Laporan Praktikum Kimia Organik [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK DISTILASI SEDERHANA DAN PENENTUAN TITIK DIDIH (MODUL 1) Tanggal Percobaan



: 22 April 2016



Tanggal Memasukkan Laporan : 29 April 2016



Disusun Oleh Andrian Tirtanto (1400610002) Rekan Kerja



: Nathanael Dermawan Jessica Wiyanto William Judiawan Yoana Aprilia



Asisten Praktikum



: Nakesamas Putut Prilininta



PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SURYA BOGOR 2016 A. TUJUAN PRAKTIKUM Melakukan distilasi sederhana larutan senyawa organik dan menentukan titik didihnya.



B. LANDASAN TEORI 1. Distilasi Distilasi adalah suatu metode pemisahan campuran berdasarkan volalitas (kemmpuan suatu zat untuk menguap) pada suhu dan tekanan tertentu (McCabe, et al., 2005). Dalam penyulingan, campuran zat didihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke fasa cair. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu, kemudian uap ini akan mengalami proses pendinginan pada kondensor untuk merubah fasa uap menjadi fasa cair yang keluar sebagai distilat. Metode distilasi merupakan unit operasi kimia yang tergolong dalam jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya dan pemodelan distilasi ideal yang didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton (Chang & Overby, 2011). Distilasi memiliki beberapa jenis, yaitu : 1. Distilasi Sederhana Distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan zat cair yang titik didih nya rendah, atau memisahkan zat cair dengan zat padat atau miniyak. Proses ini dilakukan dengan mengalirkan uap zat cair tersebut melalui kondensor lalu hasilnya ditampung dalam suatu wadah, namun hasilnya tidak benar-benar murni atau bias dikatakan tidak murni karena hanya bersifat memisahkan zat cair yang titik didih rendah atau zat cair dengan zat padat atau minyak. Distilasi sederhana adalah salah satu cara pemurnian zat cair yang tercemar oleh zat padat/zat cair lain dengan perbedaan titik didih cukup besar, sehingga zat pencemar/pengotor akan tertinggal sebagai residu. Destilasi ini digunakan untuk memisahkan campuran cair-cair, misalnya air-alkohol, air-aseton, dll. Alat yang digunakan dalam proses destilasi ini antara lain, labu destilasi, penangas, termometer, pendingin/kondensor leibig, konektor/klem, statif, adaptor, penampung, pembakar, kaki tiga dan kasa.



2. Distilasi Bertingkat (fraksional) Distilasi bertingkat adalah proses pemisahan destilasi ke dalam bagian-bagian dengan titik didih makin lama makin tinggi yang selanjutnya pemisahan 2



bagian-bagian ini dimaksudkan untuk distilasi ulang. Distilasi bertingkat merupakan proses pemurnian zat/senyawa cair dimana zat pencampurnya berupa senyawa cair yang titik didihnya rendah dan tidak berbeda jauh dengan titik didih senyawa yang akan dimurnikan. Dengan perkataan lain, distilasi ini bertujuan untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu campuran yang komponen-komponennya memiliki perbedaan titik didih relatif kecil. Distilasi ini digunakan untuk memisahkan campuran aseton-metanol, karbon tetra klorida-toluen, dll. Pada proses distilasi bertingkat digunakan kolom fraksinasi yang dipasang pada labu distilasi. Tujuan dari penggunaan kolom ini adalah untuk memisahkan uap campuran senyawa cair yang titik didihnya hampir sama/tidak begitu berbeda. Sebab dengan adanya penghalang dalam kolom fraksinasi menyebabkan uap yang titik didihnya sama akan sama-sama menguap atau senyawa yang titik didihnya rendah akan naik terus hingga akhirnya mengembun dan turun sebagai destilat, sedangkan senyawa yang titik didihnya lebih tinggi, jika belum mencapai harga titik didihnya maka senyawa tersebut akan menetes kembali ke dalam labu distilasi, yang akhirnya jika pemanasan dilanjutkan terus akan mencapai harga titik didihnya. Senyawa tersebut akan menguap, mengembun dan turun/menetes sebagai destilat. Proses ini digunan untuk komponen yang memiliki titik didih yang berdekatan.Pada dasarnya sama dengan distilasi sederhana, hanya saja memiliki kondensor yang lebih banya sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memliki perbedaan titik didih yang bertekanan. Pada proses ini akan didapatkan substan kimia yang lebih murni, kerena melewati kondensor yang banyak. 3. Distilasi Azeotrop



3



Digunakan dalam memisahkan campuran azeotrop (campuran-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. Distilasi Azeotrop digunakan dalam memisahkan campuran azeotrop (campuran 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. Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen pada komposisi tertentu dimana komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui distilasi biasa. Ketika campuran azeotrop dididihkan, fasa uap yang dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran azeotrop ini sering disebut juga constant boiling mixture karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan. 4. Distilasi Vakum Distilasi ini digunakan untu zat yang tak tahan suhu tinggi atau bias rusak pada pemansan yang tinggi. Sehingga dengan menurunan tekanan maka titik didih juga akan menurun, maka destilasi yang tadinya harus dilakukan pada suhu tinggi tetap dapat dilakukan pada suhu rendah dengan menurunkan tekanan.



