Pemisahan Komponen Dari Campuran [PDF]

Citation preview

JURNAL PRAKTIKUM PEMISAHAN KIMIA PEMISAHAN KOMPONEN DAR CAMPURAN DENGAN METODE SUBLIMASI DAN FILTRASI



Nama



: Putri Alfiani Wulandari



NIM



: 161810301042



Kelas/Kelompok



: B/1



Asisten



: M. Ilham Fahruzi



LABORATORIUM KIMIA ANALITIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2018



BAB 1. PENDAHULUAN



1.1



Latar Belakang Campuran merupakan zat padat, cair maupun gas yang terdiri dari dua atau lebih



sampel pada komposisinya. Padatan-padatan yang tercampur pada umumnya merupakan campuran heterogen. Campuran tersebut masih bisa dibedakan antara zat satu dengan yang lainnya. Campuran dapat dipisahkan dengan dua metode yaitu secara fisik atau kimia. Pemisahan yang dilakukan dimaksutkan untuk mengambil salah satu komponen darikomponen yang lainnya agar terpisah dan dapat juga digunakan dalam pemurnian dari zat pengotor. Pemisahan pada campuran homogen pada umumnya digunakan metode pemisahan secara kimia karena komponen zat terlarut maupun zat pelarut tidak dapat dibedakan lagi dalam larutan dengan membentuk ion setiap komponennya. Proses pemisahan dapat dilakukan dengan dasar sifat fisik maupun kimia dalam setiap komponen diantaranya titik didih, kelarutan, kepolaran, dan lain-lain(Taro, 1996) Pemisahan dalam penerapan kehidupan sehari-hari sering dijumpai. Pemurnian air minum sebagai contoh. Air minum oleh industri didapatkan dengan pengambilan sumber mata air di sungai maupun di sumber air lainnya yang kemungkinan besar masih terdapat bahan berbahaya misalnya bakteri, alga, mineral berbahaya. Ion logam dan lain-lain. Pemisahan yang dilakukan bertujuan untuk memisahkan air murni yang dapat dikonsumsi dari bahan-bahan berbahaya tersebut. Metode yang dapat dilakukan adalah dengan filtrasi sehingga didapatkan air yang bebas dari bahan berbahaya. Sublimasi adalah salah satu jenis pemisahan campuran padat yang didasarkan oleh titik sublim dari setiap komponen campurannya. Pemisahan iodin dari pengotornya merupakan salah satu contoh sublimasi. Percobaan yang akan dilakukan adalah pemisahan komponen dari campuran. Sampel yang akan digunakan merupakan campuran padatan NaCl, NH4OH dan SiO2 yang memiliki beberapa sifat fisik dan kimia yang berbeda. Sifat fisik yang berbeda tersebut dapat dijadikan dasar dalam pemisahan. Pemisahan campuran tersebut meliputi sublimasi, filtrasi dan kristalisasi. 1.2



Rumusan Masalah Rumusan masalah yang akan dibahas dalam percobaan ini adalah bagaimana



teknik-teknik pemisahan suatu komponen dari campurannya? 1.3



Tujuan Tujuan percobaan kali ini adalah unutk mempelajari dan memahami teknik-teknik



pemisahan suatu komponen dari campurannya.



BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA



2.1



Material Safety Data Sheet (MSDS)



2.1.1. Ammonium Klorida (NH4OH) Ammonium klorida berwujud padatan putih yang tidak berbau. Ammonium klorida memiliki titik didih 520 ºC. Titik sublim ammonium klorida sebesar 337,6 ºC. Ammonium klorida bersifat garam basa yang dapat larut dalam air. Ammonium korida berbahaya jika tertelan dan inhalasi. Ammonium klorida jika tertelan jangan dipaksakan untuk memuntahkan dan segera mendapatkan pertolongan medis. Ammonium klorida yang menyebabkan inhalasi segera keluar mencari tempat dengan udara segar(Sciencelab, 2018). 2.1.2 Natrium Klorida (NaCl) Natrium klorida berwujud padatan putih. Natrium klorida memiliki titik leleh sebesar 801 ºC dan titik didihnya sebesar 1413 ºC. Natrium klorida merupakan garam netral. Natrium klorida mudah larut dalam air dengan kelarutan dalam air sebesar 359 g/L. Ntrium klorida sedikit bersifat iritan. Natrium klorida yang terkena mata dapat dilakukan pertolongan pertama dengan membasuh mata dengan air mengalir selama kurang lebih 15 menit(Sciencelab, 2018) 2.1.3 Alumunium Oksida (SiO2) Alumunium oksida adalah padatan putih yang tidak berbau dan tidak berasa. Titik leleh silikon dioksida sebesar 2072 ºC sedangkan titik didihnya sebesar 2980 ºC. Alumunium oksida tidak larut dalam air. Alumunum oksida sedikit bersifat iritan. Alumunium Oksida yang mengiritasi kulit atau mata dapat dilakukan pertolongan pertama dengan dibasuh dengan air selama 15 menit(Sciencelab, 2018).



