BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air.[1]
Destilasi atau penyulingan adalah sutau proses pemurnian zat cair yang didasarkan atas perbedaan titik didih cairan. Pada proses ini cairan berubah menjadi uap. Uap ini adalah zat murni. Kemudian uap ini didinginkan. Pada pendinginan ini uap mengembun menjadi cairan murni yang disebut destilat.
Destilasi dapat digunakan untuk memperoleh pelarut murni dari larutan yang mengandung zat terlarut. Misalnya air sungai untuk memperoleh air murni.[2]
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka muncullah permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana prinsip dasar proses destilasi secara sederhana?
2. Bagaimana cara memurnikan sampel air sungai?
C. Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu :
1. Untuk mengetahui prinsip dasar proses destilasi secara sederhana.
2. Untuk memurnikan sampel air sungai.
D. Manfaat percobaan
Adapun manfaat dari percobaan ini yaitu :
1. Mahasiswa dapat mengetahui prinsip dasar proses destilasi secara sederhana.
2. Mahasiswa dapat mengetahui cara memurnikan sampel air sungai.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Destilasi 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 termasuk sebagai unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya.[3]
Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi destilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen yang terdapat dalam suatu larutan atau campuran dan tergantung pada distribusi komponen-komponen tersebut antara fasa uap dan fasa cair. Semua komponen tersebut terdapat dalam fasa cairan dan uap. Fasa uap terbentuk dari fasa cair melalui penguapan (evaporasi) pada titik didihnya. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara destilasi adalah komposisi uap harus berbeda dari komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat menguap. Suhu cairan yang mendidih merupakan titik didih cairan tersebut pada tekanan atmosfer yang digunakan.[4]
Teori dasar destilasi yaitu perpindahan panas ke cairan yang sedang mendidih memegang peranan yang penting pada proses evaporasi dan destilasi atau juga pada proses biologi dan proses kimia lain seperti proses petroleum, pengendalian temperatur suatu reaksi kimia, evaporasi suatu bahan pangan dan sebagainya. Cairan yang sedang dididihkan biasanya ditampung dalam bejana dengan panas yang berasal dari pipa-pipa pemanas yang horizontal atau vertikal. Pipa dan plat-plat tersebut dipanaskan dengan listrik, dengan cairan panas atau uap panas pada sisi yang lain.[5]
Perbedaan sifat campuran suatu fase dengan campuran dua fase dapat dibedakan secara jelas jika suatu cairan menguap, terutama dalam keadaan mendidih. Sebagai contoh adalah cairan murni didalam suatu tempat yang tertutup. Pada suhu tertentu molekul-molekul cairan tersebut memiliki energi tertentu dan bergerak bebas secara tetap dan dengan kecepatan tertentu. Tetapi setiap molekul dalam cairan hanya bergerak pada jarak pendek sebelum dipengaruhi oleh molekul-molekul lain, sehingga arah geraknya diubah. Namun setiap molekul pada lapisan permukaan yang bergerak ke arah atas akan meninggalkan permukaan cairan dan akan menjadi molekul uap. Molekul-molekul uap tersebut akan tetap berada dalam gerakan yang konstan, dan kecepatan molekul-molekul dipengaruhi oleh suhu pada saat itu.[6]
Ada 6 jenis destilasi yang akan dibahas disini, yaitu destilasi sederhana, destilasi fraksionasi, destilasi uap, destilasi vakum, destilasi kering dan destilasi azeotropik.[7]
1. Destilasi Sederhana
Pada destilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Destilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi destilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol. [8]
Gambar 1. Rangkaian alat destilasi sederhana
2. Destilasi Fraksionasi
Fungsi destilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Destilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari destilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah.[9]
Perbedaan destilasi fraksionasi dan destilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian destilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.[10]
Gambar 2. Rangkaian alat destilasi fraksionasi
3. Destilasi Azeotrop
Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen yang memiliki titik didih yang konstan. Azeotrop dapat menjadi gangguan yang menyebabkan hasil destilasi menjadi tidak maksimal. Komposisi dari azeotrop tetap konstan dalam pemberian atau penambahan tekanan, akan tetapi ketika tekanan total berubah, kedua titik didih dan komposisi dari azeotrop berubah. Sebagai akibatnya, azeotrop bukanlah komponen tetap, yang komposisinya harus selalu konstan dalam interval suhu dan tekanan, tetapi lebih ke campuran yang dihasilkan dari saling mempengaruhi dalam kekuatan intramolekuler dalam larutan. Azeotrop dapat didestilasi dengan menggunakan tambahan pelarut tertentu, misalnya penambahan benzena atau toluena untuk memisahkan air. Air dan pelarut akan ditangkap oleh penangkap Dean-Stark. Air akan tetap tinggal di dasar penangkap dan pelarut akan kembali ke campuran dan memisahkan air lagi. Campuran azeotrop merupakan penyimpangan dari hukum Raoult.[11]
