BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari sering
kita jumpai bahwa senyawa-senyawa organik merupakan penyusun terbanyak berbagai
zat yang terbentuk di bumi, dan tak
semua senyawa organik yang berada di alam terbentuk senyawa murni tanpa adanya
zat lain yang tercampur didalamnya, maka
dari itu dalam setiap pemurnian suatu senyawa itu sendiri mempunyai berbagai
macam bentuk metode, salah satunya rekristalisasi atau pengendapan dengan
menggunakan pelarut tertentu.
Rekristalisasi adalah teknik
permurnian zat padat pencemarnya yang dilakukan dengan cara mengkristalkan
kembali zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Prinsip
dasar dari proses ini adalah perbedaan kelarutan antara zat yang dimurnikan
dengan zat pencemarnya.
Kristal adalah benda padat yang
mempunyai permukaan-permukaan datar karena banyak zat padat seperti garam,
kuarsa dan salju ada dalam bentuk-bentuk yang jelas simetris. Telah lama para
ilmuwan menduga bahwa atom ion ataupun molekul zat padat ini juga tersusun
secara simetris.
Kita dapat boleh menyimpulkan begitu
saja penataan partikel dalam sebuah kristal besar, semata-mata dari penambpilan
laurnya. Bila suatu zat dalam kedaan cair atau larutan mengkristal, kristal
dapat terbentuk dengan tumbuh lebih kesatu arah dari pada kelain arah. Dari
kata yunani morphe, bentuk dan isos sama. Dua zat yang mempunyai struktur
kristal yang sama dikatakan isomotif. Suatu zat tungga yang mengkristal dalam
dua atu lebih bentuk yang berlainan pada kondisi yang berlainan, dikataklan
bersifat polimort (banyak bentuk).
1.2
Rumusan
Masalah
Bagaimana cara memurnikan zat padat
dengan menggunakan metode rekristalisasi?
Apakah suhu berpengaruh pada metode rekristalisasi?
1.3
Tujuan
Menjelaskan metode-metode
rekristalisasi
Menjelaskan pengaruh suhu terhadap
suatu kelarutan pada rekristalisasi
BAB II
PEMBAHASAN
Pemisahan dengan teknik kristalisasi didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogeen atau larutan, sehingga terbentuk kristal dari zat terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%. Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh (supersaturated). Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia.
Pemisahan dengan pembentukan kristal melalui proses penguapan merupakan cara yang sederhana dan mudah kita jumpai, seperti pada proses pembuatan garam. Air laut dialirkan kedalam tambak dan selanjutnya ditutup. Air laut yang ada dalam tambak terkena sinar matahari dan mengalami proses penguapan, semakin lama jumlah berkurang, dan mongering bersamaan dengan itu pula kristal garam terbentuk. Biasanya petani garam mengirim hasilnya ke pabrik untuk pengolahan lebih lanjut.
Pabrik gula juga melakukan proses kristalisasi, tebu digiling dan dihasilkan nira, nira tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam alat vacuum evaporator, Dalam alat ini dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi Kristal gula.
Ketiga teknik yang lain pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia pada prinsipnya adalah sama yaitu mengurangi kadar pelarut didalam campuran homogen.
Kita
tak boleh menyimpulkan begitu saja penataan partikel dalam sebuah kristal
besar, semata-mata dari penampilan luarnya. Bila suatu zat dalam keadaan cair
atau larutan mengkristal, kristal dapat terbentuk dengan tumbuh lebih ke satu
arah daripada ke lain arah. Sebagaimana sebuah kubus kecil dapat berkembang
menjadi salah satu dari tiga bentuk yang mungkin sebuah kubs besar, sebuah
lempeng datar atau struktur panjang mirip jarum. Ketiga zat padat ini mempunyai
struktur kristal kubik yang sama, namun bentuk keseluruhannya berbeda.
Kemudahan
suatu endapan dapat disaring dan dicuci tergantung sebagian besar pada struktur
morfologi endapan, yaitu bentuk dan ukuran-ukuran kristalnya. Semakin besar
kristal-kristal yang terbentuk selamaberlangsungnya pengendapan, makin mudah
mereka dapat disaring dan mungkin sekali (meski tak harus) makin cepat
kristal-kristal itu akan turun keluar dari larutan, yang lagi-lagi akan
membantu penyaringan. Bentuk kristal juga penting. Struktur yang sederhana
seperti kubus, oktahedron, atau jarum-jarum sangat menguntungkan, karena mudah
dicuci setelah disaring. Kristal dengan struktur yang lebih kompleks, yang
mengandung lekuk-lekuk dan lubang-lubang, akan menahan cairan induk (mother
liquid), bahkan setelah dicuci dengan seksama. Dengan endapan yang terdiri dari
kristal-kristal demikian, pemisahan kuantitatif lebih kecil kemungkinannya bisa
tercapai.
