan Y. Syaratnya kedua pelarut
ini tidak dapat bercampur, seperti air dengan minyak.
Untuk memilih jenis pelarut yang sesuai harus
diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut ;
a) Harga konstanta distribusi tinggi untuk gugus fungsi yang bersangkutan dan konstanta
distribusi rendah untuk gugus pengotor lainnya.
b) Kelarutan pelarut organik rendah dalam air.
c) Mudah melepaskan kembali gugus yang bersangkutan
didalam air untuk keperluan analisis lebih lanjut.
d) Viskositasnya kecil dan tidak membentuk emulsi dari
air.
Berdasarkan jenis sampel yang hendak
diekstrak, pemisahan kimia menggunakan ekstraksi dibedakan menjadi dua yaitu
ekstraksi cair-cair yang dikenal dengan ekstraksi pelarut dan ekstraksi
padat-cair yang dikenal sebagai ekstraksi soxhlet.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2007. http: //
Pengantar Ekstraksi Cair-Cair.com.
diakses tanggal 20 Juni 2011
Day, Underwood. 2002. Analisis
Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga
Khamdinal. 2009. Teknik Laboratorium
Kimia. Yogjakarta: Pustaka Pelajar
Soebagio. 2005. Kimia Analitik 2.
Malang: UM Press
0 komentar:
Posting Komentar