Ekstraksi Pelarut [PDF]

Citation preview

Percobaan 1 : ekstraksi pelarut



Pada kegiatan praktikum yg berjudul “Ekstraksi Pelarut memilki tiga tujuan. Pertama, menentukan harga angka banding distribusi iod dlm pelarut organik dan pelarut air. Kedua, menjelaskan pengaruh banyaknya volume pelarut organik thd harga angka banding distribusi. Dan ketiga, menjelaskan pengaruh jenis pelarut thd harga angka banding distribusi. Ekstraksi pelarut atau biasa dikenal dengan penyarian, merupakan suatu proses pemisahan dimana suatu zat terlarut (solute) terdistribusi dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur, biasanya air dan pelarut organik. Ekstraksi pelarut umumnya digunakan untuk memisahkan sejmlah gugus (fasa) yang diinginkan dengan menggunakan pelarut. Untuk memilih jenis pelarut yang sesuai harus diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut: 1. Harga konstanta distribusi tinggi untuk gugus yang bersangkutan dan konstanta distribusi rendah untuk gugus pengotor lainnya. 2. Kelarutan pelarut organik rendah dalam air 3. Viskositas kecil dan tidak membentuk emulsi dengan air 4. Tidak mudah terbakar dan tidak bersifat racun 5. Mudah melepas kembali gugs yang terlarut didalamnya ntk keperluan analisa lebih lanjut Teknik pengerjaan meliputi penambahan pelarut organik pada larutan air yang mengandung gugus yang bersangkutan. Selanjutnya proses pemisahan dilakukan dalam corong pisah dengan jalan pengocokan beberapa kali. Fungsi pengocokan disini untuk membesar luas permukaan untuk membantu proses distribusi zat terlarut pada kedua fasa. Setelah dilakukannya pengocokan tersebut, campuran dibiarkan beberapa saat. Hal ini bertujuan agar pemisahan antara kedua pelarut tersebut bisa sempurna.Setelah tercapai kesetimbangan pada corong pisah, campuran kemudian didiamkan dan terbentuk dua lapisan. Dalam percobaan ini, zat terlarut (solute) yg digunakan adalah iod. Iod atau iodium (I2) adalah padatan berkilauan berwarna hitam kebiru-biruan, menguap pada suhu kamar menjadi gas ungu biru dengan bau menyengat. Iod 1



membentuk senyawa dengan banyak unsur, tapi tidak sereaktif halogen lainnya, yang kemudian menggeser iodida. Iod mudah larut dalam senyawa non polar seperti kloroform, karbon tetraklorida, atau karbon disulfida yang kemudian membentuk larutan berwarna ungu yang indah. Oleh karena molekulnya bersifat non polar, iod sukar larut dalam air. Di mana kelarutannya sebesar 0,0013 mol/ L pada suhu 25o C. Meskipun iod sukar larut dalam air, iod sangat mudah larut dalam larutan yang mengandung ion I- seperti KI (kalium iodida) karena membentuk ion I3- (Tri Iodida) sebagai berikut : 2I2 (s) + 2I- (aq)  2I3- (aq) Oleh karena itu, untuk melarutkan I2 dlm percobaan ini digunakan larutan KI 10 % sebagai pelarutnya. Ion tri iodida (I3-) mudah terurai kembali membentuk I2 shg larutan itu bersifat sebagai larutan I 2 biasa. Larutan iod yg digunakan dlm percob ini dibuat dengan cara menimbang 0,125 gram I2 padat lalu dilarutkan ke dalam 10 ml larutan KI 10 %. Dengan mengetahui massa molekul relatif iod (I 2) yaitu ..... g/mol, maka jumlah mol iod dalam larutannya dpt ditentukan dgn rumus : n = massa/mr ....................................(1) dari hasil perhit, diperoleh jumlah mol I2 sbyk ...... mol. Kemudian larutan tersebut diencerkan dengan menggunakan pelarut akuades di dalam labu takar ukuran 50 ml sampai tanda batas. Dengan demikian molaritasnya dapat ditentukan dgn rumus sbb : M = n/V ....................................(2) Ket : n = jumlah mol I2 sbm di larutkan (mmol/mL) V = volume larutan I2 stlh pengenceran (mL) Setelah dilakukan perhit, didapatkan konsentrasi I2 dalam 50 ml larutannya sebesar .... M. tahap berikutnya adalah memindahkan larutan I2 yang sudah diencerkan tsb sebanyak 25 mL ke dalam corong pemisah. Sblm larutan dimasukkan,corong pisah harus diperiksa terlebih dahulu. Hal ini bertujuan untuk memastikan bahwa corong pisah yg digunakan tsb sdh dlm keadaan baik atau tdk bocor. Adapun jumlah mol I 2 dlm 25 mL larutan yang diambil tsb (n i) dpt ditentukan dgn menggunakan rumus sbb: ni = M . V ....................................(3) ket : M = konsentrasi I2 dlm 50 mL lart (mmol/mL) V = volume larutan I2 yg diambil (mL) 2



