1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Suatu senyawa atau komponen biasanya dalam bentuk campuran, dengan kata lain senyawa tersebut tidak murni. Misalnya air hujan, air hujan berasal dari proses kondensasi air laut yang dimana terjadi proses penguapan air laut menjadi cairan kembali. Didalam air hujan terdapat beberapa komponenkomponen, Untuk memisahkan komponen tersebut maka dapat dilakukan proses destilasi. Destilasi atau penyulingan adalah suatu proses pemisahan komponen yang berdasarkan pada perbedaan titik didih dimana komponen yang mempunyai titik didih yang rendah duluan keluar dibanding titik didih yang tinggi. pada proses ini terjadi proses penguapan yang diikuti pengembunan. Destilasi dilakukan untuk memisahkan suatu cairan dari campurannya apabila komponen lain tidak ikut menguap (titik didih lain jauh lebih t inggi). Berdasar teori yang dipaparkan diatas maka dilakukan percobaan destilasi yang bertujuan untuk mengetahui bagaimana cara memisahkan dua komponen senyawa yang saling bercampur yang terdapat pada minuman cocacola.
1
2
B. Tujuan Percobaan Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah 1. Untuk mengetahui prinsip dasar proses destilasi. 2. Untuk memisahkan senyawa yang terdapat dalam coca-cola dan campuran metanol-air, melalui proses destilasi.
C. Manfaat percobaan Manfaat dilakukannya percobaan ini adalah: 1. Mahasiswa dapat mengetahui prinsip dasar proses destilasi. 2. Mahasiswa dapat memisahkan senyawa yang terdapat dalam coca-cola dan campuran metanol-air, melalui proses destilasi.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Destilasi pertama kali ditemukan oleh kimiawan Yunani sekitar abad pertama masehi yang akhirnya perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya permintaan akan spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang telah berhasil menggambarkan secara akurat tentang proses distilasi pada sekitar abad ke-4. Pada abad ke-8 kimiawan muslim juga berhasil mendapatkan substan kimia yang benar-benar murni melalui proses destilasi. Pada tahun 800-an ahli kimia Persia, Jabir ibnu Hayam menjadi insprasi dalam destilasi skala mikro, karena penemuannya di bidang destilasi yang masih dipakai sampai sekarang. Petroleum pertama kali di dsetilasi oleh kimiawan muslim yang bernama Al-Razi pada abad ke-9, untuk destilasi karosin/ minyak tanah pertama ditemukan oleh Avicenna pada awal abad ke-11 (Anonim, 2011) Bentuk modern distilasi pertama kali ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi skala mikro. The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh Jabir Ibnu Hayyan (721-815) yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir menyebutkan tentang uap anggur
3
4
yang dapat terbakar. Ia juga telah menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang bahkan masih banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan diuraikan dengan jelas oleh Al-Kindi (801-873) (Anonim, 2011). Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi distilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen yang terdapat dalam suatu larutan atau campuran dan tergantung pada distribusi komponen-komponen tersebut antara fasa uap dan fasa air. Semua komponen tersebut terdapat dalam fasa cairan dan uap. Fasa uap terbentuk dari fasa cair melalui penguapan (evaporasi) pada titik didihnya. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara distilasi adalah komposisi uap harus berbeda dari komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat menguap. Suhu cairan yang mendidih merupakan titik didih cairan tersebut pada tekanan atmosfer yang digunakan. (Bambang, 2011). Destilasi
dilakukan
melalui
