A. Judul Pemisahan Campuran B. Hari / tanggal tanggal mulai percobaan percobaan Selasa / 18 oktober 2011 pukul 07.00 WIB C. Hari / tanggal selesai percobaan Selasa / 18 oktober 2011 pukul 09.15 W IB D. Tujuan 1. Untuk memisahkan zat padat dari zat cair 2. Untuk memisahkan zat padat dari zat padat E. Tinjauan pustaka pustaka / Kajian teori teori I.
Pemisahan Campuran Dalam Kimia dan teknik kimia, proses pemisahan digunakan untuk
mendapatkan dua atau lebih produk yang lebih murni dari suatu campuran senyawa kimia. Sebagian besar senyawa kimia ditemukan di alam dalam keadaan yang tidak murni. Biasanya, suatu senyawa kimia berada dalam keadaan tercampur dengan senyawa lain. Untuk beberapa keperluan seperti sintesis senyawa kimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia dalam keadaan murni atau proses produksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses pemisahan perlu dilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia. Suatu contoh pentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyak bumi. Minyak bumi merupakan campuran berbagai jenis hidrokarbon. Pemanfaatan hidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memiliki kemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadi komponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, dan aspal. Secara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan. Proses
pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fasa komponen penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fasa) atau campuran heterogen (lebih dari satu fasa). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fasa: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cairgas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.
II.
Metode Pemisahan Campuran Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk
memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau skelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat dalam suatu sampel (analisis laboratorium). Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan kompleks. 1. Metode Pemisahan Sederhana Metode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana. 2. Metode Pemisahan Kompleks Metode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu,pengaturan proses mekanik alat, dan reaksi-reaksi kimia yang diperlukan. Metode ini biasanya menggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahan bijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks. Keadaan zat yang diinginkan dan dalam keadaan campuran harus diperhatiakan untuk menghindari kesalahan pemilihan metode pemisahan yang akan menimbulkan kerusakan hasil atau melainkan tidak berhasil. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan antara lain :
1. Keadaan zat yang diinginkan terhadap campuran, apakah zat ada di dalam sel makhluk hidup, apakah bahan terikat secara kimia, dan sebagainya. 2. Kadar zat yang diinginkan terhadap campurannya, apakah kadarnya kecil atau besar. 3. Sifat khusus dari zat yang diinginkan dan campurannya, misalnya zat tidak tahan panas, mudah menguap, kelarutan terhadap pelarut tertentu, titik didih, dan sebagainya. 4. Standar kemurnian yang diinginkan. Kemurnian 100% memerlukan tahap yang berbeda dengan 96%. 5. Zat pencemar dan campurannya yang mengotori beserta sifatnya. 6. Nilai guna zat yang diinginkan, harga, dan biaya proses pemisahan.
Suatu zat dapat dipisahkan dari campurannya karena mempunyai perbedaan sifat. Hal ini dinamakan dasar pemisahan. Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain sebagai berikut : 1. Ukuran partikel, bila ukuran partikel zat yang diinginkan berbeda dengan zat yang tidak diinginkan (zat pencampur) dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan). jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkan. Partikel zat hasil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan terhalang. 2. Titik didih, bila antara zat hasil dan zat pencampur memiliki titik didih yang jauh berbeda dapat dipishkan dengan metode destilasi. Apabila titikdidih zat hasil lebih rendah daripada zat pencampur, maka bahan dipanaskan antara suhu didih zat hasil dan di bawah suhu didih zat pencampur. Zat hasil akan lebih cepat menguap, sedangkan zat
