LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK 1 DISTILASI FRAKSINASI
Oleh : YUMAROTUN 10/2976777/PA/13054
Selasa, 15 November 2011 Asisten pembimbing : Ardhiyatma Putra
LABORATORIUM KIMIA ORGANIK FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011
PERCOBAAN DISTILASI FRAKSINASI A. TUJUAN 1. Mempelajari teknik- teknik pemisahan berdasarkan titik didih. 2. Melakukan pemurnian produk bensin. 3. Mengidentifikasi komponen senyawa dalam bensin. B. DASAR TEORI Distilasi merupakan penguapan suatu cairan dengan cara memanaskannya dan kemudian mengembunkan uapnya kembali menjadi cairan. Destilasi sebagai proses pemisahan dikembangkan dari konsep-konsep dasar: tekanan uap, kemenguapan, dan sebagainya. Destilasi digunakan untuk pemisahan cairan-cairan dengan tekanan uap yang cukup tinggi. Dengan kolom yang dirancang secara baik, dapat memisahkan cairan-cairan dengan perbedaan tekanan uap yang kecil (tapi tidak campuran azeotrop). Distilasi merupakan metode isolasi/pemurnian (Bahti, 1998). Distilasi adalah suatu metode pemisahan Hukum Raoult berdasarkan perbedaan titik didih. Untuk membahas destilasi perlu dipelajari proses kesetimbangan fasa uapcair; kesetimbangan ini tergantung pada tekanan uap larutan. Hukum Raoult digunakan untuk menjelaskan fenomena yang terjadi pada proses pemisahan yang menggunakan metode destilasi; menjelaskan bahwa tekanan uap suatu komponen yang menguap dalam larutan sama dengan tekanan uap komponen murni dikalikan fraksimol komponen yang menguap dalam larutan pada suhu yang sama (Armid, 2009). Distilasi fraksional/distilasi fraksionasi/penyulingan bertingkat adalah suatu distilasi yang dilakukan dengan refluks parsial karena luas permukaan dalam kolom fraksionasi yang digunakan memungkinkan terjadinya kesetimbangan uap-cair. Butirbutir uap yang terbentuk akan mendingin kembali, ketika menempuh kolom, dan mengembun menjadi zat cair, lalu menguap lagi. Proses ini berlangsung berulang-ulang. Bila kolomnya efisien, uap yang berhasil mencapai puncak kolom akan hanya terdiri atas komponen yang lebih volatil (bertitik didih rendah). Oleh karena itu,semakin panjang kolomnya, semakin bagus,karena pemisahan antara dua zat cair volatil atau lebih akan makin sempurna. Dan kolom ini-yang yang rancangannya bisa beraneka ragam untuk mancapai hasil yang maksimal-dapat disekat untuk meminimalkan panas yang hilang. Distilasi fraksional sudah jamak dipakai, misalnya untuk memisahkan fraksi-fraksi
minyak bumi, berdasarkan td-nya,volalitasnya,atau tekanan uap komponen campurancampuran tersebut.( Arsyad, 2001) Bensin dibuat dari minyak mentah, cairan berwarna hitam yang dipompa dari perut bumi dan biasa disebut dengan petroleum. Cairan ini mengandung hidrokarbon; atom-atom karbon dalam minyak mentah ini berhubungan satu dengan yang lainnya dengan cara membentuk rantai yang panjangnya yang berbeda-beda. Molekul hidrokarbon dengan panjang yang berbeda akan memiliki sifat dan kelakuan yang berbeda pula. Empat molekul pertama hidrokarbon adalah metana, etana, propana dan butana. Dalam temperatur dan tekanan kamar, keempatnya berwujud gas, dengan titik didih masing-masing -107, -67,-43 dan -18 derajat C. Berikutnya, dari C5 sampai dengan C18 berwujud cair, dan mulai dari C19 ke atas berwujud padat. Dengan bertambah panjangnya rantai hidrokarbon akan menaikkan titik didihnya, sehingga kita bisa memisahkan hidrokarbon ini dengan cara destilasi. Prinsip inilah yang diterapkan di pengilangan minyak untuk memisahkan berbagai fraksi hidrokarbon dari minyak mentah. (Chem_is_try.org,2011) Menambahkan tetraetil lead pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bens in “murah” dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan lead (timbal) ini. Tetapi akibatnya adalah bumi yang kita tinggali ini diselimuti oleh lapisan tipis lead, dan lead ini berbahaya untuk makhluk hidup, termasuk manusia. Sehingga di negara-negara maju, lead sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.( Chem_is_try.org,2011) Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether ), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE ini selain dapat meningkatkan bilangan oktan, juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Tetapi, belakangan diketahui bahwa TBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pom bensin) dan MTBE ini masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumbersumber air minum lainnya.( Chem_is_try.org,2011)
C. ALAT DAN BAHAN Adapun peralatan yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya adalah 1 buah labu leher tiga, kolom fraksinasi, pendingin lurus, 3 buah labu jantung, dan gelas beker. Sedangkan bahan- bahan yang dipakai adalah bensin dan batu didih. D. GAMBAR RANGKAIAN ALAT
E. CARA KERJA Dibuat rangkaian alat untuk destilasi fraksinasi. Kemudian sebanyak 150 ml bensin dimasukkan kedalam labu leher tiga dengan hati- hati. Dilakukan proses destilasi samapi tercapai suhu 100 °C . Pada suhu 30 °C - 60 °C destilat ditampung dalam labu jantung I, pada suhu 60 °C - 80 °C destilat ditampung dalam labu jantung II, pada suhu 80 °C - 100 °C destilat ditampung dalam labu jantung III.
F. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil percobaan distilasi fraksinasi pada komponen bensin NO
FRAKSI
SUHU
VOLUME DISTILAT
( °C)
( mL)
EFISIENSI
1
I
30- 60
26
17.33 %
2
II
60- 80
22
14.66 %
3
III
80- 100
38
25.33 %
Percobaan distilasi fraksinasi untuk komponen bensin dilakukan pada suhu 0 ° 100 ° C. Hal pertama yang harus diperhatikan adalah pada setting alat. Labu leher tiga ditaruh diatas pemanas minyak. Pemasangan labu leher tiga dilakukan setelah kolom fraksinasi di pasang pada statip, kemudian baru kolom fraksinasi tersebut dihubungkan dengan labu leher tiga. Kemudian pendingin dihubungkan dengan kolom fraksinasi kemidian ujung satunya dari pendingin dipasangkan dengan labu jantung. Thermometer diletakkan pada bagian atas kolom fraksinasi.perangkaian alat digunakan vaselin / pelumas agar lebih mudah dalam melepasnya. Air yang mengalir lewat pendingin harus dihidupkan sebelum proses destilasi berjalan, sebab akan terjadi peledakan apabila air pendingin belum menyala tetapi proses sudah berjalan. Komponen sampel yang akan didistilasi dimasukkan menggunakan corong ke dalam labu leher tiga dan diberi batu didih, kemudian ditutup rapat. Pemberian batu didih ini dimaksudkan agar panas yang terjadi merata dan untuk mengurangi atau meredam letupan-letupan maupun gelembung pada labu destilat saat melakukan pemanasan . Cara kerja dari proses distilasi ini adalah senyawa yang dipanaskan pada suhu tertentu akan naik melewati kolom fraksinasi, senyawa yang memiliki titik didih rendah akan keluar dari kolom menuju kondensor dan mengembun menjadi cairan. Sedangkan senyawa yang memiliki titik didih tinggi akan tertinggal di plat dalam bentuk cairan dan turun ke plat- palt yang dibawah dan akhirnya kembali ke labu. Setelah proses distilasi selesai, diperoleh hasil dalam beberapa fraksi. Fraksi ke 0 adalah yang keluar lewat gas, yaitu pada suhu 0 °- 30 ° C. pada fraksi ini dapat diperkirakan komponen bensin tersebut adalah senyawa- senyawa hodrokarbon dengan jumlah atom karbon < 5 seperti metana, etana, propana, dan butana.Keempat senyawa ini berwujud gas pada suhu kamar. Fraksi I adalah pada suhu 30 °- 60 °. Dengan % efisiensi sebesar 17.33%. Komponen bensin pada fraksi ini diantaranya adalah dikhlorometana ( dengan Td 40 °C) dan aseton ( Td 56 °C). Fraksi II adalah pada suhu 60- 80 °C. Dengan efisiensi 14.66 %. Komponen yang terdapat dalam fraksi ini diantaranya, khloroform ( Td 61 °C) , methanol ( Td 65 °C), heksana ( Td 69 °C), karbon tetraklorid ( Td 77 °C), etil asetat (Td 77 °C), ethanol (78 °C), dan benzena (80 °C) .