tiga
tahap
yaitu
evaporasi
adalah
memindahkan pelarut sebagai uap dari cairan yaitu pemisahan uap-cairan di dalam kolom, dan untuk memisahkan komponen dengan titik didih lebih rendah yang lebih volatil dari komponen lain yang kurang volatil dan kondensasi dari uap, serta untuk mendapatkan fraksi pelarut yang lebih volatil (Bambang, 2011). Pada pemisahan campuran dari dua campuran yang menguap atau yang titik didihnya berdekatan lebih banyak persoalannya, sehingga tidak dapat dilakukan dengan destilasi biasa. Suatu cara yang digunakan untuk memperoleh
5
hasil yang lebih baik disebut destilasi bertingkat, yaitu proses dimana komponenkomponennya secara bertingkat diuapkan dan diembunkan (Bambang, 2011). Dalam proses ini campuran didihkan pada kisaran suhu tertentu pada tekanan tetap. Uap yang dilepaskan dalam cairan tidak murni berasal dari salah satu komponen tetapi masih mengandung campuran kedua komponen dengan komposisi yang biasanya berbeda dengan komposisi cairan yang mendidih. Kenyataan umum yang diperoleh adalah bahwa uap lebih banyak mengandung komponen yang mudah menguap (atsiri). Bila sebagian cairan yang telah didihkan uapnya diembunkan, maka campuran akan terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama terdiri dari uap yang terembunkan disebut destilat , dan mengandung lebih banyak komponen yang atsiri dibandingkan cairan aslinya. Bagian kedua adalah cairan yang tertinggal disebut residu, yang susunannya lebih banyak komponen yang sukar menguap. Bila destilat yang mula-mula diperoleh dipanaskan lagi sampai mendidih, maka uap yang baru akan lebih banyak lagi komponen yang lebih atsiri. Hal ini dapat diulangi lagi beberapa kali sampai akhirnya diperoleh salah satu komponen murni yang mudah menguap (Bambang, 2011). Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada hokum Roult dan hokum Dalton. Destilasi Skala Industri. Umumnya proses destilasi dalam skala industri dilakukan dalam menara, oleh karena itu unit proses dari destilasi ini sering disebut sebagai menara destilasi (MD). MD biasanya berukuran 2-5 meter dalam diameter dan tinggi berkisar
6
antara 6-15 meter. Masukan dari MD biasanya berupa cair jenuh (cairan yang dengan berkurang tekanan sedikit saja sudah akan terbentuk uap) dan memiliki dua arus keluaran, arus yang diatas adalah arus yang lebih volatil (lebih ringan/mudah menguap) dan arus bawah yang terdiri dari komponen berat (Aditya, 2011). Contoh proses destilasi minyak serei yaitu
pada proses distilasi ini
dilakukan dengan cara distilasi bertingkat. Pada distilasi pertama bertujuan memisahkan senyawa organik dalam serai yang kemudian larut dalam air (air sebagai pelarut) , kemudian air hasil distilasi pertama akan didistilasi lagi. hal ini bertujuan memisahkan minyak serei dengan air. Disini minyak serei akan dipanaskan sampai berubah fase menjadi uap sedangkan air tetap berwujud cair. Uap serei akan didinginkan oleh air yang berasal dari luar tabung proses ini disebut kondensasio sehingga uap serei akan mengembun dan berubah fase menjadi cair dan terbentuk rendamen (Bambang, 2011). Teori dasar destilasi yaitu perpindahan panas ke cairan yang sedang mendidih memegang peranan yang penting pada proses evaporasi dan distilasi atau juga pada proses biologi dan proses kimia lain seperti proses petroleum, pengendalian temperatur suatu reaksi kimia, evaporasi suatu bahan pangan dan sebagainya. Cairan yang sedang dididihnya biasanya ditampung dalam bejana dengan panas yang berasal dari pipa-pipa pemanas yang horizontal atau vertikal. Pipa dan plat-plat tersebut dipanaskan dengan listrik, dengan cairan panas atau uap panas pada sisi yang lain (Bambang, 2011).
