Metode Ekstraksi Pelarut (Ekstraksi Cair-Cair)Ekstraksi memanfaatkan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut lain. Kesetimbangan heterogen yang penting melibatkan pembagian suatu spesies antara dua fase pelarut yang tidak dapat tercampur. Kesetimbangan seperti ini terdapat dalam banyak proses pemisahan dalam penelitian kimia maupun di industri (Oxtoby, 2001, hal: 339-340)Ekstraksi pelarut menyangkut distribusi suatu zat terlarut diantara dua fase cair yang tidak saling bercampur. Teknik ekstraksi sangat berguna untuk pemisahan secara cepat dan bersih baik untuk zat organik maupun zat anorganik. Cara ini juga dapat digunakan untuk analisis makro maupun mikro. Selain untuk kepentingan analisis kimia, ekstraksi juga banyak digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan preparatif dalam bidang kimia organik, biokimia dan anorganik di laboratorium (Alimin, 2007, hal: 51).Beberapa cara dapat mengklasifikasikan sistem ekstraksi. Cara klasik adalah mengklasifikasi berdasarkan sifat zat yang diekstraksi, sebagai khelat atau sistem ion berasosiasi, akan tetapi klasifikasi sekarang didasarkan pada hal yang lebih ilmiah, yaitu proses ekstraksi. Bila ekstraksi ion logam berlangsung, maka proses ekstraksi berlangsung pada mekanisme tertentu. Berarti jika ekstraksi berlangsung melalui pembentukan khelat atau struktur cincin, ekstraksi dapat diklasifikasikan sebagai ekstraksi khelat (Khopkar, 2008, hal: 91-92).Golongan ekstraksi berikutnya dikenal dengan ekstraksi melalui solvasi sebab spesies ekstraksi disolvasi ke fase organik. Golongan ekstraksi ketiga adalah proses yang melibatkan pembentukan pasangan ion. Ekstraksi berlangsung melalui pembentukan spesies netral yang tidak bermuatan diekstraksi ke fase organik, sedangkan kategori terakhir merupakan ekstraksi sinergis. Nama yang digunakan menyatakan adanya efek saling memperkuat yang berakibat penambahan ekstraksi dengan memanfaatkan pelarut pengekstraksi. Setelah pengulangan mekanisme ekstraksi, ekstraksi keseimbangan dan teknik ekstraksi akan mengulangi penerapan destruksi pelarut dalam kimia analitik pada tiap-tiap kelas ekstraksi (Khopkar, 2008, hal: 92).Menurut Khopkar (2008, hal: 92), proses ekstraksi pelarut berlangsung tiga tahap, yaitu:1. Pembentukan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan ekstraksi dengan tahap paling penting dalam ekstraksi. Jelaslah bahwa kompleks bermuatan tidak akan terekstraksi sehingga mutlak kompleks diekstraksi harus tanpa muatan. Kompleks tak bermuatan dapat dibentuk melalui proses pembentukan khelat (yaitu khelat netral), solvasi atau pembentukan pasangan ion.2. Distribusi dari kompleks yang terekstraksi.3. Interaksinya yang mungkin dalam fase organikBila suatu zat terlarut membagi diri antara dua cairan yang tidak dapat bercampur, ada suatu hubungan yang pasti antara konsentrasi zat pelarut dalam kedua fase pada kesetimbangan. Nersnt pertama kalinya memberikan pernyataan yang jelas mengenai hukum distribusi yang menunjukkan bahwa suatu zat terlarut akan membagi dirinya antara dua cairan yang tidak dapat bercampur sedemikian rupa sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu temperatur tertentu. (Underwood, 1996, hal: 461).Tiga metode dasar pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap (batch), ekstraksi kontinu dan ekstraksi counter current. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga terjadi kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi pada kedua lapisan, setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Metode ini sering digunakan untuk pemisahan analitik. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknyaekstraksi yang dilakukan. Hasil yang baik diperoleh jika jumlah ekstraksi yang dilakukan berulang kali dengan jumlah pelarut sedikit-sedikit (Khopkar, 2008, hal: 106).Alat yang digunakan pada ekstraksi pelarut cair-cair adalah corong pemisah. Corong pemisah berbentuk kerucut yang ditutupi setengah bola, mempunyai penyumbat di atasnya dan keran di bawahnya. Corong pemisah yang digunakan dalam laboratorium terbuat dari kaca borosilikat dan kerannya terbuat dari kaca ataupun teflon. Ukuran corong pemisah bervariasi antara 50 mL sampai 3 L. Dalam skala industri, corong pemisah bisa berukuran sangat besar dan dipasang sentrifuga.Dalam memakai corong ini, campuran dan dua fase pelarut dimasukkan ke dalam corong dari atas dengan corong keran ditutup. Corong ini kemudian ditutup dan digoyang dengan kuat untuk membuat dua fase larutan tercampur. Corong ini kemudian dibalik dan keran dibuka untuk melepaskan tekanan uap yang berlebihan. Corong ini kemudian didiamkan agar pemisahan antara dua fase berlangsung. Penyumbat dan keran corong kemudian dibuka dan dua fase larutan ini dipisahkan dengan mengontrol keran corong (Wikipedia2, 2012).Bahan yang digunakan dalam ekstraksi pelarut cair-cair yaitu kloroform dan metanol. Kloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3). Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium atau industri. Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap (Wikipedia3, 2012).Metanol, juga dikenal sebagai metil alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan atmosfer ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Ia digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri (Wikipedia4, 2012).Selain kloroform dan metanol, air juga digunakan sebagai pelarut dalam ekstraksi pelarut cair-cair. Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0C). Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-) (Wikipedia5, 2012).Bottom of FormEktraksi pelarut adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Menurut Nerst, zat terlarut akan terdistribusi pada kedua solven sehingga perbandingan konsentrasi pada kedua solven tersebut tetap untuk tekanan dan suhu yang tetap.Ekstraksi pelarut terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padat-cair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna mungkin.(Shevla, 1985)