Fraksi III adalah pada suhu 80- 100 °C. Dengan efisiensi 25.33%. Komponen bensin dalam fraksi ini diantaranya adalah n-nonana dengan titik didih 93°C, n- pentana dengan titik didih 97- 98 ° C, isooktana dengan titik didih 99 ° C. Komponen residu adalah senyawa senyawa hidrokarbon dengan titik didih antara 100- 220 ° C. Pada dasarnya komponen murni dari bensin adalah isooktana dan n- heptana. Dari hasil destilasi yang telah dilakukan,fraksi III yang mengandung Isooktana dan n- heptana memiliki efisiensi sebesar 25,33 %. Ini menunjukkan bahwa dalam 38 ml destilat mengandung 25,33% bensin murni. Sedangkan sisanya komponen lain / pengotor. Pada waktu percobaan dilakukan, terjadi penurunan suhu setelah pada mulanya suhu naik, hal ini disebabkan karena pada waktu pemanasan terjadi overheating karena langsung dilakukan dengan pemanasan suhu tinggi sehingga yang akan menguap adalah senyawa yang memiliki titik didih lebih tinggi dulu. Seharusnya pemanasan dilakukan dari suhu yang rendah terlebih dulu, kemudian baru naik secara perlahan- lahan, sehingga distilasi yang dilakukan diperoleh hasil yang maksimal.
G. KESIMPULAN 1. Komponen bensin fraksi I adalah dikhlorometana ( dengan Td 40 °C) dan aseton ( Td 56 °C). Fraksi II meliputi khloroform ( Td 61 °C) , methanol ( Td 65 °C), heksana ( Td 69 °C), karbon tetraklorid ( Td 77 °C), etil asetat (Td 77 °C), ethanol (78 °C), dan benzena (80 °C) . Fraksi III diantaranya adalah n-nonana dengan titk didih 93°C, npentana dengan titik didih 97- 98° C, iso oktana dengan titik didih 99° C. 2. Efisiensi fraksi I 17, 33%, efisiensi fraksi II adalah 14,66 %, dan efisiensi fraksi III adalah 25,33%.
H. DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, M. Natsir, 2001, KAMUS KIMIA: Arti dan Penjelasan Ilmiah, P. T. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Armid. 2009. Penuntun Praktikum Metode Pemisahan Kimia. Unhalu. Kendari. Bahti. 1998. Teknik Pemisahan Kimia dan Fisika. Universitas Padjajaran. Bandung. (http://www.chem-istry.org/artikel_kimia/kimia_material/bensin_cairan_penggerak_ekonomi/ (12 November 2011)
I.
LEMBAR PENGESAHAN
Yogyakarta, 15 November 2011, Asisten,
Praktikan,
Ardhiyatma Putra
Yumarotun
BAHAN DISKUSI 1. Prinsip dari distilasi fraksinasi adalah pemisahan suatu campuran cairan, cairan yang menguap dilewatkan melalui kolom- kolom perangkap uap. Komponen yang lebih mudah menguap cenderung mengembun di kolom lebih atas dan komponen yang sukar menguap cenderung mengendap di kolom lebih bawah. 2. Macam- macamkolom fraksinasi diantaranya adalah
3. Distilasi pengurangan tekanan dilakukan apabila titik didih senyawa yang dipisahkan cukup tinggi dan komponen yang akan dipisahkan akan terdegradasi/ rusak pada sebelum atau mendekati titik didihnya. 4. Campuran azeotrop adalah campuran yang mempunyai keadaan dimana campuran memiliki komposisi di fase uap sama dengan di fase cair.
5. Metode fisika yang dapat digunakan untuk analisa kemurnian suatu senyawa organic diantaranya adalah distilasi fraksinasi, distilasi uap, dintilasi vakum, refraktometri, picknometri dll.
6. Cara mengatasi over heating adalah
7. Cara-cara yang digunakan agar proses distilasi berjalan sempurna labu leher tiga ditaruh diatas pemanas minyak. Pemasangan labu leher tiga dilakukan setelah kolom fraksinasi di pasang pada statip, kemudian baru kolom fraksinasi tersebut dihubungkan dengan labu leher tiga. Kemudian pendingin dihubungkan dengan kolom fraksinasi kemidian ujung satunya dari pendingin dipasangkan dengan labu jantung. Thermometer diletakkan pada bagian atas kolom fraksinasi.perangkaian alat digunakan vaselin / pelumas agar lebih mudah dalam melepasnya. Air yang mengalir lewat pendingin harus dihidupkan sebelum proses destilasi berjalan.
LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM DISTILASI FRAKSINASI Nama/ nim
: Yumarotun/ 10/297677/PA/13054
Tanggal praktikum
: Oktober 2011
A. TUJUAN 1. Mempelajari teknik- teknik pemisahan berdasarkan titik didih. 2. Melakukan pemurnian produk bensin. 3. Mengidentifikasi komponen senyawa dalam bensin.
B. CARA KERJA 150 ml bensin
Labu distilasi leher
Residu
Labu jantung 1: fraksi 1 (titik didih 0⁰C-60⁰C)
Destilat
Labu jantung 2: fraksi 2(titik didih 60⁰C-
Diamati
Labu jantung 2: fraksi 2(titik didih 80⁰C-
