Jurnal Operasi Teknik Kimia
LIQUID-LIQUID EXTRACTION (LLE) SISTEM TERNER METANOL-AIR-KRESOL
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang Pembimbing: Haniif Prasetiawan S.T.,M.Sc. Abstrak Kesetimbangan cair-cair metanol-air-kresol diperoleh dari pemisahan satu fase dari campuran kerosenekresol dengan menggunakan larutan metanol-air. Variabel yang digunakan yaitu konsentrasi kresol di umpan mulai dari konsentrasi (v/v) 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, dan 18%. 18 %. Selain itu, digunakan juga juga variabel konsentrasi (v/v) metanol yang di umpan menyebabkan peningkatan jumlah kresol yang di ekstrak menuju ke larutan metanol-air yang sangat kecil sedangkan perubahan konsentrasi metanol yang digunakan untuk mengekstrak kresol dari kerosen berperan sangat besar dalam kesetimbangan sistem terner metanol-air-kresol. Diagram terner merupakan suatu diagram fasa berbentuk segitiga sama sisi dalam satu bidang datar yang dapat menggambarkan sistem tiga komponen zat dalam berbagai fasa. Dalam jurnal ini disajikan diagram terner untuk mengetahui kurva kesetimbangan ekstraksi cair-cair dari sistem terner metanol-air-kresol. Pembuatan diagram terner ini dilakukan secara manual dan simulasi menggunakan Aspen Plus v8.0. Kata Kunci: Kunci: Kesetimbangan cair-cair metanol-air-kresol, simulasi diagram terner LLE Aspen Plus v8.0 Abstract
Liquid-liquid equilibrium of methanol-water-cresol is obtained from the separation of one phase of a mixture of kerosene-cresol using methanol-water solution. Variables used, namely the concentration of cresol in bait concentrations ranging from (v/v) of 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16% and 18%. In addition, the use is also variable concentration (v/v) methanol that led to an increased number of bait in the cresol that in extracts of heading to the solution of methanol-water is very small while the methanol concentration change is used to extract the cresol from kerosene very large role in the equilibrium of the ternary system of methanol-water-cresol. Diagram of ternary phase diagram is an equilateral triangle-shaped in one flat areas that could describe the three components system of substances in different phases. In this journal served ternary ternary diagram to know the equilibrium curve curve of liquid-liquid extraction extraction of methanolwater ternary system-cresol. Ternary diagram creation is done manually and simulation using Aspen Plus v 8.0. Keywords: Liquid-liquid equilibrium methanol-water-cresol, Aspen Plus v8.0 ternary diagram simulation
Jurnal Operasi Teknik Kimia PENDAHULUAN Liquid-liquid equilibrium digunakan untuk proses pemindahan suatu komponen campuran cairan dari suatu larutan ke cairan yang lain (yaitu pelarutnya). Pada suatu campuran dua cairan yang saling larut, salah satu adalah sebagai zat terlarut (solute), dan yang lain adalah sebagai zat pembawanya (diluent ). Jika suatu campuran dimurnikan dengan bantuan cairan ketiga, yang disebut dengan zat pelarut (solvent ) dan zat pelarutnya tidak mudah larut atau larut sebagian, maka akan terbentuk dua fase lapisan. Kejadian ini menunjukkan bahwa zat pelarut larut bagian dengan zat pembawa atau dengan kedua zat pembawa dan zat terlarutnya pada temperatur tersebut. Lapisan yang kaya-zat pelarut disebut dengan fase ekstrak, dan lapisan yang lain disebut dengan fase rafinat. Dalam suatu sitem thermodinamik disebut dalam keadaan kesetimbangan jika sistem tersebut dalam keadaan setimbang mekanis, setimbang thermal, dan setimbang secara kimia, dimana sistem tersebut tidak mengalami kecenderungan untuk terjadi perubahan keadaan, baik sistem maupun lingkungan. Penetilian-penelitian mengenai ekstraksi pkresol masih belum banyak diteliti. Adapun penelitian yang berkaitan dengan ekstraksi senyawa fenol adalah seperti yang dilakukan oleh Hismath dkk (2011:1) ya ng meneliti ekstraksi senyawa fenol dari daun neem dengan hasil ekstrak fenol tertinggi menggunakan pelarut aseton. Putri(2014:1) melakukan penelitian mengenai degradasi p-kresol dengan menggunakan isolat bakteri Actinobacillus sp. Hasil penelitian membuktikan bahwa p-kresol dapat didegradasi sebesar 56,76% dengan menggunakan isolat bakteri Actinobacillus sp. Fase pertumbuhan (umur 6 jam). Dari para penelitian sebelumnya dimungkinkan untuk dilakukan proses pengambilan pkresol dengan menggunakan pelarut metanol dengan metode yang lebih cepat yaitu metode ekstraksi caircair serta mengamati pengaruh variabel operasi yang berkaitan dengan proses ekstraksi tersebut. 1.
METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di laboratoriun operasi teknik kimia Universitas Negeri Semarang, Percobaan untuk mengetahui kesetimbangan cai-cair system terner kresol-methanol-kerosene isobarik pada tekanan atmosfer. Campuran yang akan digunakan yaitu campuran feed dengan variasi dengan perbandingan kresol : kerosene 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, dan 18% di dalam kerosene. Solven yang digunakan yaitu methanol 80%. Campuran feed + solvent kemudian dishaker selama 30 menit dengan kecepatan 200 rpm setelah itu campuran dipisahkan dengan corong pemisah. 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kresol adalah senyawa fenolik (memiliki gugus OH) sehingga untuk mengikat senyawa kresol 3.
dapat digunakan senyawa fenolik lain. Digunakan metanol sebagai solven yang diencerkan dengan air dengan konsentrasi yang bervariasi. Dalam campuran kresol-kerosene kedua zat ini memiliki distribusi yang cukup baik, namun karena kekuatan tarik senyawa metanol lebih besar terhadap kresol maka senyawa kresol terlepas dari campuran dengan kerosen dan berpindah ke dalam larutan airmetanol. Konsentrasi metanol yang dipakai sangat mempengaruhi jumlah kresol yang dapat diikat, terlihat dalam Tabel 1 bahwa semakin tinggi konsentrasi metanol, maka jumlah kresol yang diikat juga semakin banyak. Tabel 1. Fraksi volume kresol rata-rata yang diperoleh dari ekstraksi menggunakan metanol-air % metanol
% kresol rata-rata
0.7
0.00587
0.8
0.00925
Selain konsentrasi metanol, konsentrasi kresol di umpan juga mempengaruhi banyaknya kresol yang direcovery ke larutan metanol-air. Terlihat dalam Tabel 2, semakin besar fraksi volume kresol dalam umpan maka semakin besar kresol yang diikat oleh metanol-air, namun pengaruh yang diberikan tidak begitu signifikan. Dari hasil penelitian diperoleh kondisi komposisi ekstrak sebagai berikut: Tabel 2. Distribusi mol dalam ektrak yang dihasilkan dari ekstraksi cair-cair system terner % kresol
Kresol
Air
Metanol
2
0.002636
0.324152
0.673213
4
0.002879
0.312454
0.684668
6
0.006989
0.383907
0.609104
8
0.009039
0.328086
0.662875
10
0.009408
0.311688
0.678904
12
0.009985
0.303269
0.686746
14
0.010902
0.304619
0.684479
16
0.011497
0.29682
0.691683
18
0.011755
0.281454
0.706791
feed
Dari data yang diperoleh kemudian diplot ke dalam diagram terner untuk mengetahui kurva kesetimbangan ekstraksi cair-cair dari system terner metanol-air-kresol, diperoleh seperti pada Gambar 1.
Jurnal Operasi Teknik Kimia 3.
Kurva yang digunakan sebagai acuan untuk mengkonversi massa jenis yang diperoleh menjadi konsentrasi belum diuji kebenarannya dan kesesuaiannya jika diaplikasikan untuk sistem ini dengan variabel yang bermacam-macam.
KESIMPULAN Metanol-air mampu mengikat kresol hanya dalam jumlah yang sedikit. Kesetimbangan dapat dicapai dalam waktu +/- 5 menit shaking dengan putaran 200 rpm. Hasil menunjukkan bahwa percobaan yang dilakukan memiliki error yang jauh apabila dibandingkan dengan data yang diambil dari software Aspen Plus 8.0. 4.
5.
Gambar 1. Diagram terner system metanol-airkresol manual Dari data yang diperoleh terlihat bahwa fraksi kresol di dalam sistem campuran terner sangat kecil. Hasil simulasi dengan Aspen Plus 8.0 untuk sistem terner metanol-air-kresol disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram terner system metanol-airkresol hasil simulasi Aspen Plus 8.0 Hasil penelitian yang diperoleh sangat jauh dari simulasi menggunakan Aspen Plus 8.0. banyak faktor yang dapat mempengaruhi error yang terjadi selama praktikum berjalan dan hasil akhir penelitian, diantaranya adalah : shaking yang terbatas menyebabkan 1. Waktu distribusi larutan di dalam sistem kurang sempurna. Pemisahan hasil ekstraksi untuk mendapatkan data 2. keseimbangan hanya mengandalkan pemisahan berdasarkan perbedaan massa jenis dengan bantuan gaya gravitasi yang memakan waktu yang lama.
DAFTAR PUSTAKA
Egashira, R., Salim, C., and Saito, J..2005. Separation of Coal Tar Fractions by Solvent Extraction – Extraction/Solvent Separation by Secondary Extraction. Journal of the Japan Petroleum Institute. Tuulia Hyötyläinen, Terhi Andersson, Matti Jussila, etc. 2001. Determination of phenols in pyrolysis oil by on-line coupled microporous membrane liquidliquid extraction and multidimensional liquid chromatography . Laboratory of Analytical Chemistry, Department of Chemistry, P.O. Box 55, FIN-00014 University of Helsinki, Finland Putri, Prita Olivia. 2014. Kemampuan Isolat Bakteri Actinobacillus sp. dalam Mendegradasi P-Kresol dan Sunset Yellow . Jurusan Kimia: Universitas Negeri Malang Hismath, I., Wan Aida, W. M., Ho, C. W. 2011. Optimization of extraction Conditions for phe nolic compounds from neem (Azadirachta indica) leaves. International Food Research Journal. 18(3)