Metode pemisahan pada ekstraksi diantaranya :1. Ekstraksi bertahap adalah cara yang paling sederhana,mencampurkan pelarut pengekstraksinya yang tidak bercampurdengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan.2. Ekstraksi kontiyu adalah perbandingan distribusi relatif kecilsehingga untuk pemisahan yang kuantitatif diperlukan beberapatahap distribusi.3. Ekstraksi Counter current adalah fase cair pengekstraksi dialirkan dengan arah yang berlawanan dengan larutan yangmengandung zat yang akan diekstraksikan. Biasanya digunakan untuk pemisahan zat,pemurnian ataupun isolasiMekanisme ekstraksi dengan proses distribusi dari zat yang terekstraksi ke fase organik, tergantung pada bermacam faktor,antara lain: kebasaan ligan, faktor stereokimia dan adanya garam pada sistem ekstraksi. Kelarutan kompleks logam selain ditetapkan oleh perbandingan koefisien distribusinya juga ditentukan oleh perubahan aktivitas zat terlarut pada masing-masing fase.Pengaruh adanya pelarut lain yang tercampur pada pelarut pertama dapat menambah kelarutannya bila pelarut keduatersebut bereaksi dengan zat terlarut.Jenis ikatan mempengaruhi kelarutan kompleks pada fase organik. Kelarutan elektrolit pada medium yang sangat polar akan bertambah dengan gaya elektrostatik. Kelarutan zat pada air atau alkohol lebih ditentukan oleh kemampuan zat tersebut membentuk ikatan hidrogen. Kelarutan zat-zat aromatik pada fase organik sebanding dengan kerapatan elektron pada inti aromatik dari senyawa-senyawa tersebut. Garam-garam logam tidak dapat larut sebab bersifat sebagai elektrolit kuat. Sifat kelarutan khelat atau asosiasi ion sangat penting pada mekanisme ekstraksi.(Khopkar, 2008)Partikel-partikel zat terlarut antara dua cairan yang tidak campur menawarkan banyak kemungkinan yang menarik untuk pemisahan analitis. Seringkali pemisahan secara ekstraksi dapat dilakukan dalam beberapa menit, teknik itu dapat diterapkan untuk suatu batas-batas konsentrasi yang luas, dan telah dipakai secara ekstensif untuk isolasi isotop-isotop bebas pembawa dalam jumlah yangsangatsedikit yang diperoleh baik dari transmutasi nuklir maupun dari material-material industri yang dihasilkan dalamjumlahton.Pemisahanekstrasi pelarutbiasanyabersihdalamarti tidak ada analogi kopresipitasi dengan sistem sejenis itu.Pemisahan yang ideal oleh ekstraksi pelarut, semua bahan yang diinginkan akan larut dalam satu pelarut dan semua bahan yang tidak diinginkan akan larut dalam pelarut yang lain. Pemindahan semua atau tidak satu pun dari satu pelarut kepelarut yang lain yang demikian itujarang, danbesarkemungkinannya untuk didapatkan campuran bahanyang hanya berbeda sedikit dalam kecenderungannya untuk berpindah dari pelarut yang satu ke yang lain.Jadi satu kali pemindahan tidak akan berakibatkan pemisahan yang benar-benar murni. (Underwood, 1986)Fakta pembagian solut antara dua solvent yang tak saling campur telah memberikan banyak kemungkinan bagi metode pemisahan, baik untuk tujuan preratif maupun analitik. Ekstraksi solvent (pelarut) merupakan metode pemisahan yang didasarkan atas fakta diatas. Cara ini cukup banyak digunakan karna dapat menggunakan alat yang sederhana seperti corong pisah.Ekstraksi dapat digunakan untuk memisahkan solut dalam pelarut A dengan menggunakan pelarut B. pada saat penambahan pelarut B, solut akan membagi diri antara 2 pelarut yang tak saling campur tersebut. Pada saat kesetimbangan terdapat hubungan antara konsentrasi solut dalam 2 pelarut tersebut. Hal ini sesuai dengan Hukum Distribusi yang dinyatakan oleh Nernst dan dirumuskan sebagai:

Dimana KD adalah tetapan distribusi dan CA serta CB adalah konsentrasi solut, masing-masing dalam solvent A dan B. harga ketettapan kesetimbangan distribusi yang khas untuk masing-masing zat. Dan satu hal yang penting untuk di ingat bahwa Hukum Distribusi tersebut hanya dapat ditrapkan pada zat-zat yang tak mengalami disosiasi dan asosiasi serta tidak bereaksi dengan solvent.Proses ekstraksi dilakukan secara berulang kali akan memberikan tingkat efisien yang lebih tinggi dari pada ekstraksi satu kali, meskipun volum yang digunakan dalam pelarut sama. (Tim Kimia Analitik, 2014)7

Di antara berbagai jenis metode pemisahan, ekstraksi pelarut atau disebut juga ekstraksi air merupakan metode pemisahan yang paling baik dan popular.Alasan utamanya adalah bahwa pemisahan ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro ataupun mikro.Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti benzena, karbon tetraklorida atau kloroform.Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase terlarut.Teknik ini dapat digunakan untuk kegunaan preparatif, pemurnian, memperkaya, pemisahan serta analisis pada semua skala kerja.Mula-mula metode ini dikenal dalam kimia analisis, kemudian berkembang menjadi metode yang baik, sederhana, cepat dan dapat digunakan untuk ion-ion logam yang bertindak sebagai pengotor.[footnoteRef:2] [2: S.M. Khopkar, Basic Concept Of Analitycal Chemistry, terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik (Jakarta: UI Press, 1990), h. 85.]

3Ekstraksi cairan-cairan merupakan suatu teknik di mana suatu larutan (biasanya dalam air) dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua (biasanya organik) yang pada hakekatya tidak tercampurkan.Pemisahan yang dapat dilakukan, bersifat sederhana, bersih, cepat dan mudah.Dalam banyak kasus, pemisahan dapat dilakukan dengan mengocok-ngocok dalam sebuah corong pemisah selama beberapa menit. Teknik ini sama dapat diterapkan untuk bahan-bahan dari tingkat jumlah maupun yang berjumlah banyak.[footnoteRef:3] [3: Basset.J, R.C Denny, G.H. Jeffery dan J. Mendham, Vogels Texbook Of Quantitative Inorganic Elementary Instrumental Analysis Including Elementary Instrumental Analysis, terj. Handayana Pudjaatmaka, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik (Jakarta: Buku Kedokteran EGC, 1994), h. 165. ]

4Metode ekstraksi didasarkan pada perbedaan koefisien distribusi zat terlarut dalam 2 larutan yang berbeda fasa dan tidak saling bercampur. Ekstraksi dilakukan dengan pertimbangan beberapa faktor yaitu:[footnoteRef:4] [4: Mizri Gozan,Adsopsi Leading dan Ekstraksi Pada Industri Kimia (Jakarta:UI-Press, 2006), h. 81.]