Peristiwa
rekristalisasi berhubungan dengan reaksi pengendapan. Endapan merupakan zat
yang memisah dari satu fase padat dan keluar ke dalam larutannya. Endapan
terbentuk jika larutan bersifat terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan.
Kelarutan suatu endapan merupakan konsentrasi molal dari larutan jenuhnya.
Kelarutan bergantung dari suhu, tekanan, konsentrasi bahan lain yang terkandung
dalam larutan dan komposisi pelarutnya.
Dua
zat yang mempunyai struktur kristal yang sama disebut isomorfik (sama bentuk),
contohnya NaF dengan MgO, K2SO4 dengan K2SeO4,
dan Cr2O3 dengan Fe2O3. Zat
isomorfik tidak selalu dapat mengkristal bersama secara homogen. Artinya satu
partikel tidak dapat menggantikan kedudukan partikel lain. Contohnya, Na+
tidak dapat menggantikan K+ dalam KCl, walaupun bentuk kristal NaCl
sama dengan KCl. Suatu zat yang mempunyai dua kristal atau lebih disebut
polimorfik (banyak bentuk), contohnya karbon dan belerang. Karbon mempunyai
struktur grafit dan intan, belerang dapat berstruktur rombohedarl dan monoklin.
Selama
pengendapan ukuran kristal yang terbentuk, tergantung terutama pada dua faktor
penting yaitu laju pembentukan inti (nukleasi) dan laju pertumbuhan kristal.
Jika laju pembentukan inti tinggi, banyak sekali kristal akan terbentuk, dan terbentuk
endapan yang terdiri dari partikel-partikel kecil. Laju pembentukan inti
tergantung pada derajat lewat jenuh dari larutan. Makin tinggi derajat lewat
jenuh, makin besarlah kemungkinan untuk membentuk inti baru, jadi makin
besarlah laju pembentukan inti.
Garam
dapur atau natrium klorida atau NaCl. Zat padat berwarna putih yang dapat
diperoleh dengan menguapkan dan memurnikan air laut. Juga dapat dengan
netralisasi HCl dengan NaOH berair. NaCl nyaris tak dapat larut dalam alkohol ,
tetapi larut dalam air sambil menyedot panas, perubahan kelarutannya sangat
kecil dengan suhu. Garam normal, suatu garam yang tak mengandung hidrogen atau
gugus hidroksida yang dapat digusur. Larutan-larutan berair dari garam normal
tidak selalu netral terhadap indikator semisal lakmus. Garam rangkap; yang
terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau
lebih garam tertentu. Misalnya: FeSO4(NH4)2SO4.6H2O
dan K2SO4Al4(SO4)3.24H2O.
Dalam larutan, garam ini merupakan campuran rupa-rupa ion sederhana yang akan
mengion jika dilarutkan lagi. Jadi, jelas berbeda dengan garam kompleks yang
menghasilkan ion-ion kompleks dalam larutan.
Metode ini sederhana, material padayan ini
terlarut dalam pelarut yang cocok pada suhu tinggi ( pada atau dekat
titik didih pelarutnya ) untuk mendapatkan jumlah larutan jenuh atau dekat
jenuh. Ketika larutan panas perlahan didinginkan,Kristal akan mengendap karena
kelarutan padatan biasanya menurun bila suhuditurunkan. Diharapkan bahwa
pengotor tidak akan pengkristal karenakonsentrasinya dalam larutan tidak
terlalu tinggi untuk mencapai jenuh.Walaupun rekristalisasi adalah metoda yang
sangat sederhana, dalam prakteknya bukan berarti mudah dilakukan.
Adapun saran – saran yang dibutuhkan untuk
melakukan metoda kristalisasi adalah sebagai berikut :
1. Kelarutan material yang akan dimurnikan harus memiliki ketergantungan yang besar pada suhu. Misalnya, ketergantungan pada suhu NaCl hampir dapat diabaikan. Jadi pemurnian NaCl dengan rekristalisasi tidak dapat dilakukan.
2. Kristal tidak harus mengendap dari larutan jenuh dengan pendinginan karena mungkin terbentuk super jenuh. Dalam kasus semacam ini penambahan Kristal bibt, mungkin akan efektif. Bila tak ada Kristal bibit, menggaruk dinding mungkin akan berguna.