7
Perbedaan sifat campuran suatu fase dengan campuran dua fase dapat dibedakan secara jelas jika suatu cairan menguap, terutama dalam keadaan mendidih. Sebagai contoh adalah cairan murni didalam suatu tempat yang tertutup. Pada suhu tertentu molekul-molekul cairan tersebut memiliki energi tertentu dan bergerak bebas secara tetap dan dengan kecepatan tertentu. Tetapi setiap molekul dalam cairan hanya bergerak pada jarak pendek sebelum dipengaruhi oleh molekul-molekul lain, sehingga arah geraknya diubah. Namun setiap molekul pada lapisan permukaan yang bergerak ke arah atas akan meninggalkan permukaan cairan dan akan menjadi molekul uap. Molekul-molekul uap tersebut akan tetap berada dalam gerakan yang konstan, dan kecepatan molekulmolekul dipengaruhi oleh suhu pada saat itu (Bambang, 2011). Menurut Anonim, 2010. Ada 5 jenis destilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif. 1. Destilasi sederhana Destilasi sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi biasa ini untuk memperoleh senyawa murninya. Senyawa – senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap pada saat mencapai titik didih masing – masing.
8
Gambar 1. Alat Destilasi Sederhana Gambar di atas merupakan alat destilasi atau yang disebut destilator. Yang terdiri dari termometer, labu didih, steel head, pemanas, kondensor, dan labu penampung destilat. Termometer Biasanya digunakan untuk mengukur suhu uap zat cair yang didestilasi selama proses destilasi berlangsung.
Seringnya
termometer yang digunakan harus memenuhi syarat: a. Berskala suhu tinggi yang diatas titik didih zat cair yang akan didestilasi. b. Ditempatkan pada labu destilasi atau steel head dengan ujung atas reservoir HE sejajar dengan pipa penyalur uap ke kondensor. Labu didih berfungsi sebagai tempat suatu campuran zat cair yang akan didestilasi. 2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat) Sama prinsipnya dengan destilasi sederhana, hanya destilasi bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu
9
memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama sama mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat. Destilasi bertingkat sebenarnya adalah suatu proses destilasi berulang. Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional. Kolom fraksional terdiri atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang naik plat yang lebih tinggi lebih banyak mengandung cairan yang lebih atsiri (mudah menguap) sedangkan cairan yang yang kurang atsiri lebih banyak dalam kondensat. Contoh destilasi bertingkat adalah pemisahan campuran alkohol-air (lihat gambar di bawah), titik o
o
didih alkohol adalah 78 C dan titik didih air adalah 100 C. Campuran tersebut o
dicampurkan dalam labu didih.Pada suhu sekitar 78 C alkohol mulai mendidih tetapi sebagian air juga ikut menguap. Oleh karena alkohol lebih mudah menguap, kadar alkohol dalam uap lebih tinggi daripada kadar alkohol dalam campuran semula. Ketika mencapai kolom fraksionasi, uap mengembun dan o
memanaskan kolom tersebut. Setelah suhu kolom mencapai 78 C, alkohol tak lagi mengembun sehingga uap yang mengandung lebih banyak alkohol naik ke kolom di atasnya, sedangkan sebagian air turun ke dalam labu didih. Proses seperti itu berulang beberapa kali (bergantung pada banyaknya plat dalam kolom), sehingga akhirnya diperoleh alkohol yang lebih murni. Contoh lain dari Destilasi bertingkat adalah pemurnian minyak bumi, yaitu memisahkan gas, bensin, minyak tanah, dan sebagainya dari minyak mentah
10
Gambar. 2. Destilasi fraksionasi 3. Destilasi Azeotrop memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tsb atau dengan menggunakan tekanan tinggi.
