proses distilasi air laut menjadi air minum
DESCRIPTION
Berisi tentang pengertian distilasi dan hal-hal yang berkaitan dengan distilasi serta penjelasan proses terjadinya distilasi air laut agar dapat dijadikan air minum.TRANSCRIPT
DESTILASI
Tujuan dari distilasi adalah memisahkan cairan yang lebih mudah menguap (volatil)
dari zat-zat yang sukar menguap (non volatil) atau yang lebih umum adalah untuk
memisahkan dua atau lebih cairan yang mempunyai titik didih berbeda dan
dinyatakan sebagai distilasi fraksionasi. Pendekatan teoritis mengenai distilasi
fraksionasi memerlukan pengetahuan mengenai hubungan antara titik didih atau
tekanan uap campuran zat dan komposisinya. Dengan mengetahui kurva distilasi
dapat diperkirakan apakah pemisahan memungkinkan dan dapat dilakukan dengan
mudah atau sukar.
Menurut hukum Raoult, untuk sistem cair-cair, tekanan uap suatu zat sebanding
dengan fraksi mol zat yang ada dalam larutan dan dinyatakan dengan hubungan :
PA = K XA (1)
PA = tekanan uap zat A
XA = fraksi mol zat A dalam larutan
Bila XA = 1, berarti zat A murni sehingga PA = K = PoA yang merupakan tekanan uap
zat A murni pada suhu tertentu, sehingga substitusi pada persamaan (1)
mengahasilkan :
PA = PoA XA (2)
PoA = tekanan uap zat A murni
Dengan kata lain hukum Raoult dapat dinyatakan sebagai berikut :
Tekanan uap suatu komponen dalam larutan pada suhu tertentu sama dengan
tekanan uap zat murni dikalikan dengan fraksi molnya dalam larutan.
Untuk campuran komponen A dan B yang mudah menguap dan membentuk
larutan ideal, didapatkan hubungan :
PA = PoA XA dan PB = Po
B XB (3)
Tekanan total P menjadi :
P = PA + PB = PoA XA + Po
B XB (4)
Tekanan uap di atas larutan sebanding dengan fraksi mol dalam fasa uap sehingga
komposisi dalam fasa uap dapat dinyatakan dengan :
XUA
=
PAdan
XUB
=
PB
PA + PB PA + PB
Dengan demikian konsentrasi relatif dari masing-masing komponen dalam fasa uap
dan cair, misalnya untuk komponen B adalah :
XUB
=PB
.PO
B=
1
XB PA + PB PBXB +
POA
XAPO
B
Bila POA sama dengan PO
B , maka X U B sama dengan 1 karena dalam fasa cair, XA + XB = 1. XB
Bila POB > PO
A maka konsentrasi B dalam fasa uap lebih besar daripada fasa cair
dan sebaliknya bila POB < PO
A konsentrasi B dalam fasa uap lebih sedikit.
Titik didih normal suatu cairan adalah suhu dimana tekanan uap cairan sama
dengan tekanan atmosfer. Campuran dengan titik didih konstan disebut campuran
azeotrop dan mempunyai komposisi tertentu. Contohnya : campuran 95% etanol
dengan air akan membentuk azeotrop dengan titik didih minimum.
Jenis-jenis distilasi :
1. Distilasi sederhana (Non-Fraksionasi)
Distilasi ini digunakan bila sampel dikatakan hanya mengandung satu
komponen yang mudah menguap atau mempunyai perbedaan titik didih yang
tinggi. Pemurnian dengan distilasi sederhana dapat dilakukan dengan distilasi
yang berulang-ulang (redistilasi)
2. Distilasi 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
didih diatas 180oc. 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.
(5)
(6)
Sampel dimasukkan ke dalam labu distilasi, selanjutnya masukkan batu didih
agar pendidihan berlangsung halus dan teratur. Pengontrolan suhu labu distilasi
diperlukan supaya pendidihan berlangsung dengan baik.
3. Distilasi Fraksionasi
Distilasi fraksionasi diperlukan untuk pemisahan dua atau lebih komponen yang
mudah menguap atau yang mempunyai perbedaan titik didih yang rendah. Kolom
fraksionasi memungkinkan adanya kesetimbangan antara turunnya cairan yang
mengkondensasi dan naiknya uap, sehingga menghasilkan siklus penguapan
kondensasi dalam jumlah banyak.
Panjang dan jenis kolom fraksionasi yang diperlukan bergantung pada titik didih
komponen-komponen yang akan dipisahkan. Pemisahan yang sesuai untuk
komponen-komponen dengan perbedaan titik didih 15-20oc adalah dengan
menggunakan vigorous. Untuk komponen-komponen dengan titik didih yang lebih
dekat diperlukan “packed column” atau “Spinning Band Column”.