1. Kemudahan dan kecepatan proses2. Kemurnian produk yang tinggi3. Rendah polusi4. Kebutuhan me-recovery logam dari larutannya5. Efektivitas dan selektivitas yang tinggi.Partisi zat-zat terlarut antara dua cairan yang tidak dapat bercampur memiliki banyak kemungkinan untuk terjadi pemisahan analitis. Bahkan di mana tujuan primernya bukanlah analitis namun preparatif, ekstraksi pelarut yang merupakan suatu langkah penting dalam urutan yang menuju ke suatu produk murninya dalam laboratorium organik, anorganik atau biokimia.[footnoteRef:5] [5: Day and Underwood,Quantitative Analysis, Sixth Edition, terj.Iis Sopyan, Analisis Kimia Kuantitatif (Jakarta : Erlangga, 2002), h. 141.]

Dalam analisis penentuan suatu ion logam, ekstraksi dapat digunakan untuk memisahkan ion logam tersebut dari ion logam yang lainnya yang akan mengganggu identifikasi dan penentuan kadarnya. Melalui proses ekstraksi, ion logam dalam pelarut air ditarik keluar dengan suatu pelarut organik. Secara umum, tujuan dari ekstraksi adalah untuk memisahkan suatu komponen dan campurannya dengan menggunakan suatu pelarut.[footnoteRef:6] [6: Alimin, Muh Yunus dan Irfan Idris, Dasar Kimia Anlitik , h. 51.]

Beberapa cara dapat mengklasifikasikan sistem ekstraksi. Cara klasik adalah mengklasifikasikan berdasarkan sifat zat yang diekstraksi, sebagai khelat atau system ion berasosiasi. Akan tetapi klasifikasi sekarang didasarkan pada hal yang lebih ilmiah, yaitu proses ekstraksi. Bila ekstraksi ion logam berlangsung, maka proses ekstraksi berlangsung dengan mekanisme tertentu. Berarti jika ektsraksi berlangsung melalui pembentukan khelat atau struktur cincin, ekstraksi dapat diklasifikasikan sebagai ekstraksi khelat.[footnoteRef:7] [7: S.M. Khopkar, Basic Concept Of Analitycal Chemistry, terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik, h. 84.]

Tiga metode dasar pada ekstraksi pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap (bath), ekstraksi kontinyu dan ekstraksi counter current. Ekstraski bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya yaitu cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga terjadi kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi pada kedua lapisan, setelah itu tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan, metode ini sering digunakan untuk pemisahan analitik. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya ekstraksi yang dilakukan.[footnoteRef:8] [8: S.M. Khopkar, Basic Concept Of Analitycal Chemistry, terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik, h.100.]

Salah satu penggunaan penting dalam proses ekstraksi pelarut adalah penentuan logam-logam secara spektrofotometrik pada daerah sinar tampak. Banyak reagen organik membentuk kompleks khelat berwarna dengan logam-logam tetapi kompleks yang terbentuk kebanyakan tidak larut dalam air, kompleks-lompleks logam khelat tersebut umumnya larut dalam pelarut organik.Oleh karena itu,mudah diekstraksi.[footnoteRef:9] [9: Alimin, Muh Yunus dan Irfan Idris, Dasar Kimia Analitik, h. 70.]

Satu hal kunci yang sangat menentukan pertimbangan desain proses ekstraksi adalah pemilihan solven yang akan digunakan. Hal-hal yang perlu diperhatikan di antaranya:[footnoteRef:10] [10: Mizri Gozan. Adsopsi Leading dan Ekstraksi Pada Industri Kimia, h.85]