pencampur zat pencampur tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati. Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih ini bila dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campuranya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran. 3. Kelarutan, suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat mungkin larut dalam pelarut A tetapi tidak larut dalam pelarut B, atau sebaliknya. Secara umum pelarut dibagi menjadi dua, yaitu pelarut polar, misalnya air, dan pelarut nonpolar (disebut juga pelarut organik) seperti alkohol, aseton, methanol, petrolium eter, kloroform, dan eter. Dengan melihat kelarutan suatu zat yang berbeda dengan zat-zat lain dalam campurannya, maka kita dapat memisahkan zat yang diinginkan tersebut dengan menggunakan pelarut tertentu. 4. Pengendapan, suatu zat akan memiliki kecepatan mengendap yang berbeda dalam suatu campuran atau larutan tertentu. Zat-zat dengan berat jenis yang lebih besar daripada pelarutnya akan segera mengendap. Jika dalam suatu campuran mengandung satu atau beberapa zat dengan kecepatan pengendapan yang berbeda dan kita hanya menginginkan salah satu zat, maka dapat dipisahkan dengan metode sedimentsi tau sentrifugsi. Namun jika dalam campuran mengandung lebih dari satu zat yang akan kita inginkan, maka digunakan metode presipitasi. Metode presipitasi biasanya dikombinasi dengan metode filtrasi. 5. Difusi, dua macam zat berwujud cair atau gas bila dicampur dapat berdifusi (bergerak mengalir dan bercampur) satu sama lain. Gerak partikel dapat dipengaruhi oleh muatan listrik. Listrik yang diatur sedemikian rupa (baik besarnya tegangan maupun kuat arusnya) akan menarik partikel zat hasil ke arah tertentu sehingga diperoleh zat yang murni. Metode pemisahan zat dengan menggunakan bantuan arus listrik disebut elektrodialisis. Selain itu
kita mengenal juga istilah elektroforesis, yaitu pemisahan zat berdasarkan banyaknya nukleotida (satuan penyusun DNA) dapat dilakukan dengan elektroforesis menggunakan suatu media agar yang disebut gel agarosa. 6. Adsorbsi, merupakan penarikan suatu zat oleh bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan dari bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini diterapkan pada pemurnian air dan kotoran renik atau organisme.
III.
Jenis – Jenis Metode Pemisahan 1. Filtrasi
Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara pelarut dan zat terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pori saringan dan meneruskan pelarut. Proses filtrasi yang dilakukan adalah bahan harus dibuat dalam bentuk larutan atau berwujud cair kemudian disaring. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal dipenyaring disebut residu (ampas). Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula. Penyaringan di laboratorium dapat menggunakan kertas saring dan penyaring buchner. Penyaring buchner adalah penyaringan penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap. 2. Sublim asi
Sublimasi
merupakan
metode
pemisahan
campuran
dengan
menguapkan zat padat tanpa melalui fasa cair terlebih dahulu sehingga kotoran yang tidak menyublim akan tertinggal. bahanbahan yang menggunakan metode ini adalah bahan yang mudah menyublim, seperti kamfer dan iod.
3. K r i s t a l i s a s i merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Kristalisasi ada dua cara yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan. Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan garam dapur dari air laut. Mula-mula air laut ditampung dalam suatu tambak, kemudian dengan bantuan sinar matahari dibiarkan menguap. Setelah proses penguapan, dihasilkan garam dalam bentuk kasar dan masih bercampur dengan pengotornya, sehingga untuk mendapatkan garam yang bersih diperlukan proses rekristalisasi (pengkristalan kembali). Contoh lain adalah pembuatan gula putih dari tebu. Batang tebu dihancurkan dan diperas untuk diambil sarinya, kemudian diuapkan dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir. 4. Desti lasi
Destilasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda. Dasar pemisahan adalah titik didih yang berbeda. Bahan yang dipisahkan dengan metode ini adalah bentuk larutan atau cair, tahan terhadap pemanasan, dan perbedaan titik didihnya tidak terlalu dekat. Proses pemisahan yang dilakukan adalah bahan campuran dipanaskan pada suhu diantara titik didih bahan yang diinginkan. Pelarut bahan yang diinginkan akan menguap, uap dilewatkan pada tabung pengembun (kondensor). Uap yang mencair ditampung dalam wadah. Bahan hasil pada proses ini disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu. Contoh
destilasi
adalah
proses
penyulingan
minyak
bumi,
pembuatan minyak kayu putih, dan memurnikan air minum. 5. Ekstraks i
Ekstraksi merupakan metode pemisahan dengan melarutkan bahan campuran dalam pelarut yang sesuai. Dasar metode pemisahan ini adalah kelarutan bahan dalam pelarut tertentu.