Kondisi kesetimbangan harus dijaga dalam kolom fraksionasi pada setiap saat
untuk memperoleh pemisahan yang baik. Istilah reflux digunakan untuk cairan
yang menguap dan kembali ke labu semula sebagai kondensat. Perbandingan
distilat dengan jumlah kondensat yang kembali ke labu distilasi (disebut refluks
ratio) biasanya harus lebih besar dari satu dan umumnya antara 5-10 untuk
komponen yang relatif mudah dipisahkan. Untuk menjaga refluks ratio dalam
daerah ini diperlukan pengontrolan pemanasan labu distilasi.
4. Distilasi Uap
Distilasi ini digunakan untuk cairan-cairan yang sama sekali tidak mau
bercampur (immiscible) atau cairan yang bercampur (miscible) sangat terbatas.
Campuran heterogen dari dua cairan ini (A dan B) tidak mengikuti hokum Raoult,
tetapi masing-masing komponen mempunyai tekanan uap parsial (POB atau PO
A)
yang sama dengan tekanan uap zat murni pada suhu tertentu. Dengan kata lain,
tekanan uap parsial masing-masing komponen dalam campuran heterogen hanya
bergantung pada suhu. Bila POB + PO
A sama dengan tekanan atmosfer, campuran
mendidih. Karena POB dan PO
A aditif, titik didih campuran selalu dibawah titik didih
dari komponen yang lebih mudah menguap. Titik didih campuran dan komposisi
distilat akan tetap konstan sampai salah satu komponen hampir sempurna
dikeluarkan. Oleh karena salah satu komponen air, distilasi uap pada tekanan
atmosfer akan menghasilkan pemisahan komponen-komponen dengan titik didih
yang cukup tinggi pada suhu di bawah 100oc.
Komposisi uap dapat dihitung dengan mudah sebagai berikut : jumlah molekul
masing-masing komponen dalam fasa uap akan sebanding dengan tekanan uap
parsialnya, contohnya tekanan uap dari zat murni pada suhu tersebut. Jika PA dan
PB adalah tekanan uap dari dua zat cair A dan B pada tekanan titik didih
campuran, maka tekanan total P :
P = PA + PB
Dan komposisi uap:
mol
A=
POA
atauberat A
=PO
A MA
mol
B POB barat B PO
B MB
POA dan PO
B : tekanan parsial dari komponen A dan B pada suhu dimana
distilasi berlangsung
MA dan MB : bobot molekul A dan B
Persamaan di atas menunjukan bahwa makin kecil harga POA MA, maka makin besar
harga berat B. Air mempunyai bobot molekul yang relatif rendah dan tekanan uap
yang tergolong sedang. Zat-zat dengan bobot molekul tinggi dan tekanan uap
rendah dapat dipisahkan dengan metode ini secara ekonomis dalam skala besar.
TAHAPAN DISTILASI
Distilasi sederhana
1. Siapkan unit distilasi sebagai berikut : sebagai labu distilasi gunakan labu
bulat berukuran 100 ml berleher pendek. Masukkan 2 buah batu didih
yang bersih di dalam labu.
2. Siapkan sumbat gabus/karet yang dilubangi sesuai dengan ukuran
thermometer dan masukkan termometer ke dalam lubang sumbat.
Selanjutkan tempatkan sumbat sedemikian sehingga bulb air raksa berada
sedikit di bawah sambungan dengan kondensor. Hubungkan bagian atas
labu distilasi dengan kondensor melalui sumbat berlubang yang sesuai
dan masing-masing di-klem.
3. Selanjutnya hubungkan adaptor dengan ujung kondensor yang lain.
4. Siapkan sejumlah gelas ukur 10ml untuk menampung distilat yang
diperoleh.
5. Masukkan ke dalam labu distilasi campuran 25ml metanol dengan 25 ml
air, gunakan corong bertangkai panjang untuk memasukkan cairan.
6. Panaskan labu dan atur pemasangan sehingga distilat yang diperoleh
sebanyak 1 tetes setiap 2-5 detik.
7. Catat suhu setiap interval 2ml dan setiap 2ml distilat tersebut dilakukan
penimbangan (4 angka dibelakang koma)
8. Distilasi harus dihentikan sebelum cairan dalam labu distilasi habis atau
kering. (pada suhu 1000C atau mendekati)
9. Buatlah grafik suhu vs volume distilat untuk suatu sistem distilasi
sederhana.
Distilasi dengan tekanan rendah.
