Destilasi, Kalibrasi Termometer dan Kristalisasi

DESTILASI

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. 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. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoultdan Hukum Dalton.

Merangkai Alat Destilasi

Selanjutnya merangkai alat destilasi merupakan salah satu hal yang penting karena dengan pemahaman dan keterampilan yang baik dan benar maka dapat mencegah terjadinya kerusakan alat. Adapun tahapan merangkai alat destilasi sederhana adalah menyiapkan statif dan klem serta pemanas, kemudian memasang labu alas bulat, selanjutnya memasang kondensor, setelah itu memasang adaptor (jika menggunakan adaptor untuk destilasi senyawa yang mudah menguap), dan memasang labu penampung (Erlenmeyer), serta yang terakhir adalah memasang thermometer.

Cara kerja destilasi

Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi destilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponennya yang terdapat dalam salah satu larutan atau campuran dan bergantung pada distribusi komponen-komponen tersebu antara fasa uap dan fasa air. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara destilasi adalai komposisi uap harus berbeda dengan komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat menguap.

Tahap destilasi

1. Evaporasi : memindahkan pelarut sebagai uap dari cairan
2. Pemisahan uap-cairan didalam kolom dan untuk memisahkan komponen dengan titik didih

    lebih rendah yang lebih mudah menguap komponen lain yang kurang volatil.
3. Kondensasi dari uap, serta untuk mendapatkan fraksi pelarut yang lebih volatil.

Macam-Macam Destilasi :

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

2.  Distilasi Fraksionasi (Bertingkat), sama prinsipnya dengan distilasi sederhana, hanya distilasi 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 tersebut, 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.  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 (Van Winkel, 1967).

KALIBRASI TERMOMETER

            Kalibrasi termometer adalah proses membuat skala pada sebuah termometer. Terdapat empat langkah untuk melakukan kalibrasi termometer.

1. Menentukan titik tetap bawah, disebut juga titik suhu terendah. Suhu yang digunakan biasanya adalah suhu pada saat air membeku atau titik lebur es untuk air murni, pada tekanan 1 atm. Contoh untuk termometer Celsius adalah 0⁰C sedangkan suhu yang lebih rendah dari 0⁰ dinamakan suhu minus atau suhu dibawah titik beku.
2. Menentukan titik tetap atas, titik tetap atas digunakan pada saat air murni mendidih untuk tekanan 1 atm. Dan ditetapkan sebagai titik acuan tinggi  termometer tersebut  sebagai contoh adalah untuk skala termometer Celsius adalah 100 ⁰C untuk titik didih air.
3. Membagi sama rata untuk tiap-tiap bagian termometer jarak antara titik bawah sampai titik atas
4. Memperluas jangkauan termometer caranya dengan menambah skala lebih rendah dari titik bawah dan juga menambah sakala lebih tinggi dari titik atas.

Jenis Jenis termometer :

Termometer cecious. Titik tetap bawah adalah angka 0^o yaitu suhu air membeku atau titik lebur es sedangkan titik tetap atasnya adalah 100⁰ pada suhu air murni mendidih pada tekanan 1 atm

Termometer Fahrenheit, titik tetap bawah pada angka 32 ⁰F yaitu suhu pada saat air murni membeku atau titik lebur es untuk tekanan 1 atmosfer, sedangkan titik tetap atasnya adalah pada saat air mendidih yaitu angka 212⁰F.

Hubungan antara skala celsius dengan fahrenheit adalah

(T_F-32) : T_C = 9 : 5

 Keterangan

• T_F= themperatur skala Fahrenheit
• T_C=themperatur skala Celcious

Termometer Kelvin, memiliki batas bawah 273⁰ untuk suhu titik lebur es atau titik lebur air murni pada tekanan 1 atm sedangkan titik tetap atas adalah 373⁰ untuk suhu air murni mendidih pada tekanan 1 atm

Hubungan Kelvin dengan Celcious adalah T_K = T_C + 273

Termometer Reamur, memiliki titik tetap bawah adalah 0⁰ untuk suhu air murni membeku atau pada saat es melebur sedangkan titik tetap atas adalah 80 suhu pada saat air murni mendidih untuk tekanan 1 atm.

Hubungan antara skala Celcious dan Reamur adalah

T_C : T_R = 5 : 4

KRISTALISASI

Kristalisasi adalah proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan, melt (campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa (mass transfer) dari suat zat terlarut (solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat.