6. Ads orbsi
Adsorbsi merupakan metode pemisahan untuk membersihkan suatu bahan dari pengotornya dengan cara penarikan bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan bahan
pengadsorbsi.
memurnikan
air
Penggunaan
dari
kotoran
metode
renik
atau
ini
dipakai
untuk
mikroorganisme,
memutihkan gula yang berwarna coklat karena terdapat kotoran. 7. Krom atografi
Kromatografi
adalah
cara
pemisahan
berdasarkan
perbedaan
kecepatan perambatan pelarut pada suatu lapisan zat tertentu. Dasar pemisahan metode ini adalah kelarutan dalam pelarut tertentu, daya absorbsi oleh bahan penyerap, dan volatilitas (daya penguapan). Contoh proses kromatografi sederhana adalah kromatografi kertas untuk memisahkan tinta.
IV.
Pemanfaatan Metode Pemisahan Campuran
Pada proses pemisahan suatu campuran ada yang memerlukan metode pemisahan, ada pula yang dikombinasi lebih dari satu jenis metode. Berikut ini beberapa contoh pemanfaatan metode pemisahan dengan menggunakan metode pemisahan tertentu.
1.
Pemurnian Garam Dapur
Air laut banyak mengandung mineral terutama garam dapur (NaCl). Petani garam dapur memisahkan garam dapur dengan menjemur air laut pada sebuah bangunan yang datar dan lapang. Garam yang diperoleh, kemudian diolah di industri untuk dicuci dan ditambah iodium.
2.
Pemurnian Air Minum
Air adalah sumber kehidupan. Air selalu diperlukan dalam setiap bidang kehidupan kita.bagi penduduk Indonesia, tidak sulit untuk mendapatkan air tawar, namun di daerah timur tengah sulit untuk mendapatkan air tawar. Mereka melakukan penyulingan (destilasi) untuk memperoleh air tawar secara besarbesaran. F. Cara kerja 1. Rancangan alat
gambar 1.1 pasir + air
gambar 1.2 Filtrat dan Residu hasil Dekantasi
gambar 2.1 Serbuk kapur tulis + air
gambar 2.2 Proses Filtrasi
gambar 2.3 Residu kpur tulis dan filtrat
gambar 3.1 Garam dan air
gambar 3.2 Menyaring larutan garam
gambar 3.3 Tidak ada residu di kertas saring
gambar 3.4 Memanaskan larutan garam
gambar 3.5 Residu hasil penguapan
gambar 4.1 Melarutkan CuSO 4 .5H 2 O
gambar 4.2 Memanaskan CuSO 4 .5H 2 O
gambar 4.3 Residu hasil Kristalisasi
gambar 5.1 Residu hasil penyaringan
gambar 5.2 Memanaskan air cucian pasir + hasil penyaringan
gambar 6 Residu hasil Sublimasi
2. Alat dan bahan a. Alat
:
No. Nama Alat
Jumlah
1.
Gelas kimia
4 buah
2.
Pembakar spirtus
1 buah
3.
Kaki tiga
1 buah
4.
Gelas ukur 10mL
1 buah
5.
Cawan penguapan
1 buah
6.
Kaca arloji
1 buah
7.
Pipet tetes
1 buah
8.
Kassa
1 buah
9.
Corong
1 buah
10.
Kertas saring
2 buah
11.
Alu dan mortar
1 buah
12.
Label
6 buah
b. Bahan : No. Nama bahan 1.
Air
2.
Nacl
3.
Kapur tulis
4.
Kapur barus
5.
Pasir
6.
