Destilasi (Laporan Praktikum)

Destilasi atau penyulingan adalah suatu proses pemisahan komponen yang berdasarkan pada perbedaan titik didih dimana komponen yang mempunyai titik didih yang rendah duluan keluar dibanding titik didih yang tinggi. pada proses ini terjadi proses penguapian yang diikuti pengembunan. Destilasi dilakukan untuk memisahkan suatu caran dari campurannya apabila komponen lain tidak ikut menguap (titk didih lain jauh lebih tinggi).Misalnya adalah pengolahan air tawar dari air laut. Pada percobaan ini, menggunakan proses destilasi sederhana, dimana menggunakan air sungai sebagai sampel yang akan dimurnikan.

Masalah yang timbul di Masyarakat sekarang ini, masyarakat kesulitan mendapatkan air bersih. Salah satu cara untuk memperoleh air bersih yang berasal dari air laut, yaitu melakukan proses destilasi.

Untuk mengetahui cara memurnikan air sungai menjadi air bersih dengan menggunakan metode destilasi sederhana, maka dilakukanlah percobaan ini.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari percobaan ini yaitu :

1. Bagaimana 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. Agar mahasiswa dapat mengetahui prinsip dasar proses destilasi secara sederhana

2. Agar mahasiswa dapat mengetahui cara memurnikan sampel air sungai. 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam kehidupan kebutuhan akan air bersih adalah suatu hal yang pasti untuk keberlangsungan hidup baik itu manusia, hewan maupun tumbuhan. Tidak hanya dalam kehidupan saja melainkan kebutuhan akan air bersih dibutuhkan juga dalam laboratorium. Air bersih dibutuhkan untuk membuat suatu larutan atau melarutan suatu bahan, air bersih yang berasal dari logam lain atau yang biasa disebut air destilat, atau di kenal dengan aquades. 

Selain di laboratorium, air destilat ini juga di butuhan sebagai sumber air destilata. 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 mahluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak akan

tergantikan dengan oleh senyawa lainnya. Hapir semua kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan air. 

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. 

Air yang dipergunakan untuk minum sebaiknya 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 atau kiniral tertentu oleh zat-zat atau miiral-miniral yang berbahaya bagi kesehatan, diharapkan pula zat-zat atau bahan kimia yang terdapat didalam air minum, sebaiknya zat ataupun bahan kimia dan 

miniral yang dibutuhkan oleh tubuh hendaknya harus terdapat dalam kadar yang wajar dalam sumber air tersebut. 

Air yang keruh kurang dapat menjadi biomas cukup produktif, walaupun perairan itu mempunyai zat-zat makanan yang cukup. Kekeruhan mengurangi intnsitas cahaya matahai masuk kedalam air. Kekeruhan dapat disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloida sampai dispersi kasar, tergantung dari derajat tubelensinya. Pengukuran kekeruhan membantu menrntukan jumlah bahan kimia yang dibutuhkan dalam pengolahan air. 

Pada masa sekarang ini nampaknya sulit untuk memperoleh air yang betul-betul murni, aliran air dari pegunungan yang diperjirakan paling bersih pun akan membawa mineral-mineral, gas-gas terlarut dan zat organik dari tubuhan dan binatang yang hidup di dalam atau dekat aliran tersebut, selain itu aktivitas manusia merupakan salah satu hal yang menyebabkan timbulnya masalah-masalah pencemaran air dalam ekosistem air. 

Untuk mengetahui pencemaran air sungai digunakan kombinasi parameter fisika, kimia dan biologi. Tetapi sering hanya digunakan paramerter fisika seperti temperatu, 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, protozoa, 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 nitrat dan fosfat yang terlarut)

5. Bahan kimia organik (minyak, bensin, 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 atau sumur atau mata air. 

Berdasarkan teori-teori tersebut ternyata kebutuhan air bersih bukan hanya sebatas dalam kebutuhan manusia saja melainkan air bersih juga dibutuhkan dalam laboratorium khususnya kimia yang digunakan untuk mmbuat larutan atau melarutkan suatu bahan, maka kita membutuhkan air yang bersih dari logam. Untuk memurnikan air dari logam-logam digunakan metode destilasi. 

