BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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.
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 sama. Dua zat yang mempunyai struktur kristal yang sama dikatakan
isomotif. Suatu zat tunggal yang mengkristal dalam dua atu lebih bentuk yang
berlainan pada kondisi yang berlainan, dikataklan bersifat polimort (banyak
bentuk)
Walaupun rekristalisasi adalah metode yang sangat sederhana, dalam praktek tidaklah mudah untuk dilakukan. Oleh karena itu dalam makalah ini kami mengangkat tema rekristalisasi agar kita lebih mendalam mengetahui prinsip-prinsip dari rekristalisasi.
1.2
Rumusan Masalah
v Bagaimana
prinsip pemurnian zat padat dengan metode rekristalisasi?
v Bagaimana
tahapan pemurnian padatan dengan metode rekristalisasi?
1.3
Tujuan
v Mengetahui
prinsip pemurnian zat padat dengan metode rekristalisasi.
v mengetahui
tahapan pemurnian padatan denganmetode rekristalisasi.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Rekristalisasi
Rekristalisasi merupakan salah satu cara pemurnian zat padat yang jamak digunakan, dimana zat-zat tersebut dilarutkan dalam suatu pelurut kemudian dikristalkan kembali. Cara ini bergantung pada kelarutan zat dalam pelarut tertentu dikala suhu diperbesar. Karena konsentrasi total impurity biasanya lebih kecil dari konsentrasi zat yang dimurnikan. Bila dingin, maka konsentrasi impurity yang rendah tetapi dalam larutan sementara produk yang berkonsentrasi tinggi akan mengendap.
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.
2.2 Prinsip Rekristalisasi
Rekristalisasi digunakan untuk memisahkan dua
campuran senyawa atas dasar perbedaan kelarutan pada suhu yang berbeda .
pertama,larutan dipanaskan terlebih dahulu sampai mendidih. Kemudian larutan
disaring dengan penyaring buchner dalam keadaan panas . kemudian filtrat
didinginkan sampai terbentuk endapan didasar tabung (erlenmeyer). Setelah terbentuk
endapan ,endapan dapat dipisahkan dengan cara disaring menggunakan kertas
saring . selanjutnya endapan dapat dikeringkan menggunakan oven. Setelah
kristal kering, dapat digunakan untuk percobaan selanjutnya.
Zat campuran dari hasil reaksi pembuatan
preparat yang akan dimurnikan dilarutkan dalam pelarut yang cocok yang telah
dipilih, biasanya dengan cara coba-coba atau dapat dilihat dalam handbook
kimia. Sebaiknya dilarutkan pada temperatur dekat titik didihnya, saring untuk
memisahkan dari zat pencampurnya yang tidak larut dalam pelarut yang digunakan
itu, kemudian larutan (zat cair hasil saringan) diuapkan sampai jenuh, dan
diamkan zat tersebut mengkristal. Apabila zat tersebut larut dalam keadaan
panas maka larutan akan mengkristal bila larutan tersebut didinginkan.
Selanjutnya saring kristal yang terbentuk, keringkan dan uji sifat fisiknya.
Cara memilih pelarut yang cocok:
a) Dipilih zat pelarut yang
hanya dapat melarutkan zat yang akan dimurnikan dalam keadaan panas, sedangkan
zat pencampurnya tidak larut dalam pelarut tersebut.
b)
Dipilih pelarut
yang titik didihnya rendah untuk dapat mempermudah proses pengeringan kristal
yang terbentuk.
c)
Titik didih pelarut hendaknya lebih rendah
dari pada titik leleh zat padat yang dilarutkan supaya zat yang akan dilarutkan
tidak terurai.
d)
Pelarut tidak
bereaksi dengan zat yang akan dilarutkan.