MEKANISME PEMBENTUKAN KRISTAL

1.      Pembentukan Inti

Inti kristal adalah partikel-partikel kecil bahkan sangat kecil yang dapat terbentuk secara cara memperkecil kristal-kristal yang ada dalam alat kristalisasi atau dengan menambahkan benih kristal ke dalam larutan lewat jenuh.

2.      Pertumbuhan Kristal

Pertumbuhan kristal merupakan gabungan dari dua proses yaitu :

Transportasi molekul-molekul atau (ion-ion dari bahan yang akan di kristalisasikan) dalam larutan kepermukaan kristal dengan cara difusi. Proses ini berlangsung semakin cepat jika derajat lewat jenuh dalam larutan semakin besar.

Penempatan molekul-molekul atau ion-ion pada kisi kristal. Semakin luas total permukaan kristal, semakin banyak bahan yang di tempatkan pada kisi kristal persatuan waktu.

SYARAT - SYARAT KRISTALISASI

Larutan harus jenuh

Larutan yang mengandung jumlah zat berlarut berlebihan pada suhu tertentu, sehingga kelebihan itu tidak melarut lagi. Jenuh berarti pelarut telah seimbang zat terlarut atau jika larutan tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut, artinya konsentrasinya telah maksimal kalau larutan jenuh suatu zat padat didinginkan perlahan-lahan, sebagian zat terlarut akan mengkristal, dalam arti diperoleh larutan super jenuh atau lewat jenuh 

Larutan harus homogen

Partikel-partikel yang sangat kecil tetap tersebar merata biarpun didiamkan dalam waktu lama.

 Adanya perubahan suhu

Penurunan suhu secara dratis atau kenaikan suhu secara dratis tergantung dari bentuk kristal yang didinginkan. 

METODE KRISTALISASI

Pendinginan

Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang dratis dengan menurunnya temperatur, kondisi lewat jenuh dapat dicapai dengan pendinginan larutan panas yang jenuh.

Pemanasan

Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang sedikit dengan menurunnya suhu. Kondisi lewat jenuh dapat dicapai dengan penguapan sebagian pelarut.

Pemanasan dan Pendinginan

Metode ini merupakan gabunga dari dua metode diatas. Larutan panas yang Jenuh dialirkan kedalam sebuah ruangan yang divakumkan. Sebagian pelarut menguap, panas penguapan diambil dari larutan itu sendiri, sehingga larutan menjadi dingin dan lewat jenuh. Metode ini disebut kristalisasi vakum. 

Penambahan bahan (zat) lain.

Untuk pemisahan bahan organic dari larutan seringkali ditambahkan suatu garam. Garam ini larut lebih baik daripada bahan padat yang dinginkan sehinga terjadi desakan dan membuat baha padat menjadi terkristalisasi.

  

 PROSES KRISTALISASI PADA PEMBEKUAN (FASE CAIR - PADAT)

   1. Dalam keadaan cair atom-atom tidak memiliki susunan teratur dan selalu mudah bergerak, temperaturnya relative lebih tinggi dan memiliki energi yang cukup untuk mudah bergerak.

  2. Dengan turunnya temperatur maka energi atom aka semakin rendah, makin sulit bergerak dan mulai mengatur kedudukannya relatif terhadap atom lain, mulai membentuk inti kristal pada tempat yang relative leih tinggi.

   3. Inti akan menjadi pusat kristalisasi, dengan makin turun temperature makin banyak atom yang ikut bergabung dengan inti yang sudah ada atau membentuk inti baru.  

    LANGKAH - LANGKAH KRISTALISASI

1.      Larutan sample zat padat dilarutkan dalam pelarut panas.

2.      Bubuhkan sedikit norit.

3.      Larutan tersebut dijenuhkan kembali.

4.      Saring kembali dengan pemanas air.

5.      Didinginkan larutan tersebut hingga es mencair.

6.      Saring kristal tersebut.

Daftar Pustaka

1.       http://teknikkimiakita.blogspot.com/2012/06/destilasi.html, diakses pada 29 September 2013

2.       http://gurumuda.net/kalibrasi-termometer.htm, diakses pada 29 September 2013

3.       http://fisikasmasmk.blogspot.com/2012/02/konversi-skala-termometer.html, diakses pada 29 September 2013

4.       http://gurumuda.net/kalibrasi-termometer.htm, diakses pada 29 September 2013

5.       http://id.wikipedia.org/wiki/Kristalisasi, diakses pada 29 September 2013

6.       http://kimiacorner.blogspot.com/2013/04/kristalisasi.html, diakses pada 29 September 2013