Pertama kali destilasi dikenalkan oleh seorang kimiawan Babilonia di Mesopotamia pad millennium ke-2 sebelum masehi. Namun untuk industri dibawa

oleh kimiwan muslim dalam proses mengisolasi ester untuk membuat parfum. Pada abad ke-8 kimiawan muslim juga berhasil mendapatkan substan kimia yang benar-benar murni melalui proses destilasi. Pada tahun 800-an ahli kimia Persia, Jabir ibnu Hayam menjadi insprasi dalam destilasi skala mikro, karena penemuannya di bidang destilasi yang masih dipakai sampai sekarang. Petroleum pertama kali didisetilasi oleh kimiawan muslim yang bernama Al-Razi pada abad ke-9, untuk destilasi karosin/ minyak tanah pertama ditemukan oleh Avicenna pada awal abad ke-11 

Distilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi distilasi 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 air. 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 distilasi 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. 

Destilasi dilakukan melalui tiga tahap yaitu evaporasi adalah memindahkan pelarut sebagai uap dari cairan yaitu pemisahan uap-cairan di dalam kolom dan untuk memisahkan komponen dengan titik didih lebih rendah yang lebih mudah menguap dari komponen lain yang kurang volatil dan kondenasasi dari uap, serta untuk mendapatkan fraksi pelarut yang lebih volatil. 

Pada pemisahan campuran dari dua campuran yang menguap atau yang titik didihnya berdekatan lebih banyak persoalannya, sehingga tidak dapat dilakukan dengan destilasi biasa. Suatu cara yang digunakan untuk memperoleh hasil yang lebih baik disebut destilasi bertingkat, yaitu proses dimana komponen-komponennya secara bertingkat diuapkan dan diembunkan. 

Dalam proses ini campuran didihkan pada kisaran suhu tertentu pada tekanan tetap. Uap yang dilepaskan dalam cairan tidak murni berasal dari salah satu komponen tetapi masih mengandung campuran kedua komponen dengan komposisi yang biasanya berbeda dengan komposisi cairan yang mendidih. Kenyataan umum yang diperoleh adalah bahwa uap lebih banyak mengandung komponen yang mudah menguap (atsiri). Bila sebagian cairan yang telah didihkan uapnya diembunkan, maka campuran akan terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama terdiri dari uap yang terembunkan disebut destilat, dan mengandung lebih banyak komponen yang atsiri dibandingkan cairan aslinya. Bagian kedua adalah cairan yang tertinggal disebut residu, yang susunannya lebih banyak komponen yang sukar menguap. Bila destilat yang mula-mula diperoleh dipanaskan lagi sampai mendidih, maka uap yang baru akan lebih banyak lagi komponen yang lebih atsiri. Hal ini dapat diulangi lagi beberapa kali sampai akhirnya diperoleh salah satu komponen murni yang mudah menguap. 

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 hokum Roult dan hokum Dalton. Destilasi Skala Industri. Umumnya proses destilasi dalam skala industri dilakukan dalam menara, oleh karena itu unit proses dari destilasi ini sering disebut sebagai menara destilasi (MD). MD biasanya berukuran 2-5 meter dalam diameter dan tinggi berkisar antara 6-15 meter. Masukan dari MD biasanya berupa cair jenuh (cairan yang dengan berkurang tekanan sedikit saja sudah akan terbentuk uap) dan memiliki dua arus keluaran, arus yang diatas adalah arus yang lebih volatil (lebih ringan/mudah menguap) dan arus bawah yang terdiri dari komponen berat. 

Contoh proses destilasi minyak serei yaitu pada proses distilasi ini dilakukan dengan cara distilasi bertingkat. Pada distilasi pertama bertujuan memisahkan senyawa organik dalam serai yang kenudian larut dalam air(air sebagai pelarut) , kenudia air hasil distilasi pertama akan didistilasi lagi. hal ini bertujuan memisahkan minyak serei dengan air. Disini minyak serei akan dipanaskan sampai berubah fase menjadi uap sedangkan air tetap berwujud cair. Uap serei akan didinginkan oleh air yang berasal dari luar tabung proses ini disebut kondensasio sehingga uap serei akan mengembun dan berubah fase menjadi cair dan terbentuk rendemen. 

Teori dasar destilasi yaitu perpindahan panas ke cairan yang sedang mendidih memegang peranan yang penting pada proses evaporasi dan distilasi 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 dididihnya 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. 