Gambar 3. Destilasi Azeotrop 4. Destilasi Uap
11
Untuk memurnikan zat/senyawa cair yang tidak larut dalam air, dan titik didihnya cukup tinggi, sedangkan sebelum zat cair tersebut mencapai titik didihnya, zat cair sudah terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi pengubahan (rearranagement), maka zat cair tersebut tidak dapat dimurnikan secara destilasi sederhana atau destilasi bertingkat, melainkan harus didestilasi dengan destilasi uap. Destilasi uap adalah istilah yang secara umum digunakan untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air, dengan cara mengalirkan uap air ke dalam campuran sehingga bagian yang dapat menguap berubah menjadi uap pada temperatur yang lebih rendah dari pada dengan pemanasan langsung. Untuk destilasi uap, labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dihubungkan dengan labu pembangkit uap (lihat gambar alat destilasi uap). Uap air yang dialirkan ke dalam labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan, dimaksudkan untuk menurunkan titik didih senyawa tersebut, karena titik didih suatu campuran lebih rendah dari pada titik didih komponenkomponennya
Gambar 4. Destilasi Uap 5. Destilasi vakum
12
Memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, motode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi.
Gambar 5. Destilasi Vakum Distilasi Vakum disebut juga distilasi dengan tekanan rendah. Untuk mencegah penguraian senyawa-senyawa organik dianjurkan melakukan distilasi dengan metode ini. Distilasi ini terutama digunakan untuk sampel-sampel dengan titik o
didih diatas 180 C. Dengan bantuan aspirator air, tekanan dapat diturunkan sampai 12-15 mmHg. Sedangkan dengan bantuan pompa vakum tekanan dapat diturunkan sampai 0.01 mmHg. Untuk terakhir ini diperlukan cold trap untuk keamanan dan jangan sekali-kali melepaskan keadaan vakum dengan melepaskan labu atau termometer.
13
BAB III METODE PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Percobaan ini dilakukan pada: Hari/Tangal
: Rabu / 7 Desember 2011
Pukul
: 08.00 Wita sampai selesai
Tempat
: Laboratorium Kimia Organik Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar.
B. Alat dan Bahan 1. Alat
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu: a. Rangkaian alat destilasi
1 buah
b.
1 buah
Gelas kimia 300 mL
c. Gelas Ukur 50 mL
1 buah
d. Termometer
1 buah
e. Hot Plate
1 buah
f.
2 buah
Erlenmeyer 250 mL
g. Statif dan klem
2 buah
h. Selang karet
2 buah
i.
Gabus berlubang
1 buah
13
14
j.
Aerator
k. Ember
1 buah 1 buah
2. Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu: a. Aquadest b. Batu didih c. Coca-cola d. Es Batu e. Metenol f. Tissue
C. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja pada percobaan ini yaitu: 1. Destilasi coca-cola
a. Memasang rangkaian alat destilasi b. Mengisi labu destilasi dengan coca-cola sebanyak 150 mL kemudian memasukkan beberapa butir batu didih c. Menjalankan air melalui alat pendingin (kondensor) o
d. Memanaskan labu destilasi sampai pada suhu 100 C. e. Mengukur jumlah volume hasil destilasi.
2. Destilasi Metanol dan Aquades
15
a. Memasang rangkaian alat destilasi b. Mengisi labu destilasi dengan metanol sebanyak 75 mL dan aquades sebanyak 75 mL kemudian memasukkan beberapa butir batu didih c. Menjalankan air melalui alat pendingin (kondensor) o
d. Memanaskan labu destilasi sampai pada suhu 65 C. e. Mengukur jumlah volume hasil destilasi.