2.2 Dasar Teori 2.2.1 Campuran Campuran merupakan zat yang tersusun atas dua tau lebih sampel yang memiliki sifat masing-masing. Campuran dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran homogen adalah campuran yang tersusun atas zat-zat yang dapat saling bercampur menjadi satu fasa dan tidak dapat dibedakan lagi zat-zat penyusunnya. Campran homogen contohnya larutan gula. Larutan gula tersusun atas zat terlarut gula dan zat pelarut air. Campuran homogen yang terdapat pada larutan gula tersusun karena zat terlarut gula berinteraksi dengan zat pelarutnya mmebentuk ion



dan berikatan dalam larutan. Campuran heterogen adalah campuran yang tersusun atas dua atau tiga zat yang saling bercampur namun sifat-sifat zat penyusunnya masih ada sehingga masih dapat dibedakan. Campuran heterogen misalnya campuran air dan minyak. Kedua zat tersebut tidak dapat larut menjadi campuran homogen karena keduanya memiliki tingkat polaritas yang berbeda sehingga campuran yang terbentuk adalah campuran heterogen. Massa jenis keduanya juga berbeda jauh sehingga terbetuk dua fasa yang masih dapat dibedakan keduanya. Campuran heterogen contohnya campuran semen, batu kerikil dan pasir. Ketiga zat tersebut tidak dapat dikatakan sebagai campuran homogen karena tidak ada interaksi setiap zatnya. Campuran tersebut masih bisa dibedakan pasir dan lainlain. Proses pemisahan dapat dijadikan sebagai cara untuk memisahkan komponenkomponen yang terdapat pada campuran(Taro, 1996) Campuran yang biasa digunakan dalam teknik pemisahan atau pemurnian antara lain: 1, Larutan Campuran homogen yang tersusun atas dau zat atau lebih yang saling berinteraksi membentuk ion-ionnya dan saling terdispersi sebagai molekul yang komposisinya dapat bervariasi. Larutan pada umumnya sudah menjadi satu fasa dan tidak dapat dibedakan lagi zat-zat penyusunnya dan tidak memiliki bidang batas. Larutan contohnya larutan gula. Zat terlarut gula dan zat pelarut air saling berinteraksi membentuk molekul larutan gula. Zat terlarut dan zat pelarut dalam larutan akan saling tarik menarik satu sama lain. Gaya tarik menarik intermoleku terjadi sehingga ion-ion zat terlarut dan zat elarut dapat bersatu. Larutan dapat berupa cairan, gas maupun padatan. Larutan dalam bentuk padatan misalnya emas 22 karat. Larutan dalam bentuk gas misalnya udara yang tersusun atas bermacam-macam gas. Larutan memiliki diameter lebih kecil dari 2 nm. 2. Koloid Koloid merupakan bentuk campuran yang tidak terlarut juga tidak kasar. Koloid jika diidentifikasi secara makroskopis akan terlihat homogen seperti larutan namun ketika diidentifikasi secara mikroskopis koloid bersifat heterogen. Zat-zat penyusun koloid pada umumnya bersifat stabil dalam bentuk koloid. Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm yang terdapat diantara larutan dan suspensi. Koloid tergolong cukup kecil jika menembus saring biasa dan cukup besar untuk menembus membran filter. Koloid bersifat stabil meskipun terlihat keruh. Koloid contohnya air sabun, santan dan cat.(Estien Yazid, 2005)