3. Untuk mencegah reaksi kimia antara pelarut dan zat terlarut, penggunaan pelarut non polar lebih disarankan. Namun, pelarut non polar cenderung merupakan pelarut yang buruk untuk senyawa polar.
4. Umumnya, pelarut dengan titik didih rendah lebih diinginkan. Namun sekali lagi pelarut dengan titik didih lebih rendah biasanya non polar. Jadi, pemilihan pelarut biasanya bukan masalah sederhana
Dasar Teori
Rekristalisasi merupakan metode yang
sangat penting untuk pemurnian komponen larutan organic. Ada tujuh metode dalam
rekristalisasi yaitu: memilih pelarut, melarutkan zat terlarut, menghilangkan
warna larutan, memindahkan zat padat, mengkristalkan larutan, mengumpul dan
mencuci kristal, mengeringkan produknya (hasil) (Williamson, 1999).
Ada beberapa
hal yang dapat dilakukan analis untuk meminimalkan kopresipitasi bersama
endapan kristal. Jika ia tahu akan hadirnya suatu ion yang mudah
berkopresipitasi, ia dapat mengurangi (tidak sama sekali menghilangkan)
banyaknya kopresipitasi dengan metode penambahan kedua reagensia itu. Setelah suatu kristal endapan terbentuk, analisis itu dapat meningkatkan
kemurnian. Endapan itu disaring, dilarutkan ulang dan diendapkan ulang. Ion
pengotor akan hadir dalam konsentrasi yang lebih rendah selama pengendapan
(Underwood, 1996).
Bila zat cair didinginkan,
gerakan translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan gaya molekul lebih
besar. Hingga setelah pengkristalan molekul mempunyai kedudukan tertentu dalam
kristal. Panas yang terbentuk pada pengkristalan disebut panas pengkristalan.
Selama pengkristalan temperatur tetap, disini terjadi kesetimbangan terperatur
akan turun lagi pengkristalan selesai. Peristiwa kebalikan dari pengkristalan
disebut peleburan (Sukardjo, 1989)
Jika
kita gunakan definisi konvensional yang menyatakan bahwa hablur atau kristal
adalah padatan homogen yang dibatasi oleh bidang muka rata yang terbentuk
secara alamiah, maka adalah benar bahwa kebanyakan padatan yang kita jumpai
dalam hidup sehari-hari tidak nampak sebagai kristal. Hal ini pada umumnya
disebabkan oleh salah satu dari dua hal berikut : pada satu pihak, banyak
padatan merupakan campuran dari berbagai senyawa yang biasanya terdiri dari
banyak molekul besar dengan berbagai ukuran. Tetapi kalau bahan tersebut
dipisah-pisahkan untuk menghasilkan senyawa murni, maka cenderung terjadi
struktur kristal. Misalnya, beberapa jenis protein dan selulosa, yang keduanya
adalah bahan penyusun padatan yang terjadi secara alamiah telah diperoleh dalam
tahanan kristal, walaupun kedua zat tersebut tidak ditemukan di alam dalam tahanan
kristal(underwood, 1987)
Kristal
adalah benda padat yang mempunyai permukaan-permukaan datar. Karena banyak zat
padat seperti garam, kuarsa, dan salju ada dalam bentuk-bentuk yang jelas
simetris, telah lama para ilmuwan menduga bahwa atom, ion ataupun molekul zat
padat ini juga tersusun secara simetris(keenan, 1999)
Struktur
kristal ditentukan oleh gaya antar atom dan ukuran atom yang terdapat dalam
kristal. Untuk menyederhanakan persoalan, kita dapat menganggap ion atau atom
sebagai bola padat berjari-jari r. Struktur ada yang hexagonal close packing.