1 gram CuSO 4 5H 2 O
3. Alur kerja 1. Dekantasi 1
sendok
pasir -
Dimasukkan kedalam gelas kimia yang berisi air
-
Diaduk sampai rata
Larutan menjadi keruh -
Pasir dibiarkan mengendap
-
Larutan bagian atas dituang
Filtrat : Air
yang
Residu : Pasir yang mengendap
bening
2. Filtrasi Bubuk kapur tulis -
Dimasukkan kedalam gelas kimia yang berisi air
-
Diaduk sampai rata
Larutan sedikit keruh -
Disaring dengan corong dan kertas saring
Filtrat :
Residu :
Air
Serbuk
yang
bening
tulis
kapur yang
mengendap
3. Kristalisasi Garam
dapur
(Nacl) -
Dilarutkan kedalam gelas kimia yang berisi air
Larutan garam - Disaring dengan menggunakan kertas saring Hasil penyaringan - Diuapkan dalam cawan penguapan Filtrat : Kristal garam
Residu : Uap air
4. Evaporasi 1 gram CuSO 4 5H 2 O -
Dihaluskan kemudian dimasukkan kedalam 10mL air
Larutan CuSO 4 5H 2 O
-
Diuapkan hingga volume hampi habis Didinginkan
-
Diperhatikan bentuk kristal yang terjadi
Filtrat : Serbuk CuSO 4 5H 2 O
Residu : Uap air
5. Filtrasi dan Evaporasi 1 sendok pasir + 1 sendok NaCl -
Dimasukkan kedalam gelas kimia dan dicampur air
-
Diaduk rata
Larutan homogen -
Dipanaskan lalu disaring
Filtrat : Larutan garam
Residu : Pasir - Dicuci dengan 5mL air 2kali - Air hasil cucian dan penyaringan dicampur - Diuapkan dengan cawan penguapan - Dibiarkan menguap sendiri saat air hampir habis
Filtrat :
Residu :
Serbuk garam Uap air dan air
6. Sublimasi 1 gram kapur barus + pasir -
Dimasukkan kedalam cawan penguapan
-
Ditutup dengan kaca arloji yang atasnya diberi air
-
Dipanaskan perlahan
Terbentuk
zat
padat
pada kaca arloji -
Di dinginkan
-
Kristal dikumpulkan
-
Diperhatikan bentuknya
-
Semua hasil penguapan dicatat
Filtrat :
Residu :
Serbuk
Pasir,warna
bening
G. Hasil pengamatan No.
Nama
Filtrat
Residu
pemisahan campuran 1.
Dekantasi
Air yang sedikit keruh
Pasir yang mengendap
2.
Filtrasi
Air yang jernih
Serbuk kapur
(tidak berwarna) 3.
Kristalisasi
Kristal garam yang lebih Uap air bening (partikelnya lebih kecil)
4.
Evaporasi
Serbuk CuSO45H2O (warna
Uap air
CuSO45H2O
yang awalnya biru cerah menjadi biru kehijauan) 5.
Filtrasi Evaporasi
dan Serbuk sedikit
garam kkasar
yang Uap air dan air dan
berwarna
putih
(partikelnya lebih besar) 6.
Sublimasi
Kristal halus dan bening
Pasir dan sedikit warna
H. Analisis data Pada percobaan pemisahan campuran, diperoleh data bahwa dalam proses dekantasi menghasilkan filtrat berupa air yang sedikit keruh dan residu berupa pasir yang mengendap. Sedangkan pada percobaan kedua yaitu proses filtrasi, menghasilkan filtrat berupa air yang jernih (tidak berwarna) serta menghasilkan residu berupa serbuk kapur. Kemudian pada percobaan ketiga yaitu kristalisasi, menghasilkan filtrat berupa kristal garam yang lebih bening dan partikel garam tersebut lebih kecil serta menghasilkan residu berupa uap air. Pada percobaan evaporasi, menghasilkan filtrat yang berupa serbuk CuSO 4 5H 2 O yang berwarna biru kehijauan serta menghasilkan residu berupa uap air. Warna dari CuSO 4 5H 2 O yang awalnya (sebelum evaporasi) berwarna biru cerah menjadi berwarna biru kehijauan. Percobaan kelima yaitu filtrasi dan evaporasi. Dalam percobaan ini menghasilkan filtrat berupa serbuk garam yang bening dan sedikit kasar, sedangkan residunya berupa uap air dan air. Percobaan terakhir yaitu sublimasi. Pada percobaan ini menghasilkan filtrat berupa kristal halus yang bening serta residu berupa pasir dan sedikit warna (pasir lebih dominan).