2.3
Macam atau Jenis Metode
Jenis-jenis metode Kristaliser ;
a)
Kristaliser
Tangki
Kristaliser yang paling kuno. Larutan
jenuh, panas dibiarkan berkontak dengan udara terbuka dalam tangki terbuka.
b)
Scraped Surface
Crystallizers
Contoh kristaliser jenis ini adalah
Swenson-Walker crystallizer. Berupa saluran dengan lebar 2 ft, dengan penampang
berbentuk setengah lingkaran. Bagian luar dinding dilengkapi dengan jaket
pendingin dan sebuah pisau pengeruk yang akan mengambil produk kristal yang
menempel pada dinding.
c)
Forced
Circulating Liquid Evaporator-Crystallizer
Kristaliser jenis ini mengkombinasikan antara
pendinginan dan evaporasi untuk mencapai kondisi supersaturasi. Larutan
terlebih dulu dilewatkan pemanas HE, kemudian menuju badan kristaliser. Di sini
terjadi flash evaporation, mengurangi jumlah pelarut dan meningkatkan
konsentrasi solute, membawa ke kondisi supersaturasi. Selanjutnya larutan ini
mengalir melalui area fluidisasi dimana kristal terbentuk melalui nukleasi
sekunder. Produk kristal diambil sebagai hasil bawah, sedangkan larutan pekat
direcycle, dicampur dengan umpan segar.
d)
Circulating
Magma Vacuum Crystallizer
Pada tipe kristaliser ini, baik kristal ataupun
larutan disirkulasi diluar badan kristal. Setelah dipanaskan larutan akan
dialirkan ke badan kristaliser. Kondisi vakum menjadi penyebab menguapnya
pelarut, sehingga menjadi lewat jenuh.
2.4 Alat yang
Digunakan
Adapun
tahap-tahap yang dilakukan pada proses rekristalisasi pada umumnya, yaitu :
1.
Memilih
pelarut yang cocok
Pelarut
yang umum digunakan jika dirutkan sesuai dengan kenaikan kepolarannya 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 dapat melarutkan secara baik zat tersebut dalam
keadaan panas, tetapi sedikit melarutkan dalam keadaan dingin.
2.
Melarutkan
senyawa ke dalam pelarut panas sedikit mungkin
Zat yang
akan dilarutkan hendaknya dilarutkan dalam pelarut panas dengan 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, kemudian ditambahkan pelarut yang kurang baik tetes demi
tetes sampai timbul kekeruhan. Tambahkan beberapa tetes pelarut yang baik agar
kekeruhannya hilang kemudian disaring.(Pemanasan, diatas hot plate).
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 tersuspensi dalam larutan, seperti debu, pasir,
dan lainnya. Agar penyaringan berjalan cepat, biasanya digunakan corong
Buchner. Jika larutannya mengandung zat warna pengotor, maka sebelum disaring
ditambahkan sedikit (± 2 % berat) arang aktif untuk mengadsorbsi zat warna
tersebut. Penambahan arang 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 (baskom es). Penambahan umpan (seed)
yang berupa Kristal murni ke dalam larutan atau penggoresan dinding wadah
dengan batang pengaduk dapat mempercepat rekristalisasi.
5.
Penyaringan
dan pengeringan Kristal
Apabila
proses kristalisasi telah berlangsung sempurna, Kristal yang diperoleh perlu
disaring dengan cepat menggunakan corong Buchner. Kemudian Kristal yang
diperoleh dikeringkan dalam eksikator atau dalam oven.
2.5 Mekanisme
Pemisahan
Syarat utama terbentuknya kristal dari suatu
larutan adalah larutan induk harus dibuat dalam kondisi lewat jenuh
(supersaturated). Yang dimaksud dengan kondisi lewat jenuh adalah kondisi
dimana pelarut (solven) mengandung zat terlarut (solute) melebihi kemampuan
pelarut tersebut untuk melarutkan solute pada suhu tetap. Atau kalau
diilustrasikan dengan sebuah kelas, jika kapasitas suatu kelas adalah 80
mahasiswa, karena hanya ada 80 kursi. Maka mahasiswa ke-81 yang masuk ke kelas
adalah mahasiswa yang membuat kondisi kelas lewat jenuh.
Selanjutnya, bagaimana cara untuk mencapai
kondisi supersaturasi yang diinginkan ? Berdasarkan teori, solubilitas padatan
dalam cairan akan menurun seiring dengan penurunan suhu (pendinginan).