Cara penyusunan bola dalam kristal tidak dapat sesederhana pada kristal logam,
karena kristal ionic terdiri dari ion-ion yang bermuatan dan memiliki jenis
yang berbeda (Tony, 1987)
Dua
senyawa santon telah berhasil diisolasi dari fraksi etil asetat kayu batang
Mundu Garcinia dulcis (Roxb.) Kurz., yaitu 1,3,4,5,8-pentahidroksisanton
(1) dan 1,4,5,8-tetrahidroksisanton (2). Senyawa (1) menunjukkan aktivitas yang
tinggi sebagai antioksidan terhadap radikal bebas 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil
(DPPH). Isolasi senyawa-senyawa dilakukan dengan cara maserasi menggunakan
pelarut etil asetat, pemisahan komponen-komponen menggunakan berbagai
cara kromatografi. Pemurnian dilakukan dengan metode rekristalisasi menggunakan
campuran dua pelarut Etil asetat dan aseton menghasilkan 59 fraksi
kemudian digabung menghasilkan enam fraksi gabungan yaitu fraksi X1, X2, X3,
X4, X5 dan X6. Padatan pada fraksi gabungan X5 sama dengan fraksi X6 sehingga
dapat digabung yang selanjutnya direkristalisasi. Rekristalisasi dilakukan
sebanyak tiga kali dengan menggunakan campuran pelarut etil asetat pa dan
n-heksana pa menghasilkan padatan kuning (250 mg) dengan titik leleh 231 – 232oC
yang kemudian disebut senyawa (1) Fraksi gabungan Y6 (144mg) direkristalisasi
menggunakan campuran pelarut etil asetat pa dan n-heksana pa menghasilkan
padatan kuning (84 mg) dengan titik leleh 223–224oC yang kemudian
disebut senyawa (2) (Ersam, 2006)
Rekristalisasi
merupakan salah satu cara pemurnian zat padat yang jamak digunakan, dimana
zat-zat tersebut dilarutkan dalam suatu pelarut kemudian dikristalkan kembali.
Cara ini bergantung pada kelarutan zat dalam pelarut tertentu di kala suhu
diperbesar. Karena konsentrasi total impuriti biasanya lebih kecil dari
konsentrasi zat yang dimurnikan, bila dingin, maka konsentrasi impuriti yang
rendah tetapi dalam larutan sementara produk yang berkonsentrasi tinggi akan
mengendap (Arsyad, 2001)
Adapun tahap – tahap
yang dilakukan pada proses rekristalisasi pada umumnya,yaitu: svehla, 1985)
1. Memilih pelarut yang cocok
Pelarut yang
umum digunakan jika dirutkan sesuai dengan kenaikankepolarannya adalah
petroleum eter ( n-heksan, toluene, kloroform,aseton, etil asetat, etanol,
methanol, dan air. Pelarut yang cocok untuk merekristalisasi suatu sampel
zat tertentu adalah pelarut yang dapatmelarutkan secara baik zat tersebut dalam
keadaan panas, tetapi sedikitmelarutkan dalam keadaan dingin.
2. Melarutkan senyawa ke dalam pelarut panas sedikit mungkin
Zat yang akan dilarutkan hendaknya dilarutkan dalam pelarut
panasdengan volum sedikit mungkin, sehingga diperkirakan tepat sekitar
titik jenuhnya. Jika terlalu encer, uapkan pelarutnya sehingga tepat
jenuh.Apabila digunakan kombinasi dua pelarut, mula – mula zat itu dilarutkan dalam
pelarut yang baik dalam keadaan panas sampai larut, kemudianditambahkan pelarut
yang kurang baik tetes demi tetes sampai timbulkekeruhan. Tambahkan beberapa
tetes pelarut yang baik agar kekeruhannya hilang kemudian disaring.
3.
Penyaringan
Larutan disaring
dalam keadaan panas untuk menghilangkan pengotor yang tidak larut.
Penyaringan larutan dalam keadaan panas dimaksudkan untuk memisahkan zat – zat
pengotor yang tidak larut atau tersuspensidalam larutan, seperti debu, pasir,
dan lainnya. Agar penyaringan berjalancepat, biasanya digunakan corong Buchner.
Jika larutannya mengandungzat warna pengotor, maka sebelum disaring ditambahkan
sedikit ( ± 2 %berat ) arang aktif untuk mengadsorbsi zat warna tersebut.
Penambahanarang aktif tidak boleh terlalu banyak karena dapat mengadsorbsi
senyawa yang dimurnikan
4. Pendinginan filtrate
Filtrat didinginkan pada suhu kamar sampai terbentuk
Kristal. Kadang – kadang pendinginan ini dilakukan dalam air es.
Penambahan umpan ( seed) yang berupa Kristal murni ke dalam larutan atau
penggoresan dindingwadah dengan batang pengaduk dapat mempercepat
rekristalisasi
5. Penyaringan dan pendinginan Kristal
Apabila proses kristalisasi telah berlangsung sempurna, Kristal
yangdiperoleh perlu disaring dengan cepat menggunakan corong Buchner.Kemudian
Kristal yang diperoleh dikeringkan dalam eksikator.