Dari hasil perhit, diperoleh jumlah mol I2 dlm 25 ml lrtn sbyk ...... mol. Dalam percobaan ekstraksi kali ini, larutan iod (I 2) didistribusikan ke dalam dua jenis pelarut yang tdk slg saling bercampur yakni air-kloroform dan airkarbon tetraklorida. Adapun sifat-sifat kloroform dan karbon tetraklorida dapat dilihat dlm tabel berikut : Tabel 1 No. 1. 2.



Sifat Penampilan Bau



Kloroform Cairan tbw Menyengat, berbau



Karbon tetraklorida Cairan tbw Baunya spt eter



3. 4. 5. 6.



Massa molar Densitas Titik lebur



spt eter 119,5 gmol-1 1,489 g/cm3 -63,5°C



Titik didih



61,15°C



7.



Kelarutan dalam



0,809 g/100 mL (20



785–800 mg/L pada



air



°C)



25 °C



154 gr/mol 1,5867 gr/cm3 -22,92 °C 76,72 °C



Di dlm corong pemisah yg tlh berisi larutan iod, di masukkan pelarut organik berupa kloroform sebyk 5 ml. Kemudian mengocok campuran tersebut secara merata dan didiamkan hingga terbentuk dua lapisan yakni fasa air dan fasa organik.



Proses yg demikian ini berlaku ketika menggunakan pelarut



organik karbon tetraklorida. Selain itu proses di atas juga berlaku pada saat volume pelarut organik baik kloroform maupun CCl 4 diganti menjdi 10 mL. Dari kedua fasa tsb, yg diambil dan ditampung di dalam erlenmeyer adalah fasa air, sedangkan fasa organiknya dibuang. Ini dikarenakan lapisan air dari pengocokanlah yang akan dititrasi. Bila lapisan minyak yang dititrasi maka akan terjadi reaksi saponifikasi (penyabunan). Pada pelarut kloroform, iod yang larut dalam air akan berada di lapisan atas, sedangkan iod yang larut dalam pelarut kloroform berada pada lapisan bawah. Pada pelarut CCl 4, iod yang larut dalam air akan berada di lapisan atas, sedangkan iod yang larut dalam pelarut CCl4 berada pada lapisan bawah. Hal ini terjadi karena perbedaan berat jenis pelarut organik (kloroform dan CCL4) dengan berat jenis air.  CHCl3 >  H2O  CCl4 >  H2O



yaitu



1,49 g/mL > 1,00 g/mL yaitu



1,50 g/mL > 1,00 g/mL



3



Berdasarkan hsl pengamatan pada sistem pelarut air-kloroform, dua lapisan yg tbtk tampak berwarna kuning kejinggaan dan ungu. Dimna fasa yg berwarna kuning kejinggaan adl fasa air sedangkan fasa yg berwarna ungu (lembayung) adlh fasa organik (kloroform). Sementara pada sistem pelarut airCCl4, dua lapisan yg tbtk tampak berwarna .................. dan ...................... Dimna fasa yg berwarna ...................... adl fasa air sedangkan fasa yg berwarna ......... adlh fasa organik (kloroform).