Seiring dengan penurunan suhu, saturasi akan meningkat sedemikian hingga,
sampai tercapai kondisi supersaturasi.
Pendinginan adalah salah satu dari 4 cara yang
dapat digunakan untuk mencapai kondisi supersaturasi. Akan tetapi cara ini
hanya dapat dilakukan jika, solubilitas padatan dalam larutan sangat
dipengaruhi oleh suhu. Dan untuk senyawa Ce2(SO4)3
cara ini tidak berlaku, karena kelarutan senyawa ini dalam air akan berkurang
dengan kenaikan suhu.
Tiga metode lain yang dapat digunakan untuk
mencapai kondisi supersaturasi adalah penguapan solven sehingga
konsentrasi larutan menjadi makin pekat, penambahan senyawa lain, non solven,
ke dalam larutan yang akan menurunkan solubilitas padatan dan reaksi kimia.
Langkah pertama adalah membentuk inti kristal
primer, yang akan merangsang pembentukan kristal. Untuk membentuk inti kristal
primer, jika dibuat dari larutan induk, maka beda konsentrasi larutan lewat
jenuh dengan konsentrasi jenuh (C-C*) sebagai driving force proses kristalisasi
harus dibuat besar. Dan ini membutuhkan energi yang sangat besar. Sehingga
untuk skala industri, tidak efisien. Lebih disukai cara penambahan kristal yang
sudah jadi, untuk menginisiasi pembentukan inti kristal primer.
Pemodelan matematis yang mewakili proses
nukleasi primer, sulit untuk dibuat. Oleh karena itu, perhitungan waktu tinggal
semata-mata didasarkan dari hasil eksperimen.
Mekanisme kristalisasi selanjutnya adalah
nukleasi sekunder. Pada fase ini, kristal tumbuh dikarenakan kontak antara
kristal dan larutan. Terjadi pada kondisi supersaturasi yang lebih rendah yang
memungkinkan kristal tumbuh dengan optimal. Nukleasi sekunder membutuhkan bibit
atau kristal yang sudah jadi untuk merangsang pertumbuhan kristal yang baru.
Fase inipun juga sulit dibuat pemodelannya, sehingga sama dengan nukleasi
primer, penentuan waktunya dilakukan dengan eksperimen.
Struktur
morfologi dan kemurnian endapan. Pengendapan mungkin adalah metode yang paling
sering di pakai dalam praktek analisis kualitatif . timbulnya endapan sebagai
hasil penambahan suatu reagensia tertentu dapat di pakai sebagai uji terhadap
suatu ion tertentu (svehla,1990).
Kemudahan
suatu sndapan dapat disaring dan dicuci tergantung sebagian besar pada struktur
morfologi endapan,yaitu pada bentuk dan ukuran Kristal-kristalnya.
Jelaslah,makin besar Kristal-kristal yang terbentuk selama berlangsungnya
pengendapan ,makin mudah mereka dapat di saring, dan mungkin sekali (meskipun
tak harus) makin cepat Kristal-kristal itu akan turun kebawah keluar dari
larutan ,yang lagi-lagi akan membantu penyaringan .bentuk Kristal juga
penting(svehla,1990).
Struktur
yang sederhana,seperti kubus, ooktahedron,atau jarum-jarum ,sangat
menguntungkan , karena mudah dicuci setelah disaring. Kristal dengan sruktur
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 bis tercapai. Ukuran Kristal yang
terbentuk selama pengendapan, tergantung terutama pada dua faktor penting:
yaitu laju pembentukan inti(nukleas)dan laju pertumbuhan Kristal (svehla,1990).
2.6 Laju Pertumbuhan
2.5.1 Laju pembentukan inti
Dapat dinyatakan dengan jumlah inti yang
terbentuk dalam satuan waktu. jika laju pembentukan inti tinggi, banyak sekali
Kristal yang akan terbentuk, tetapi tak atupun dari inti akan tumbuh menjadi
terlalu besar ,jadi terbentuk endapan yang terdiri dari partikel-partikel kecil.
laju pembentukan inti tergantung pada derajat lewat jenuh (supersaturation)
dari larutan. pengalaman telah
menunjukkan bahwa pembentukan Kristal dari larutan yang homogen,
sering belum dimulai pada konsentrasi
ion yang seharusnya di lihat daari hasilkali kelarutan, tetapi teertunda sampai
konsentrasi zat terlarut jauh laeabih tinggi dari pada konsentrasi larutan
jenuhnya. Laarutan lewat jenuh demikian berada agak lama dalam keadaan stabil.