1. Ulangi percobaan yang sama seperti distilasi sederhana akan tetapi
sistem diturunkan tekanannya dengan cara menghubungkan ujung
kondensor dengan aspirator yang telah dihubungkan dengan pompa air.
2. Catat suhu sebagai fungsi volume distilat yang ditampung setiap interval 2
ml dan ditimbang beratnya.
3. Setelah distilasi selesai tentukan volume masing-masing distilat dengan
teliti menggunakan gelas ukur.
4. Buatlah grafik suhu vs volume distilat untuk sistem distilat tekanan rendah
Bandingkankan kurva yang diperoleh dengan hasil sistem distilasi
sederhana di atas. Buat kesimpulan.
Distilasi fraksionasi (A)
1. Susunlah unit distilasi seperti di atas, akan tetapi tempatkan labu
fraksionasi di bagian atas labu distilasi dengan menggunakan sumbat
berlubang yang sesuai, tempatkan thermometer di atas labu fraksionasi
dengan kedudukan bulb air raksa sedikit dibawah sambungannya dengan
kondensor.
2. Masukkan 25ml methanol dan 25ml aquades ke dalam labu distilasi
melalui corong, tambahkan batu didih dan panaskan.
3. Catat suhu sebagai fungsi dari volume distilat, yang ditampung tiap
interval 2 ml dan timbang berat tiap 2 ml distilat. Bandingkan grafik ini
dengan grafik yang diperoleh dengan distilasi sederhana. Simpulkan data
yang anda peroleh.
Distilasi Fraksionasi (B)
1. Siapkan unit distilasi seperti percobaan A,
2. Masukkan 25 ml etanol dan 25 ml air ke dalam labu distilasi dengan
menggunakan corong panjang.
3. Kumpulkan distilat dalam labu Erlenmeyer 50 ml berdasarkan fraksi suhu,
yaitu: Fraksi I t < 830C
Fraksi II 83-890C
Fraksi III 89-950C
Fraksi IV > 950C
Interval suhu tersebut diperoleh berdasarkan perbedaan titik didih etanol
dalam air. Hindari penguapan alkohol dengan menutup masing-masing
penampung. Setiap pengambilan fraksi distilat, distilasi tidak perlu
dihentikan.
4. Bila suhu melebihi 950C, segera hentikan distilasi. Seluruh cairan yang
masih tersisa di labu distilasi merupakan fraksi IV. Setelah dingin, ukur
volume dan berat masing-masing fraksi dicatat.
5. Bersihkan, keringkan labu distilasi dan lakukan redestilisasi dimulai dari
fraksi I.
6. Tambahkan batu didih baru, tamping distilat pada Erlenmeyer I sampai
suhu 830C dan hentikan distilasi.
7. Setelah labu distilasi dingin. Tambahkan fraksi II ke dalam labu distilasi
tersebut dan lakukan redestilasi. Kumpulkan distilat sampai suhu 830C
pada Erlenmeyer I kemudian segera hentikan distilasi.
8. Setelah labu distilasi dingin, tambahkan fraksi III ke dalam labu dan
lakukan redistilasi dan tampung distilat yang mendidih di bawah 830C
pada Erlenmeyer I juga. Lakukan juga hal yang sama terhadap fraksi IV
setelah labu distilasi dingin.
9. Setelah distilat yang dikumpulkan dalam Erlenmeyer I dingin, ukur volume
dan berat distilat.
10.Setelah fraksi < 830C diambil dari fraksi IV, distilasi tidak perlu dihentikan,
distilasi dilanjutkan dan diambil fraksi 83-890C (2), fraksi 89-950C (3) dan
fraksi 950C dengan cara seperti mengambil fraksi I, II, III,dan IV.
11.Tentukan volume dan berat distilat fraksi redistilasi fraksi I, II, III, dan IV.
12.Bandingkan volume distilat hasil distilasi, redistilasi dan awal. Serta
bandingkan pula BJ etanol murni dan air.
Distilasi uap
1. Siapkan sampel yang telah dipotong-potong dan dikeringkan (jahe sereh,
kulit jeruk daun cengkeh, cengkeh, kayu manis, bunga kenanga, daun
minyak kayu putih, dll) sebanyak kurang lebih 1 kg, atau sesuai kapasitas
alat. Masukkan air ke dalam tungku distilasi uap sampai batas (air tidak
menggenangi sampel), selanjutnya masukkan sampel dan susun alat.
2. Distiliasi dapat dimulai. Jaga agar air kondensor tetap dingin, dengan
penambahan es atau penggantian air.
3. Amati dan catat setiap perubahan yang terjadi. Distilasi dapat dihentikan
bila minyak atsiri yang didapat sudah tidak bertambah lagi.