Dari hasil pemisahan dua lapisan tsb, diperoleh masing-masing volume fasa air dan fasa organik sbb : Tabel 2. Pelarut Fasa air



Volume Fasa organik



Kloroform -



5 mL 10 mL



mL



CCl4 -



5mL 10 mL



Data volume fasa air dan fasa organik yg diperoleh dari hasil pemisahan ternyata tidak sesuai dengan jumlah volume pelarut organik baik kloroform maupun CCl4 yang ditambahkan. Adapun penyebab ketidaksesuaian ini dikarenakan kurang ketelitian dalam menentukan batas antara fasa organik dan fasa air. Akibatnya di dalam fasa air yg akan digunakan untuk titrasi masih terkontaminan oleh fasa organik. Hal ini dapat dibuktikan dgn adanya butiran seperti minyak yang mengapung di permukaan fasa air. Seharusnya volume fasa air dan fasa organik yg telah dipisahkan akan sama jumlahnya (volumenya) dengan volume pelarut air dan pelarut organik yg ditambahkan di awal sebab kedua pelarut ini merupakan cairan-cairan yg tdk slg bercampur. V0 perlarut air = Vt pelarut air atau V0 perlarut organik = Vt pelarut organik



4



Ket : V0 = volume awal pelarut air atau pelarut organik Vt = volume pelarut air atau pelarut organik stlh dipisahkan Oleh karena volume fasa air dan fasa organik yg diperoleh dr hasil pemisahan ini tdk sesuai dengan banyaknya volume tiap-tiap pelarut yg ditambahkan di awal, maka hal ini dpt mempengaruhi banyaknya titran yg digunakan untuk menitrasi analit yakni iod dlm fasa air. Pada akhirnya juga akan mempengaruhi harga angka banding distribusi (D). Proses titrasi dlm percobaan ini menggunakan titran berupa larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,01 M yang sudah distandarkan. Natrium tiosulfat biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na 2S2O3.5H2O. Larutan tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi terhadap standar primer. Larutan natrium tiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama. Adapun titrat yg digunakan berupa analit iod dalam fasa air, lart kanji 0,2 % (amylum), dan larutan H2SO4 2 M. Adapun fungsi penambahan kanji di sini adalah sebagai indikator. Penambahan lart kanji 0,2 % harus dilakukan saat mendekati titik akhir titrasi. Hal ini dimaksudkan agar amilum tidak membungkus iod karena akan menyebabkan amilum sukar dititrasi untuk kembali ke senyawa semula. Proses titrasi harus dilakukan sesegera mungkin, hal ini disebabkan sifat I2 yang mudah menguap. Pada titik akhir titrasi iod yang terikat juga hilang bereaksi dengan titran sehingga warna biru mendadak hilang dan perubahannya sangat jelas. Penggunaan indikator ini untuk memperjelas perubahan warna larutan yang terjadi pada saat titik akhir titrasi. Sensitivitas warnanya tergantung pada pelarut yang digunakan. Kompleks iodium-amilum memiliki kelarutan yang kecil dalam air, sehingga umumnya ditambahkan pada titik akhir titrasi. Sementara fungsi penambahan lart H2SO4 adalah utk memberikan suasana asam, sebab larutan iod berada dalam kondisi netral atau memiliki keasaman rendah. Dlm titrasi ini terjd reaksi redoks sebagai berikut : Reduksi