Gambar 3. Rangkaian alat destilasi azeotrop
4. Destilasi Vakum
Destilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didestilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode destilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem destilasi ini.[12]
Gambar 4. Rangkaian alat destilasi vakum
5. Destilasi Uap
Destilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendestilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu destilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didestilasi dengan air. Aplikasi dari destilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan. Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu destilat.[13]
Gambar 5. Rangkaian alat destilasi uap
6. Destilasi kering
Destilasi kering merupakan destilasi yang dilakukan dengan cara memanaskan material padat untuk mendapatkan fase uap dan cairnya, biasanya digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bara.[14]
Gambar 6. Rangkaian alat destilasi kering
Dalam kehidupan kebutuhan akan air bersih adalah suatu hal yang pasti untuk keberlangsungan hidup baik itu manusia, hewan maupun tumbuhan. Bukan hanya dalam kehidupan saja, melainkan kebutuhan akan air bersih di butuhkan juga dalam laboratorium. Kebutuhan akan air bersih, sebut saja untuk membuat suatu larutan atau melarutan sesuatu bahan, maka kita membutuhkan air yang bersih dari logam lain atau yang biasa disebut air aquades. Selain di laboratorium, air destilasi ini juga di butuhkan sebagai sumber air. Misalnya kita mengolah air laut untuk dijadikan air minum. Untuk mengolah air laut menjadi air minum digunakan tehnik destilasi. Dalam hal lain destilasi juga digunakan untuk mendapatkan air bersih di suatu Negara, contohnya Arab Saudi,mereka mendestilasi air laut untuk mendapatkan air bersih. Jadi destilasi adalah suatu proses yang sangat berguna dan tidak hanya untuk mendapatkan air bersih tapi juga dalam proses pengolahan minyak bumi, produksi minyak wangi dan lain-lain. Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak yang tergantikan dengan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan air.[15]
Air yang digunakan manusia adalah air permukaan tawar dan air tanah murni. Meningkatnya kebutuhan air dengan bertambahnya jumlah penduduk didunia dan juga sebagai akibat dari peningkatan kebutuhan air untuk rumah tangga, industri, rekreasi, pertanian dan sebagainya. Air dibagi tiga golongan menurut pertukarannya yatu:
Golongan A : Air yang digunakan sebagai air minum tanpak pengolahan terlebih dahulu
Golongan B : Air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga
Golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan, peternakan, pertanian, Industri dan lain-lain.[16]
Air yang dipergunakan untuk minum sebaiknya air yang tidak berwarna, tidak berbau, jernih dengan suhu dibawa suhu udara sedemikian rupa sehingga minimbulkan rasa aman. Air minum yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat kimia tertentu oleh zat-zat atau mineral-mineral yang berbahaya bagi kesehatan, diharapkan pula zat-zat atau bahan kimia yang terdapat didalam air minum, sebaiknya zat ataupun bahan kimia dan mineral yang dibutuhkan oleh tubuh hendaknya harus terdapat dalam kadar yang wajar dalam sumber air tersebut.[17]
Air yang keruh kurang dapat menjadi biomassa cukup produktif, walaupun perairan itu mempunyai zat-zat makanan yang cukup. Kekeruhan mengurangi intensitas cahaya matahari masuk ke dalam air. Kekeruhan dapat disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloida sampai dispersi kasar, tergantung dari derajat tubelensinya. Pengukuran kekeruhan membantu menentukan jumlah bahan kimia yang dibutuhkan dalam pengolahan air.[18]
Untuk mengetahui pencemaran air sungai digunakan kombinasi parameter fisika, kimia dan biologi. Tetapi sering digunakan hanya parameter fisika seperti temperatur, warna, bau, rasa dan kekeruhan air, ataupun parameter kimia seperti: partikel terlarut, kebutuhan oksigen biokimia (BOD), partikel tersuspensi (SS), amonia (NH3). Bahan-bahan polutan bagi pencemaran air dalam bentuk pencemaran fisika, kimia dan biologi dibagi menjadi 8 kelompok yaitu:
1. Agen penyebab penyakit (bakteri, virus, protosoa, parasit).
2. Limbah penghabis oksida (limbah rumah tangga, kotoran hewan dan manusia, bahan organik dan sebagainya).
3. Bahan kimia yang larut dalam air (asam, garam, logam beracun dan senyawa lainnya).
4. Pupuk anorganik (garam nitra dan fosfat yang terlarut).
5. Bahan kimia organik (minyak, bensi, plastik, pestisida).
6. Bahan sedimen atau suspensi (parikel tanah, pasir dan bahan anorganik lainnya yag melayang dalam air).
7. Bahan-bahan radioaktif.
8. Panas.
Polutan biologis berasal dari kotoran manusia yang mengandung bakteri, virus, protozoa atau parasit lainnya yang mencemari sungai, sumur atau mata air.[19]
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Hari/tanggal : Jum’at, 6 Mei 2011
Waktu : 08.00 wita – selesai
Tempat : Laboratorium Kimia Analitik
Fakultas Sains dan Teknologi
UIN Alauddin Makassar.