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 molekulmolekul dipengaruhi oleh suhu pada saat itu. 

Ada 5 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif. 

1. Destilasi sederhana

Destilasi sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi biasa ini untuk memperoleh senyawa murninya. Senyawa – senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap pada saat mencapai titik didih masing – masing.

Gambar 1. Alat Destilasi Sederhana

Gambar di atas merupakan alat destilasi atau yang disebut destilator. Yang terdiri dari thermometer, labu didih, steel head, pemanas, kondensor, dan labu penampung destilat. Thermometer Biasanya digunakan untuk mengukur suhu uap zat cair yang didestilasi selama proses destilasi berlangsung. Seringnya thermometer yang digunakan harus memenuhi syarat:

a. Berskala suhu tinggi yang diatas titik didih zat cair yang akan didestilasi.

b. Ditempatkan pada labu destilasi atau steel head dengan ujung atas reservoir HE sejajar dengan pipa penyalur uap ke kondensor. Labu didih berfungsi sebagai tempat suatu campuran zat cair yang akan didestilasi . 

2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat)

Sama prinsipnya dengan dis.sederhana, hanya dis.bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama sama mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat.Destilasi bertingkat sebenarnya adalah suatu proses destilasi berulang.Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional.Kolom fraksional terdiri atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan.Uap yang naik plat yang lebih tinggi lebih banyak mengandung cairan yang lebih atsiri (mudah menguap) sedangkan cairan yang yang kurang atsiri lebih banyak dalam kondensat. Contoh destilasi bertingkat adalah pemisahan campuran alkohol-air (lihat gambar di bawah),titik didih alkohol adalah 78oC dan titik didih air adalah 100oC.Campuran tersebut dicampurkan dalam labu didih.Pada suhu sekitar 78oC alkohol mulai mendidih tetapi sebagian air juga ikut menguap.Oleh karena alkohol lebih mudah menguap,kadar alkohol dalam uap lebih tinggi daripada kadar alkohol dalam campuran semula.Ketika mencapai kolom fraksionasi,uap mengembun dan memanaskan kolom tersebut.Setelah suhu kolom mencapai 78oC,alkohol tak lagi mengembun sehingga uap yang mengandung lebih banyak alkohol naik ke kolom di atasnya,sedangkan sebagian air turun ke dalam labu didih.Proses seperti itu berulang beberapa kali (bergantung pada banyaknya plat dalam kolom),sehingga akhirnya diperoleh alkohol yang lebih murni.Contoh lain dari Destilasi bertingkat adalah pemurnian minyak bumi,yaitu memisahkan gas,bensin,minyak tanah, dan sebagainya dari minyak mentah 

Destilasi fraksionasi

3. Destilasi Azeotrop

memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen

yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tsb, atau dengan menggunakan tekanan tinggi.

4. Destilasi Uap

Untuk memurnikan zat/senyawa cair yang tidak larut dalam air, dan titik didihnya cukup tinggi, sedangkan sebelum zat cair tersebut mencapai titik didihnya, zat cair sudah terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi pengubahan (rearranagement), maka zat cair tersebut tidak dapat dimurnikan secara destilasi sederhana atau destilasi bertingkat, melainkan harus didestilasi dengan destilasi uap. Destilasi uap adalah istilah yang secara umum digunakan untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air, dengan cara mengalirkan uap air ke dalam campuran sehingga bagian yang dapat menguap berubah menjadi uap pada temperatur yang lebih rendah dari pada dengan pemanasan langsung. Untuk destilasi uap, labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dihubungkan dengan labu pembangkit uap (lihat gambar alat destilasi uap). Uap air yang dialirkan ke dalam labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan, dimaksudkan untuk menurunkan titik didih senyawa tersebut, karena titik didih suatu campuran lebih rendah dari pada titik didih komponen-komponennya

Destilasi Uap

5. Destilasi vakum

Memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, 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.

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Waktu dan Tempat

Waktu dan tempat dilaksanakanya percobaan ini adalah sebagai berikut:

Hari/Tanggal : Jumat, 29 April 2011

Waktu : PukuL 08.00-11.00 WITA

Tempat : Laboratorium Kimia Analitik, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar,

Samata Gowa.

B. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Labu destilasi 100 mL 1 buah

b. Kondensor 1 buah

c. Pemanas listrik 1 buah

d. Aerator 1 buah

e. Steel head 1 buah

f. Termometer 150oC 1 buah

g. Gelas ukur 100 mL 1 buah

h. Gelas kimia 250 mL 2 buah

i. Statif 2 buah

j. Klem 2 buah

k. Botol semprot 1 buah

l. Ember 1 buah

m. Selang 1 buah

n. Karet berlubang 1 buah

2. Bahan

a. Air (H2O)

b. Air sungai

c. Aquades 

d. Batuh didih 

C. Prosedur kerja

1. Memasang rangkaian alat desrilasi

2. Mengisi labu destilasi dengan air sungai sebanyak 350 mL, kemudian memasukkan beberapa butir batu didih.

3. Menjalankan air melalui alat pendingin (kondensor)

4. Memanaskan labu destilasi sampai air mendidih, pada suhu 83oC dengan waktu 21,32 menit.

5. Melanjutkan pemanasan sampai pada suhu konstan dengan waktu selama 82 menit.

6. Mengamati kenaikan temperatur pada termometer, Sampai memperoleh volume destilat sebanyak 50 mL.

7. Membaca titik didih destilasi, kemudian mengukur volume destilasi yang diperoleh.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Suhu oC Waktu (menit) Volume destilasi keterangan

83 21,32 - mendidih

94 35 - mendidih

94 82 50 mL destilat

B. Pembahasan

Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Distilasi 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 air. 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 distilasi 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.

Rangkaian alat pada destilasi adalah sebagai berikut :

1. Labu destilasi, berfungsi sebagai wadah atau tempat suatu campuran zat cair yang akan di destilasi yang terdiri dari :

a. Labu dasar bulat.

b. Labu erlenmeyer khusus untuk destilasi atau refluks.

2. Steel Head, berfungsi sebagai penyalur uap atau gas yang akan masuk ke alat pendingin (kondensor), dan biasanya labu destilasinya sudah dilengkapi dengan leher yang berfungsi sebagai steel head.

3. Thermometer, biasanya digunkan untuk mengukur suhu uap zat cair yang didestilasi selama proses destilasi berlangsung, dan thermometer yang digunakan harus, berskala suhu tinggi yang diatas titik didih zat cair yang akan didestilasi, dan ditempatkan pada labu destilasi atau steel head dengan ujung atas reservoir HE sejajar dengan pipa penyalur uap ke kondensor.

4. Kondensor, memiliki 2 celah, yaitu celah masuk untuk aliran uap hasil reaksi dan celah keluar untuk aliran air keran

5. Labu didih, biasanya selalu berasa atau keset, yang berfungsi untuk sebagai wadah sampel. Contohnya untuk memisahkan alkohol dan air.

6. Pipa dalam = pipa destilasi

7. Aerator , berfungsi untuk menyalurkan air kedalam kondensor dan mengeluarkan air dari dalam kondensor.

8 batu didih untuk, Berfungsi untuk menyimbangkan panas suatu sampel bahan di dalam nya

Sampel yang dianalisis yaitu air sungai, pertama – tama memasukan air kedalam labu destilasi, setelah itu dipanakan sampai menguap dan air didalam penampung dijalankan ke kondensor menggunakan aerator, kemudian menunggu sampai mendapatkan destilat yang dihasilkan. Pada saat suhu destilat mencapai 83oC dengan waktu 21,32 menit larutan sampel mulai mendidih. Pada percobaan ini, suhu pada labu destilat konstant pada 94oC, hal ini dikarenakan perbedaan sifat campuran suatu fase dengan campuran dua fase dapat dibedakan secara jelas jika suatu cairan menguap, terutama dalam keadaan mendidih dan destilat yang didapat pada air 300 ml adalah 50 mL pada suhu 94 oC dengan 82 menit.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Adapun keimpulan dari percobaan ini yaitu hasil destilat dari air sungai 300 mL adalah 50 mL pada suhu 94oC dengan 82 menit.

B. Saran

Sebaiknya pada percobaan selanjutnya, pemurnian air sungai dilakukan sampai 2 kali penyulingan, agar memperoleh destilat yang lebih murni.