: I2 (aq) + 2e  2I–



Oksidasi



: 2S2O32-  S4O62- + 2e



Redoks



: I2 (aq) + 2S2O32-  2I– + S4O62-



5



Jadi persamaan reaksi molekulnya adl sbb: I2 (aq) + 2 Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6 Pada saat proses titrasi berlangsung, larutan dlm erlenmeyer tidak mengalami perubahan warna dari biru menjadi tk berwarna (bening) melainkan menjadi warna kuning kecoklatan disertai adanya endapan stlh ditambahkan lart kanji. Padahal larutan kanji dpt mengikat iod yg hilang bereaksi dgn titran shg warna biru mendadak hilang atau berubah mjd bening pd saat titik akhir titrasi. Dgn demikan dpt dikatakan bahwa perubahan yg tjd smcam itu menunjukkan adanya kesalahan dalam melakukan titrasi. Dimana kesalahan tsb terletak pada saat penambahan lart kanji yg dilakukan sblm mendekati titik akhir titrasi. Sementara adanya endpn ini mungkin disebabkan larutan kanji yg digunakan sudah rusak (kurang segar). Akibatnya dlm menentuan titik akhir titirasi akan mjd sulit sehingga data volume nat tiosulfat yg digunakan utk menitrasi iod dlm fasa air menjadi kurang valid. Adapun data mengenai volume nat tiosisulfat yg digunakan utk menitrasi iod dlm fasa air pd percob ini dpt dilihat dlm tabel berikut: Tabel 3. No



Pelarut



Volume fasa



.



Volume Na2S2O3



air



1.



Kloroform



2.



CCl4



(Va) 25,7 25,5 25,8 25,5



0,01 M mL mL mL mL



19,8 mL 15 mL 10,5 mL 10 mL



Dgn mengetahui konsentrasi lart stndr nat tiosulfat & banyaknya volume titrant () yg digunakan utk titrasi, maka jumlah mol Nat tiosulfat dpt ditentukan jmlh molnya dgn rms spt pd pers (3). Hanya saja M dan V menyesuaikan dgn data yg sdh diket dlm tabel di atas. Dari hasil perhit, didptkn jml mol Na2S2O3 yg digunakan utk menitrasi tiap-tiap fasa air dgn komposisi volume pelart organik yg digunakan (CHCL3 dan CCL4) beragam sbb: Tabel 4. No . 1.



Data Volume pelarut



Kloroform 5 ml



10 mL 6



CCl4 5 mL



10 mL



organik sblm 2.



dipisahkan Konsentrasi titrant



3. 4.



(M) Volume titrant (V) Jumlah mol Nat



19,8 ml 0,198



tiosulfat (n)



mmol



0,01 M (mmol/mL) 15 ml 0,15 mmol



10,5 ml 0,105 mmol



10 ml 0,1 mmol



Atas dasar persamaan reaksi redoks antara I2 dan nat tiosulfat (___), maka jumlah mol I2 yg tdp dlm fasa air (na) dpt ditentukan dgn rumus sbb:



na 



koefisien I 2 x n Na 2 S 2 O 3 koefisien Na 2 S 2 O 3



Dgn menggunakan rumus di atas diperoleh jumlah mol I2 dlm fasa air (na) ketika ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut kloroform adlh 0,099 mmol dan 0,075 mmol. Sedangkan jumlah mol I2 dlm fasa air (na) ketika ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut CCl 4 adlh 0,0525 mmol dan 0,05 mmol. Selanjutnya konsentrasi I2 dlam fasa air (Ca) dpt ditentukan dgn menggunakan rumus sbb:



Ca 



na Va



Dari hsl perhit dgn rms di atas didapatkan konsentrasi I 2 dlam fasa air (Ca) saat ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut kloroform adlh 3,85 x 10 -3 M dan 2,94 x 10-3 M. Sedangkan konsentrasi I2 dlam fasa air (Ca) saat ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut CCL 4 adlh 2,03 x 10-3 M dan 1,96 x 10-3.M. Dgn mengetahui jumlah mol I2 dlm fasa air (na), maka jumlah mol I2 dlm fasa organik (na) dpt ditntukan dengan rumus sbb: no = n i – n a dimana ni adl jumlah mol I2 dlm 25 mL larutan yang diambil stlah dilakukan pengenceran dgn akuades sbsr 0,246 mmol. Dgn menggunakan rumus di atas diperoleh jumlah mol I2 dlm fasa organik (no) ketika ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut kloroform adlh 0,147 mmol dan 0,171 mmol. Sedangkan jumlah mol I2 dlm fasa organik (na) ketika ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut CCl4 adlh 0,1935 mmol dan 0,196 mmol. Selanjutnya konsentrasi I 2 dlam fasa organik (Co) dpt ditentukan dgn menggunakan rumus sbb:



Co 



no Vo



Dari hsl perhit dgn rms di atas didapatkan konsentrasi I 2 dlam fasa organik (Co) saat ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut kloroform adlh 0,034 7



M dan 0,018 M. Sedangkan konsentrasi I2 dlam fasa organik (Co) saat ditambahkan masing-masing 5 mL dan 10 mL pelarut CCL 4 adlh 0,046 M dan 0,0206 M. Harga angka banding distribusi (D) iod akhirnya dpt ditentukan stlh diketahui konsentrasi iod dlm fasa air dan dlm fasa organik. Adapun rumus yg digunakan adl sbb:



D



Co Ca



Dengan menggunakan rumus di atas diperoleh harga angka banding distribusi (D) iod dlm pelarut organik baik kloroform maupun CCl 4 dan pelarut air sbb: No



Pelarut



. 1.



Kloroform -



5 mL 10 mL



Co



Ca



KD



0,034 M



3,85 x 10-3



8,83



0,018 M



M



6,12



2,94 x 10-3 M 2.



CCl4 -



5 mL 10 mL



0,046 M



2,03 x 10-3



22,66



0,0206 M



M



10,51



1,96 x 10-3. M Berdasarkan data percobaan dlm tabel di atas dpt dianalisis bhw banyaknya pelarut organik (kloroform & CCl4) ternyata berpengaruh thd harga angka banding distribusi (D). Di mana semakin banyak volume pelarut organik yg ditambahkan maka harga D yg dihasilkan akan menurun. Dgn demikian dpt dikatakan bahwa harga D berbanding terbalik dgn volume pelarut organik yg ditambahkan. Di samping itu jenis pelarut organik ternyata juga berpengaruh thd harga angka banding distribusi (D). Di mana semakin besar massa molekul relatif (Mr) pelarut organik yg ditambahkan maka harga D yg dihasilkan akan semakin besar pula. Massa molekul relatif CCl4 (....g/mol) lebih besar dari kloroform sehingga harga angka banding distribusi iod dlm CCl4 lebih besar dibandingkan dlm kloroform. Harga D yg diperoleh dlm percobaan ini sr kualitatif dpt dikatakan sesuai dgn teori. Dimana harga banding distribusi iod dlm pelarut organik dan pelarut air yd diperoleh dari hasil percobaan ini faktanya dipengaruhi oleh banyaknya volume pelarut organik serta jenis pelarutnya. Akan tetapi secara kuantitatif belum dpt dikatakan sepenuhnya sesuai. Sebab harga angka banding distribusi (D) akan selalu konstan atau berselisih sedkit apabila konsentrasi iod dalam 8



pelarut air dan pelarut organik diubah. Sementara berdasarkan hasil percobaan pada saat menggunakan pelarut CCl4 5 mL dan 10 mL, didapatkan selisih harga D yang cukup signifikan. Perlu diketahui bahwa kesesuaian hasil percobaan dgn teori tergantung pada validitas data-data yg diperoleh dari kegiatan praktikum seperti volume fasa air setelah dipisahkan dgn fasa organik, volume titran yg digunakan utk menitrasi analit, dll. Apabila didapatkan data yg valid maka akan didapatkan pula hasil percobaan yg sesuai atau mendekati teori begitupula sebaliknya. Dalam percobaan ini tdpt beberapa faktor kesalahan yg mengakibatkan data-data yg diperoleh mjd kurang valid shg harga angka banding distribusi yg ditentukan jg kurang valid, yaitu : 1. 2. 3.



9