Syarat pelarut yang baik untuk
rekristalisasi(underwood, 1987 )
1. Memiliki
daya pelarut yang tinggi pada suhu tinggi dan daya pelarut yang rendah pada
suhu rendah
2. Menghasilkan
kristal yang baik dari senyawa yang dimurnikan
3. Dapat
melarutkan senyawa lain
4. Mempunyai
titik didih relatif rendah (mudah terpisah dengan kristal murni)
5. Pelarut
tidak bereaksi dengan senyawa yang dimurnikan.
Rekristalisasi Garam dapur
Cara memilih pelarut yang cocok: (Tim
penyusun: 2009)
1.
Dipilih zat pelarut yang hanya dapat
melarutkan zat yang akan dimurnikan dalam keadaan panas, sedangkan zat
pencampurnya tidak larut dalam pelarut tersebut.
2.
Dipilih pelarut yang titik didihnya
rendah untuk dapat mempermudah proses pengeringan kristal yang terbentuk.
3.
Titik didih pelarut hendaknya lebih
rendah dari pada titik leleh zat padat yang dilarutkan supaya zat yang akan
dilarutkan tidak terurai.
4. Pelarut tidak bereaksi dengan zat yang akan dilarutkan.
Contoh pembentukan kristal
Metode Kerja Rekristalisasi
Cara melakukan rekristalisasi:Lihat pada pelarut zat sampel yang anda peroleh. Panaskan
pelarut tersebut kemudian masukan pelarut yang sudah panas pada labu erlenmeyer
yang berisi zat sampel sambil diaduk sampai tepat semua zat melarut. Untuk
menjaga agar larutan tetap panas pada waktu melarutkan dapat menggunakan
bantuan penangas listrik. Saring cepat dalam keadaan panas, bisa menggunakan
corong tembaga, corong buchner, atau corong biasa, dan tampung filtratnya.
Bilas zat yang menempel pada corong dengan pelarutnya dalam keadaan panas.
Dinginkan sampai terbentuk kristal kembali. Caranya bisa di udara, dalam air
dingin, atau dalam es. Jika kristal tidak terbentuk jenuhkan larutan dengan
menggunakan bantuan penangas sampai terbentuk lapisan tipis di atas permukaan
larutan, kemudian dinginkan kembali. Saring kristal yang terbentuk. Untuk
memeriksa apakah masih terdapat zat terlarut lakukan penjenuhan kembali dan
seterusnya seperti langkah di atas. Cuci kristal yang terbentuk dengan sedikit
pelarut dalam keadaan dingin. Keringkan dan periksa titik leleh dan bentuk
kristalnya, selanjutnya bandingkan dengan data dari sampel.(anonymous, 2011)
BAB III
KESIMPULAN
Rekristalisasi merupakan metode yang
sangat penting untuk pemurnian komponen larutan organic. Ada tujuh metode dalam
rekristalisasi yaitu: memilih pelarut, melarutkan zat terlarut, menghilangkan
warna larutan, memindahkan zat padat, mengkristalkan larutan, mengumpul dan
mencuci kristal, mengeringkan produknya (hasil).
Prinsip rekristalisasi dengan penguapan,
rekristalisasi adalah metode pemurnian bahan dalam hal ini adalah garam dapur
dengan pembentukan kristal kembali guna menghilangkan zat pengotor, daya larut
dari zat yang akan dimurnikan dengan pelarutnya akan mempengaruhi proses
rekristalisasi.
Pemisahan secara kimia terhadap satu komponen atau lebih dilakukan dengan mereaksikan dengan zat lain sehingga dapt dipisahkan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 2011. Annisa. 2010. http://kimiamagic.blogspot.com. Diakses
pada tanggal 18-06-2011, pukul:08.50
Arsyad,
M.N. 2001. Kamus Kimia Arti dan Penjelasan Istilah. Gramedia. Jakarta
Bird,
Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Gramedia. Jakarta
Day, R.A dan Underwood.
1987. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta
Keenan,
C.W. 1999. Kimia untuk Universitas Jilid 2. Erlangga. Jakarta
Sukamat
dan Ersam. 2006. Dua Senyawa Santon Dari Kayu Batang Mundu Garcinia Dulcis
(Roxb.) Kurz. Sebagai
Antioksidan. ITS. Surabaya
Svehla, S. 1985. Buku Ajar Vogel: Analisis
Anorganik Kuantitatif Makro dan Semimikro. Jilid I. PT
Kalman Media Pusaka. Jakarta
0 komentar:
Posting Komentar