Ini sering diperlukan prosedur-prosedur khusus (mengocok, menggores-gores
Kristal) untuk mendorong kristalisasi. Makin tinggi derajat lewat jenuh ,makin
besarlah kemungkinan untuk membentuk inti baru , jadi makin besarlah laju
pembentukan inti (svehla,1990).
2.5.2 Laju pertumbuhan Kristal
merupakan
faktor lainnya yang menpengaruhi ukuran Kristal yang terbentuk selama
pengendapan berlangsung. Jika laju ini tinggi, Kristal yang besar-besar
terbentuk. Laju pertumbuhan Kristal juga tergantung pada derajat lewat jenuh .
namun sebaiknya kita menciptakan kodisi-kondisi pada mana lewat jenuhnya
sedang-sedang saja, yang hanya memungkinkan teerbentuknya sejumlah inti yang
relative sedikit, yang pada gilirannnya dapat timbul menjadi Kristal-kristal
besar. Struktur morfologi endapan sering dapat diperbaiki dengan pengolahan
lannjutan. telah diketahui bahwa kelarutan partikel-partikel yang sangat
kecil,adalah jauh lebih besar dari pada kelarutan kristal-kristal besar dari
zat yang sama. jika sutu campuran yang terdiri dari induk-induk dan endapannya
sekedar dibiarkan diam untuk waktu yang lebiih lama, partikel yang kecil akan
larut lagi perlahan-lahan ke dalam
larutan induk, sedangkan partikel-partikel yang lebih besar justru tumbuh; jadi
terjadilah rekritalisasi (svehla,1990).
Proses ini yang berupa pematangan (atau
ageing), dapat sangat di percepat dengan
mendiamkan campuran-campuran pada suhu tinggi, misalnya, membiarkan berdiri diatas
suatu penangas air (water bath). Proses pematangan cara ini sering disebut
pencernaan (digestion). Setelah pengolahan tersebut , endapan menjadi lebih
mudah di saring dan dicuci; itulah mengapa tahap ini senantiasa dimasukkan
dalam hampir semua prosedur analisis gravimetric atau analisis timbangan. di
lain pihak, pematangan suatu endapan ,mungkin mempunyai efek yang tak
dikehendaki (svehla,1990).
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Rekristalisasi merupakan suatu metode untuk memurnikan padatan-padatan organic yang mempunyai kecenderungan membentuk kisi-kisi kristal melalui penggabungan molekul-molekul yang ukuran, bentuk, dan gaya-gaya ikatannya sama. Prinsip umum yang berlaku dalam proses rekristalisasi adalah jika terjadi penurunan tamperatur maka suatu padatan menjadi kurang larut di dalam suatu pelarut tertentu.
Adapun tahap-tahap yang dilakukan pada proses
rekristalisasi pada umumnya, yaitu :
1.
Memilih
pelarut yang cocok
2.
Melarutkan
senyawa ke dalam pelarut panas sedikit mungkin
3.
Penyaringan
4.
Pendinginan
filtrate
5.
Penyaringan
dan pengeringan Kristal
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 2011 http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/metoda-pemisahan-standar.
diakses pada tanggal 18 juni 2011
Fessenden
& Fessenden.1987. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta: Erlangga
Khamidinal.
2009. Teknik Laboratorium Kimia. pustaka pelajar: yogyakarta
Sukardjo. 1989. Kimia Fisika. Bina Cipta Aksara:
Bandung.
Svehla.1990. Buku Teks
Analisis Anorganik Kulitatif
Makro Dan Semimikro. Jakarta: PT kalman media Pustaka
Tim Penyusun. 2008. Penuntun Praktikum Kimia
Organik 1. Surabaya : UNESA Press Underwood
0 komentar:
Posting Komentar