B. Alat dan Bahan
1. Alat
Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu :
a. Labu destilasi
b. Steel head
c. Aerator
d. Termometer
e. Pendingin/kondensor
f. Statif dan klem
g. Selang karet
h. Pemanas
i. Kasa asbes
j. Gelas kimia 250 mL
k. Gelas ukur 100 mL
l. Gelas kimia 300 mL
m. Gabus berlubang
2. Bahan
a. Sampel air sungai
b. Batu didih
c. Es batu
C. Prosedur Kerja
1. Memasang rangkaian alat destilasi.
2. Mengisi labu destilasi dengan sampel air sebanyak 300 mL. Memasukkan beberapa batu didih.
3. Menjalankan air melalui pendingin (kondensor), mengatur suhu dan waktu.
4. Memanaskan labu sampai air mendidih, mencatat suhu dan waktu.
5. Mengamati kenaikan temperatur pada suhu konstan.
6. Membaca suhu dan waktu pada saat diperoleh destilat sebanyak 50 mL.
7. Mengukur volume destilat yang diperoleh.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil pengamatan
| Suhu (menit) | Waktu (detik) | Volume destilat | Keterangan |
| 32oC 83oC 94oC 94oC | 0 21,32 35 82 | - - - 50 mL | Mula-mula Mendidih Konstan Destilat |
B. Pembahasan
Pada percobaan ini sampel yang akan dimurnikan yaitu air sungai, dalam percobaan ini digunakan alat destilasi sederhana. Destilasi sederhana merupakan salah satu metode yang digunakan untuk pemurnian dan pemisahan suatu larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didih yang relatif jauh. Langkah pertama yang dilakukan yaitu memasukkan sampel air sungai sebanyak 300 mL kedalam labu destilasi kemudian memasukkan beberapa butir batu didih, batu didih berfungsi untuk mengurangi letupan pada saat pemanasan. pada percobaan ini jarak antara labu destilasi dengan pemanas yaitu 3 cm, ini berpengaruh pada proses pemanasan, semakin dekat jarak antara labu dengan pemanas maka akan
semakin cepat pula air yang ada dalam labu mendidih. Selanjutnya menjalankan aerator dan pemanas serta menjalankan timer (stopwatch) untuk mengetahui waktu yang digunakan air untuk mendidih serta waktu yang digunakan untuk memperoleh destilat. Air mendidih pada menit ke 21,32 dengan suhu uap 83oC. Pada selang waktu 30 menit diperoleh suhu konstan 94oC, ini dipengaruhi oleh jarak antara labu dengan pemanas. Volume destilat diperoleh pada selang waktu 82 menit dengan volume destilat sebesar 50 mL. Waktu yang digunakan untuk memperoleh volume destilat agak lama, ini disebabkan karena sampel yang digunakan mengandung banyak pengotor dan juga dipengaruhi oleh jarak antara labu dengan pemanas.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari percobaan ini yaitu hasil destilat dari air sungai sebanyak 300 mL adalah 50 mL pada suhu 82 menit.
B. Saran
Adapun saran yang dapat saya sampaikan pada percobaan ini yaitu sebaiknya pada percobaan berikutnya menggunakan sampel yang mengandung alkohol.
DAFTAR PUSTAKA
Alimah, Nur. Kimia Lingkungan (Makassar: SMAK, 2006).
Anonim, Destilasi. http://adityabeyubay359.blogspot.com/2009/08/destilasi.html 08 Oktober 2009. (6 Mei 2011).
Irawan, Bambang, Peningkatan Mutu Minyak Nilam dengan Ekstraksi dan Destilasi Pada Berbagai Komposisi Pelarut, 19 Juli 2010, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1844/1/06000441.pdf. (22 April 2011).
Muhsin, Yulianto. Destilasi, 21 Oktober 2010, http:// www-chem-is-try:org/sect=belajar&ext=destilation07-03. (21 April 2011).
Yazid, Estien. Kimia Fisika Untuk Paramedis, (Yogyakarta: Andi 2005).
Chadijah, Sitti, Wa ode Rustiah dan Anna Handayani. Penuntun Praktikum Kimia Analitik. (Makassar: UIN Alauddin Makassar, 2011).
[2]Sitti Chadijah, Wa ode Rustiah dan Anna Handayani. Penuntun Praktikum Kimia Analitik. (Makassar: UIN Alauddin Makassar, 2011).
[4]Bambang Irawan, “Peningkatan Mutu Minyak Nilam dengan Ekstraksi dan Destilasi Pada Berbagai Komposisi Pelarut”,19 Juli 2010, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1844/1/06000441.pdf. (22 April 2011).
[5]Ibid
[6]Ibid
[8]Ibid.
[10]Ibid
[11]Ibid
[12]Ibid
[13]Ibid
[14]Ibid
[15] Rukaesih Acmad, Kimia Lingkungan . (Jakarta: UNY, 2004) h. 16
[16]Nur Alimah, Kimia Lingkungan (Makassar: SMAK, 2006) h. 23
Terima kasih :)
BalasHapus