Distilasi Bertingkat

“DISTILASI BERTINGKAT”

Oleh                : MOH. TAUFIK HIDAYAT

NIM                : H. 16. 09. 0020

Mata Kuliah   : SATOP II (semester IV)

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. 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.

Distilasi juga bisa dikatakan sebagai proses pemisahan komponen yang ditujukan untuk memisahkan pelarut dan komponen pelarutnya. Hasil distilasi disebut distilat dan sisanya disebut residu. Jika hasil distilasinya berupa air, maka disebut sebagai aquadestilata (disingkat aquades). Proses distilasi dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.

1. Distilasi Bertingkat

Zat cair dapat dipisahkan dari campurannya melalui proses distilasi ataupun distilasi bertingkat. Distilasi menggunakan prinsip bahwa hanya cairan yang dapat menguap sedangkan zat padat yang terlarut tidak dapat menguap. Distillasi bertingkat memanfaatkan perbedaan titik uap antara zat-zat cair dalam campuran yang saling melarutkan. Adapun pemisahan dua zat cair yang tidak saling melarutkan dapat dilakukan dengan menggunakan corong pisah.

Distilasi bertingkat merupakan teknik atau proses pemisahan campuran berupa cairan yang bertujuan untuk memproses lebih dari 1 jenis komponen. Untuk tujuan ini, cairan yang menguap dilewatkan melalui kolom – kolom perangkap uap. Komponen yang lebih mudah menguap (bertitik didih rendah) cenderung mengembun (terperangkap) di kolom lebih atas dan komponen yang sukar menguap (bertitik didih tinggi) cenderung mengendap di kolom lebih bawah. Teknik ini diterapkan, misalnya untuk pemurnian minyak bumi

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 didih alkohol adalah 78*C dan titik didih air adalah 100*C.Campuran

tersebut 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 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.

Macam-Macam Distilasi :

1. Distilasi Sederhana, prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan berdasarkan perbedaan titik didih yang jauh berbeda.

2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat), sama prinsipnya dengan dis.sederhana, hanya
dis.bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu
memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan.

3. Distilasi 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.

4. Distilasi Kering : memanaskan material padat untuk mendapatkan fasa uap dan cairnya. Biasanya digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bata.

5. Distilasi vakum: memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, motede 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.

 Alur  Proses Distilasi

Gambar 3. Ilustrasi proses distilasi bertingkat pada sampel campuran dua komponen atau lebih atau yang mengandung zat pengotor

Distilasi Bertingkat: Jika suatu kolom fraksinasi digunakan dalam perangkat distilasi), maka pemisahan senyawa-senyawa yang memiliki titk didih berdekatan dapat dipisahkan dengan baik. Kolom fraksinasi biasanya diisi dengan material berposri yang menyediakan luas permukaan yang lebih besar untuk proses kondensasi berulang. Pengembunan uap bertitik didih lebih tinggi melepaskan kalor yang menyebabkan penguapan zat cair bertitik didih lebih rendah pada kolom, sehingga komponen bertitik didih rendah ini bergerak ke atas menuju kolom, sementara komponen bertitik didih tinggi bergerak ke bawah ke arah kondensor, walaupun sebagian kecil ada yang kembali turun ke dalam labu distilasi. Setiap proses siklus pengembunan/penguapan menghasilkan fasa uap akan lebih kaya dengan fraksi uap komponen yang lebihvol at i l e.

Contoh: campuran 60:40 sikloheksana (t.d. 81oC) dan toluen (t.d. 110 oC). Campuran ini akan mendidih pada 88oC menghasilkan uap di atas campuran yang mendidih terdiri dari campuran sikloheksana – toluen = 83:17. Proses kondensasi berulang pada kolom fraksinasi menghasilkan fasa uap dengan komposisi 95:5 sikloheksana : toluen. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 4. Kurva di bawah menunjukkan komposisi fasa cair dan kurva di atas menunjukkan komposisi fasa uap. Proses pengembunan ditandai dengan garis horizontal yang menghubungkan kedua kurva.

Setiap pengulangan siklus pengembunan dan penguapan akan menghasilkan sikloheksana yang lebih murni. Setiap siklus ini disebut pelat teoritis. Kolom fraksinasi yang biasa digunakan di laboratorium organik memiliki 3 – 5 pelat teoritis.

Gambar 4. Kurva Distilasi Uap/Cair antara Suhu – Komposisi untuk campuran sikloheksana-toluen

Kurva Distilasi: Jika proses distilasi sederhana dan bertingkat dialurkan dalam satu grafik (menggunakan pembacaan suhu terkoreksi), maka akan terlihat fenomena seperti pada Gambar 5. Kurva ini memberikan informasi efisiensi pemisahan komponen suatu campuran. Kelebihan distilasi bertingkat daripada distilasi sederhana dapat dilihat pada datarnya kurva yang berarti titik didih lebih akurat dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi titik didih fraksi tiap komponen.

Azeotrop: Tidak semua campuran zat cair mengikuti hukum Raoult. Contoh: etanol dan air, disebabkan adanya interaksi antarmolekul, membentuk sistem azeotrop. Campuran 95,5% etanol dan 4,5% air mendidih di bawah titik didih etanol murni, sehingga etanol 100% tak dapat dibuat secara distilasi biasa. Suatu campuran zat cair dengan komposisi tertentu yang mengalami distilasi pada suhu konstan tanpa adanya perubahan dalam komposisinya disebut azeotrop.

Kalibrasi termometer:Mengkalibrasi titik nol termometer, dilakukan dengan cara mencelupkan termometer pada campuran air-es yang diaduk homogen, sedangkan untuk titik skala 100 termometer dilakukan sebagai berikut: isikan kedalam tabung reaksi besar 10 mL aquades, masukkan sedikit batu didih. Klem tabung tersebut tegak lurus, panaskan perlahan sampai mendidih. Posisikan termometer pada uap diatas permukaan air yang mendidih tersebut. Untuk menentukan titik didih yang sebenarnya dari air, harus diperiksa tekanan barometer.