16
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
1. Larutan coca cola Volume Sampel Air (mL)
Residu(mL)
65
85
Coca cola
2. Campuran metanol dan air Volume Sampel Destilat (mL)
Residu (mL)
8
142
Metanol dan air (1:1)
B. Pembahasan
Pada percobaan ini, pemisahan zat dilakukan dengan metode destilasi sederhana. Destilasi sederhana merupakan suatu metode pemisahan zat berdasarkan perbedan titik didih yang berdekatan. Adapun prinsip kerja dari pemisahn dengan destilasi sederhana yaitu pemisahan suatu campuran dimana komponen-komponennya diuapkan dan diembunkan. Zat yang dipisahkan melalui alat destilasi sederhana adalah zat yang mudah menguap dan memiliki perbedaan titik didih yang saling berdekatan. Pada percobaan ini dilakukan pemisahan untuk larutan coca cola dan campuran metanol dan air dengan perbandingan 1:1. 16
17
Pada destilasi coca-cola sebanyak 150 mL yang dimasukkan ke dalam labu destilasi dan melakukan destilasi selama 30 menit dengan suhu 100ºC, digunakan pemanasan pada suhu tersebut karena komponen yang akan dipisahkan pada destilasi ini adalah air, yang memiliki titik didih 100ºC. Hasil yang diperoleh adalah air sebanyak 65 mL dan residu 85 mL. Hasil ini sesuai dengan volume total larutan coca cola yang didestilasi yaitu sebanyak 150 mL, sehingga dapat diketahui bahwa dalam larutan coca cola komponen utama dari coca cola adalah air. Percobaan destilasi campuran metanol dan air dengan perbandingan 1:1, metanol 75 mL dan air 75 mL yang dimasukkan ke dalam labu destilasi dengan suhu 60ºC, digunakan pemansan pada suhu tersebut karena metanol memiliki titik o
didih 60ºC, sedangkan air memiliki titik didih 100 C. Pada proses destilasi ini methanol yang lebih cepat menguap karena methanol memiliki titik didih lebih rendah. Hasil yang diperoleh pada destilasi methanol dan air adalah destilat berupa metanol yaitu sebanyak 8 mL dan residunya 142 mL. Hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan volume metanol yang terkandung dalam campuran. Hal tersebut disebabkan karena pamanasan yang dilakukan terlalu tinggi yang menyebabkan suhu lebih cepat naik sebelum semua komponen metanol menguap.
18
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini adalah hasil destilat dari coca-cola memperoleh air sebanyak 65 mL dan residu 85 mL sedangkan pada destilasi campuran metanol dan air memperoleh destilat berupa metanol sebanyak 8 mL dan residunya 142 mL.
B. Saran
Saran pada percobaan ini adalah sebaiknya pada percobaan selanjutnya menggunakan jenis destilasi lain.
18
DAFTAR PUSTAKA
19
Aditya, Riskian, “Destilasi Uap”, 8 Juni 2010, http://www. /destilasi uap/destilasiuap.html. Diakses pada tanggal 5 Desember 2011. Bambang Irawan, “Peningkatan Mutu Minyak Nilam dengan Ekstraksi dan Destilasi Pada Berbagai Komposisi Pelarut”, 19 Juli 2010, http://repository.usu.ac.id/ bitstream/123456789/1844/1/06000441.pdf. Diakses pada tanggal 5 Desember 2011.. Estien Yazid, Kimia Fisika Untuk Paramedis, Yogyakarta: Andi 2005 “Destilasi,” Wekipedia the Free Encyclopedia. http://id.wikipedia.org/wiki/ Distilasi.com" Diakses pada tanggal 5 Desember 2011. “Destilasi”. http://multiply.com/ . Diakses pada tanggal 5 Desember 2011. “Destilasi”. http://adityabeyubay359.blogspot.com/2009/08/destilasi.html Oktober 2009. Diakses pada tanggal 5 Desember 2011.
08
http://ndarucs.blogspot.com/2010/02/jenis“Jenis- jenis Destilasi,” jenisdistilasi.html. 11 02 2010. Diakses pada tanggal 5 Desember 2011.
“Macam-macam destilasi.” http://ndarucs.blogspot.com/2010/02/distilasi.html. 11 02 2010 Diakses pada tanggal 5 Desember 2011. Riawan. Kimia Organik. Edisi 1, Jakarta: Binapura Aksara 1990
Yulianto, Muhsin, “Destilasi”, 21 Oktober 2010, http:// www-chem-istry:org/sect=belajar&ext=destilation07-03. Diakses pada tanggal 5 Desember 2011. Tim Penyusun, Penuntun Praktikum Kimia Organik. Makassar: UIN Alauddin, 2011