I. Pembahasan Pada percobaan kristalisasi dan filtrasi - evaporasi, pada percobaan kristalisasi terbentuk serbuk garam yang lebih bening dan ukuran partikel lebih kecil dibandingkan serbuk garam hasil percobaan filtrasi dan evaporasi yang berukuran sedikit lebih besar (kasar) dan basah. Hal ini disebabkan karena dua faktor penting, yaitu : laju pembentukan inti (nukleasi) dan laju pertumbuhan kristal. Pada percobaan kristalisasi terjadi laju pembentukan inti yang tinggi, hal ini tergantung pada derajat lewat jenuh (supersaturation) dari larutan. Sedangkan pada percobaan filtrasi dan evaporasi terjadi laju pertumbuhan kristal yang tinggi, hal ini juga dikarenakan derajat lewat jenuh. Sedangkan pada percobaan sublimasi, kita menggunakan kaca arloji karena pada percobaan ini terjadi pemisahan zat padat tanpa melalui zat cair. Percobaan ini terdapat peristiwa penyubliman, dimana zat yang tidak muda menyublim akan menjadi residu. Oleh karena itu kita menggunakan kaca arloji untuk memperoleh filtratnya. Jika tidak menggunakan kaca arloji filtrat akan tidak terbentuk karena zat mudah menguap. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kaca arloji digunakan untuk menahan hasil sublimasi. Kami memberikan air bersuhu 30 derajat celcius di atas kaca arloji tersebut yang berfungsi untuk mempercepat proses pembentukan kristal. Jadi uap yang dihasilkan oleh percobaan ini dapat langsung didinginkan sehingga terbentuk kristal – kristal halus.
J. Kesimpulan 1. Pada percobaan dekantasi, filtrat hasil dekantasi sedikit lebih keruh dibandingkan dengan air sebelum dicampur pasir dan juga sedikit lebih keruh dibandingkan filtrat filtrasi. 2. Pada percobaan filtrasi, air yang dihasilkan kembali jernih seperti semula. Karena terjadi penyaringan ultra. 3. Pada percobaan kristalisasi dan filtrasi - evaporasi, pada percobaan kristalisasi terbentuk serbuk garam yang lebih bening dan ukuran partikel lebih kecil dibandingkan serbuk garam hasil percobaan filtrasi dan
evaporasi yang berukuran sedikit lebih besar (kasar) dan basah. Hal ini disebabkan karena dua faktor penting, yaitu : laju pembentukan inti (nukleasi) dan laju pertumbuhan kristal. Pada percobaan kristalisasi terjadi laju pembentukan inti yang tinggi, hal ini tergantung pada derajat lewat jenuh (supersaturation) dari larutan. Sedangkan pada percobaan filtrasi dan evaporasi terjadi laju pertumbuhan kristal yang tinggi, hal ini juga dikarenakan derajat lewat jenuh. 4. Pada percobaan evaporasi, terdapat perubahan warna dari CuSO45H2O. Warna CuSO45H2O yang awalnya biru cerah menjadi biru kehijauan. Hal ini trerjadi karena trrjadi perubahan sifat zat yang awalnya bersifat basa berubah menjadi asam, sehinnga terjadi warna biru kehijauan. 5. Pada percobaan sublimasi, terbentuk zat padat pada kaca arloji yang setelah didinginkan menjadi kristal.
K. Daftar pustaka Purba, michael. 2004. Kimia. Jakarta : Erlangga Vogel direvisi oleh G. Svehla.1985.Vogel.Jakarta:PT. Kalman media pusaka Sugiarto, bambang, dkk. 2008. Penuntun Praktikum Kimia Dasar 1. Surabaya : Universitas Negeri Surabaya. http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kul…