2. Titik Didih Titik didih merupakan temperatur dimana tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer (Atkins & Paula, 2010). Titik didih disebabkan karena tekanan uap konstan sehingga temperatur dan cairan yang mendidih akan tetap sama. Penambahan kecepatan panas yang diberikan pada cairan yang mendidih hanya menyebabkan terbentuknya gelembung uap air lebih cepat. Cairan akan lebih cepat mendidih, tapi suhu didik tidak naik. Jelas bahwa titik didih cairan tergantung dari besarnya tekanan atmosfer. (Purba, 2007) 4



Titik didih merupakan satu sifat lagi yang dapat digunakan untuk mempekirakan secara tidak langsung berapa kuatnya gaya tarik antara molekul dan cairan. Cairan yang gaya tarik antar molekulnya kuat, titik didihnya tinggi dan sebaliknya bila gaya tarik lemah, titik didihnya lemah. (Chang & Overby, 2011) Pendidihan merupakan hal yang sangat khusus dari penguapan. Pendidihan adalah pelepasan cairan dari tempat terbuka ke fase uap. Suatu cairan dikatakan mendidih pada titik didihnya bila suhu dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer. Pada titik didih, tekanan uap cairan cukup besar sehingga atmosfer dapat diatasi hingga gelembung uap dapat terbentuk di permukaan cairan yang diikuti penguapan yang terjadi di setiap titik dalam cairan. Pada umumnya, molekul dapat menguap bila dua persyaratan dipenuhi, yaitu molekul harus cukup tenaga kinetik dan harus cukup dekat dengan batas antara cairan –uap. (Atkins & Paula, 2010) Bila dalam larutan biner, komponen suatu zat mudah menguap (volatile) dan komponen lain sukar menguap makin rendah. Dengan adanya zat terlarut tekanan uap pelarut akan berkurang dan ini mengakibatkan kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan uap osmosis. Keempat sifat ini hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut dan tidak ditentukan oleh jenis zat terlarut. Sifat-sifat ini disebut sifat koligatif larutan. Adanya zat terlarut yang sukar menguap, tekanan uap dari larutan turun dan ini akan menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarutnya. Ini disebabkan karena untuk mendidih, tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap dan untuk temperatur harus lebih tinggi. (Chang & Overby, 2011)



C. ALAT DAN BAHAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.



Alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : Larutan senyawa organic ( etanol 70%) Es Batu Neraca skala lab Hot Plate Labu Erlenmeyer 100 mL Termometer Boiling chip Alat distilasi.



D.PROSEDUR PERCOBAAN 1. Susun alat distilasi seperti dibawah ini : 5



Figure 1 Rangkaian Distilasi



2. Tuang 200 mL larutan alcohol 70% ke dalam labu didih beserta beberapa keping batu didih 3. Pasang termometer seperti ditunjukkan dalam skema di atas. 4. Panaskan larutan perlahan-lahan hingga mendidih. Perhatikan kondensasi larutan di sekitar kondenser. 5. Temperatur akan meningkat dengan cepat hingga larutan mulai terkondensasi. Setelah itu temperatur akan stabil pada titik didih senyawa alcohol. Catat temperatur titik didih tersebut. 6. Turunkan temperature hingga larutan berhenti mendidih. Ulangi pengamatan dengan kembali menaikkan temperatur. Catat temperatur titik didih. 7. Lanjutkan pemanasan larutan hingga 5 kali pengamatan. Jangan panaskan larutan sampai kering.



E. TUGAS AKHIR PRAKTIKUM 1. Tentukan titik didih etanol berdasarkan hasil pengamatan ! NO



Titik



1 2 3 4 5 Rata-Rata



(0C) 77 77.7 78 78.6 79 78.06



Didih Titik Didih Teoritis (0C)



78.6



% Error



0.69



2. Bandingkan titik didih dari pengamatan dengan titik didih teoritis! Jika ada perbedaan, lakukan analisis atas perbedaan titik didih tersebut! Berdasarkan data yang sudah dikerjakan pada nomor 1, terdapat perbedaan nilai titik didih antara hasil pengamatan dengan teoritis yang dibuktikan dari adanya galat