a. Reproksivitas: kemampuan untuk melakukan kontak antara pelarut dengan suatu zat teralrut.b. Selektivitas: kemampuan suatu pelarut untuk melarutkan salah satu komponen zat terlarut. Bandingkan rasio kesetimbangan solute tiap fasa.c. Koefisien distribusi: nilai ratio y/x dalam kesetimbangan yang menunjukkan kemampuan zat terlarut terdistribusi dalam pelarut.d. Ketidak larutan (insolubility) : pelarut tidak boleh larut dalam cairan karier.e. Recoverability: kemampuan pelarut untuk dapat dimurnikan (recover). Pertimbangkan hambatan (misal: azeotrop).f. Kerapatan: menunujukkan konsentrasi zat terlarut dalam solven. Penurunan karapatan zat C kelarutannya semakin banyak dalam pelarut.g. Tegangan permukaan: menunjukkanan dua jenis cairan untuk bercampur.h. Reaktivitas kimia: adanya kemampuan untuk bereaksi secara kimiawi antara cairan sehingga dapat diketahui apakah dua larutan dapat dicampurkan tanpa bereaksi.i. 7Viskositas, tekanan uap dan titik beku nilai rendah memudahkan penyimpanan.Proses ekstraksi pelarut berlangsung tiga tahap yaitu sebagai berikut:[footnoteRef:11] [11: S.M. Khopkar, Basic Concept Of Analitycal Chemistry. terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik, h. 87]

1. Pembentukan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan ekstraksi.2. Distribusi dari kompleks yang terekstraksi3. Interaksinya yang mungkin dalam fase organik.Tahap berikutnya yang penting pada mekanisme ekstraksi adalah proses distribusi dari zat yang terekstraksi ke fase organik. Distribusi tersebut bergantung pada bermacam faktor. Antara lain: kebasaan ligan, faktor stereokimia dan adanya garam pada sistem ekstraksi. Kelarutan kompleks logam selain ditetapkan oleh perbandingan koefisien distribusinya juga ditentukan oleh perubahan koefisien aktivitas zat terlarut pada masing-masing fase.[footnoteRef:12] [12: S.M. Khopkar, Basic Concept Of Analitycal Chemistry. terj. Saotoraharjo, Konsep Dasar Kimia Analitik, h. 94.]

Dalam ekstraksi dikenal koefisien distribusi (KD) dan angka banding distribusi (D) yang menyatakan perbandingan konsentrasi zat terlarut dalam kedua pelarut.KD hanya berlaku bila solut tidak terionisasi dalam salah satu pelarut, solute tidak bersosiasi dengan salah satu pelarut.Angka banding distribusi (D) lebih berlaku umum daripada KD.Selain itu angka banding distribusi (D) menyatakan suatu perbandingan konsentrasi terlarut dalam pelarut organik (fasa organik) dan pelarut air (fasa air). Jika zat terlarut itu adalah senyawa X maka rumus angka banding distribusi dapat ditulis sebagai berikut:

8D= . Pers. (2.1)

Untuk keperluan analisis kimia angka banding distribusi (D) akan lebih bermakna daripada koefisien distribusi (KD). Pada kondisi ideal dan tidak terjadi asosiasi, disosiasi atau polimerisasi, maka harga KD sama dengan D. Harga D tidak konstan antara lain dipengaruhi oleh pH fasa air.[footnoteRef:13] [13: Alimin, Muh Yunus dan Irfan Idris, Kimia Analitik, h. 52.]

Ekstraksi pelarut sering digunakan pada kimia analitik, tidak hanya untuk pemisahan tetapi juga untuk analisis kuantitatif. Untuk analisis kuantitatif diperlukan pengkhelat (ligan) sebagai ekstraktan yang menghasilkan kompleks berwarna pada fase organic dan dapat langsung diukur.Misalkan ekstraksi fotometri untuk penentuan uranium, besi, cerium ataupun Cu dengan 2-thenoyltrifluoroaseton.[footnoteRef:14] [14: Basset.J. R.C Denny, G.H. Jeffery dan J. Mendham, Vogels Texbook Of Quantitative Inorganic Elementary Instrumental Analysis Including Elementary Instrumental Analysis, terj. Handayana Pudjaatmaka, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, h. 102.]

Kandungan air yang tinggi sekitar 92% menjadikan semangka pembersih tubuh yang sangat baik. Walaupun terutama cairan, semangka kaya akan kalium dan kalsium. Warna merah pada semangka menandakan tingginya kadar likopen, salah satu komponen karotenoid seperti halnya betakaroten. Dibandingkan antioksidan lainnya, seperti vitamin C dan E, kekuatan likopen dalam memerangi radikal bebas jauh lebih ampuh.[footnoteRef:15] [15: Nugroho Arifianto, Sri Wahyuningsih dan Lutfi Aris Sasongko, Consumers Preference Towards Watermelon In Semarang, Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian 4 No. 2, hal: 75-76.]