6



(error) pada setiap pengamatan. Hal ini disebabkan karena suhu udara dalam distilator rendah sehingga menyebabkan penurunan tekanan udara pada distilator. Akibatnya titik didih terjadi lebih cepat dibandingkan teoritis yang diukur pada 1 atm. 3. Bagaimana perubahan titik didih dari satu pengamatan ke pengamatan selanjutnya? Jelaskan apa yang terjadi jika titik didih berubah di setiap pengamatan! Terdapat perbedaah kenaikan titik didih dari satu pengamatan ke pengamatan lainnya. Hal ini terjadi akibat peningkatan suhu udara pada distilator dari pengamatan satu hingga pengamatan lima karena terdapat kandungan uap panas alkohol pada distilator, sehingga terjadi peningkatan tekanan udara yang mengakibatkan adanya perbedaan nilai titik didih di setiap pengamatan



F. DATA PERCOBAAN Dalam percobaan ini, titik didih etanol diukur dengan menggunakan termometer yang diletakkan diatas kolom distilasi. Dari hasil pengamatan, didapatkan data sebagai berikut NO Titik Didih (0C) Titik Didih Teoritis (0C) 1 77 2 77.7 78.6 3 78 4 78.6 5 79 Rata-Rata 78.06 Tabel 1. Hasil Pengukuran Titik Didih Etanol No Massa Piknomete



%Error



0.69



Massa



Volume ρ(gr/cm3)



ρ



Piknomete



(mL)



teoritis(gr/cm3)



r (gr) r Isi (gr) 1 21.3061 41.5892 25 0.811 Tabel 2. Hasil Pengukuran Densitas Distilat Etanol



0.885



%Error



9.124



G. PEMBAHASAN 1. Pengukuran Titik Didih Berdasarkan data diatas, didapat rata-rata titik didih sebesar 78.06 0C. Hasil ini bisa dikatakan cukup valid karena galat antara titik didih teoritis dengan praktek sangat kecil yaitu 0.69 %. Galat ini disebabkan oleh perbedaan tekanan saat pengukuran akibat penggunaan kondenser pada distilator sehingga suhu udara di kondenser lebih dingin dibanding suhu ruangan. Karena penurunan suhu inilah terjadi penurunan



7



tekanan sehingga titik didih etanol hasil pengamatan lebih kecil dari titik didih teoritisnya. (McCabe, et al., 2005) Pada percobaan ini, dapat diketahui pula bahwa titik didih terbesar berada pada pengamatan kelima, yaitu sebesar 790C. Hal ini disebabkan karena terdapat kandungan uap panas senyawa etanol sehingga meningkatkan suhu udara pada distilator. (McCabe, et al., 2005) Saat praktikum, praktikan juga menambahkan batu didih didalam kolom distilasi. Tujuannya untuk meratakan persebaran panas sehingga panas pada larutan menjadi sama (homogen). Selain itu batu didih juga berguna untuk membantu penangkapan udara dan melepaskannya ke larutan, sehingga tanpa penggunaan batu didih, akan menyebabkan letupan pada senyawa etanol.



2. Pengukuran Densitas Sebelum mengukur titik didih, praktikan diharuskan untuk menurunkan konsentrasi etanol 96% menjadi etanol 70%. Untuk menurunkanya digunakan metode pengenceran dan untuk menghitung volume etanol 96% menjadi 100 mL etanol 70 % diperlukan volume sebesar : M1.V1 = M2.V2 0.96.V1 = 0.70.100 V1 = 73 mL Jika pemisahan larutan pada distilator telah selesai, maka ada sebagian uap etanol yang kembali yang disebut distilat. Setelah itu distilat diukur massa jenisnya untuk melihat pengaruh metode distilasi terhadap konsentrasi etanol 70%. Dari hasil pengukuran menggunakan piknometer, didapat massa jenis sebesar 0.811 gr/cm3. Hasil ini masih dapat diterima karena galatnya masih cukup kecil, yaitu 9.124%. Berdasarkan perhitungan, dapat dilihat bahwa terjadi penurunan massa jenis yang mengakibatkan peningkatan volume distilat. (Altig, 2015)



H. KESIMPULAN Dari hasil praktikum, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Titik didih etanol sebesar 78.06 0C. 2. Massa Jenis etanol adalah 0.811 gr/cm3. 8



3. Perbedaan tekanan pada distilator menyebabkan titik didih hasil pengamatan lebih kecil dari titik didih teoritisnya. 4. Kandungan uap panas etanol pada pengamatan kelima menyebabkan titik didih etanol lebih besar dari sebelumnya



DAFTAR PUSTAKA Altig, J., 2015. Distillation of Alcohol. New Mexico: s.n. Atkins, P. & Paula, J. d., 2010. Physical Chemistry. 9th ed. New York: W.H Freeman. Chang, R. & Overby, J., 2011. General Chemistry, The Essential Concepts. New York: McGraw-Hill. McCabe, W. L., Smith, J. C. & Harriot, P., 2005. Unit Operation of Chemical Engineering. New York: McGraw-Hill. Purba, M., 2007. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.



LAMPIRAN



9



Pengenceran Etanol 96% menjadi 70% Alat Distilasi



Pengukuran massa jenis distilat dengan piknometer



Rangkaian



Penimbangan massa



Piknometer dengan volume 25 mL



10