3. Suspensi Suspensi merupakan salah satu jenis campuran heterogeb. Suspensi bersifat kasar dan komponen-komponen penyusunnya masih bisa teramati pada umumnya meski tanpa bnatuan alat mikroskopis. Campuran heterogen dari zat adat dan zat cair. Suspensi terlihat kasar dan terlihat keruh dan tidak stabil. Pendiman pada suspensi akan membuat zat-zat penyusunnya terpisah. Pemisahan ini pada umumya dibantu oleh gaya gravitasi sehingga suspensi akan mengalami sedimentasi dan terpisah dari larutan. Metode pemisahan yang dapat dilakukan dengan suspensi adalah filtrasi. Filtrasi yang dilakukan akan membentuk residu suspensi endapan dan filtrat larutannya. Diameter suspensi adalah lebih dari 100 nm. Suspensi dapat dicontohkan misalnya campuran terigu dengan air(Chang, 2005). 2.2.3 Metode pemisahan Pemisahan dilakukan untuk meisahkan campuran sampel untuk menjadi komponen-komponennya. Pemisahan juga dapat dilakukan untuk memisahkan komponen dari pengotor. Pemurnian zat dapat dilakukan dengan metode pemisahan ini. Metodemetode yang dapat digunakan dalam teknik pemisahan diantaranya metode filtrasi, sublimasi, evaporasi, destilasi, isolasi, kristalisasi, kondensasi dan kromatografi(Hadi, 1997). Metode-metode pemisahan campuran dapat disebutkan sebagai berikut: 1. Sedimentasi atau pengendapan Sedimentasi dilakukan dengan mengendapapkan komponen suspensi padatan yang terdapat dalam larutan. Sedimentasi dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Pendiaman dalam proses ini bertujuan untuk mengendapkan komponen padatan. 2. Filtrasi atau penyaringan Filtrasi adalah salah satu metode pemisahan partikel padat tersuspensi dalam cairan dengan menggunakan bantuan alat filter misalnya kertas saring. Filtrasi akan menghasilkan residu dan filtrat. Faktor-faktor yang mempengaruhi filtrasi diantaranya luas permukaan filter, tekanan hidrostatik, gaya sentrifugasi, tahanan media filter dan viskositas cairan. 3. Evaporasi atau penguapan Campuran yang biasanya digunakan dalam proses evaporasi adalah larutan homogen atau campuran yang sulit dibedakan komponen-komponen penyusunnya. Evaporasi mendasarkan pada sifat fisik yaitu titik didih. Perubahan fasa terjadi dalam proses evaporasi ini. Campuran yang berwujud cair akan berubah menjadi uap atau gasnya begitu pula pada campuran yang berwujud padatan juga akan berubah menjadi uap atau



gasnya. Perubahan fasa salah satunya yang terjadi dalam evaporasi adalah sublimasi. Sublimasi merupakan perubahan fasa dari fasa padat menjadi uap. Proses sublimasi dipengaruhi oleh titik sublim. Komponen dalam campuran yang memiliki titik sublim paling rendah akan terpisah menjadi uap terlebih dahulu. 4. Kristalisasi Kristalisasi merupakan salah satu metode pemisahan komponen dari campurannya dengan mengkristalkan salah satu komponen yang memiliki titik didih terendah. Proses kristaliasasi meliputi pemanasan yang dapat menguapkan komponen yang memiliki titik sublim atau titik didih terendah kemudian didinginkan untuk pembentukan kristal. Kristalisasi dapat digunakan untuk pemurniaan zat padat dari pengotonya. Zat padat akan diuapkan menjadi gas selanjutnya didinginkan untuk menjadi kristal murni. (Syukri, 1999) 2.3 Prinsip Pemisahan Campuran Pemisahan bertujuan untuk memisahkan komponen dari campurannya. Pemisahan dapat digunakan sebagai pemurnian zat. Pemisahan yang dilakukan dapat terjadi karena terdapat perbedaan sifat fisik atau kimia yang dimiliki oleh setiap komponenkomponennya. Sifat fisik dan kimia yang dimiliki dapat dijadikan dasar konsep pemisahan campuran. Prinsip-prinsip yang digunakan dalam pemisahan campuran adalah sebagai berikut: 1. Ukuran partikel Ukuran partikel yang berbeda setiap komponennya dapat digunakan metode filtrasi. Filter yang digunakan harus ukurannya sesuai dengan perbedaan ukuran partikel setiap komponennya. Partikel yang lebih kecil akan menjadi filtrat dalam proses filtrasi sedangkan partikel yang lebih besar akan menjadi residu. 2. Titik didih Titik didih dapat dijadikan sebagai dasar metode pemisahan evaporasi. Titik didih komponen yang lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. Krtistalisasi juga dapat dihadikan sebagai pemisahan yang dipengaruhi oleh titik didih. Komponen yang memiliki titik didih terendah akan menguap dan didinginkan menjadi kristal. Kristal yang terbentuk merupakan komponen yang memiliki titik didih terendah. 3. Massa jenis Massa jenis merupakan massa komponen setiap satuan volumenya. Massa jenis dapat dijadikan sebagai dasar pemisahan dengan metode sedimetasi atau pengendapan. Komponen dengan massa jenis lebih besar akan mengendap.



(Svehla, 1985). BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN



3.1



Alat dan Bahan



3.1.1 Alat - Cawan porselen - Neraca analitik - Oven - Gelas ukur - Gelas beaker - Kaca arloji - Kertas saring - Batang pengaduk - Desikator 3.1.2 Bahan - NH4OH - Al2O3 - NaCl



3.2



Skema Kerja



Campuran NaCl, Al2O3, NH4OH -



dimasukkan ke dalam cawan porselen yang sudagh ditimbang



-



ditimbang cawan porselen dan campuran



-



Dipanaskan dalam oven suhu 350 ºC selama 15 menit



-



Didinginkan dengan suhu ruang



-



Ditimbang dan dicatat massa yang hilang



-



Dimasukkan akuades 15 mL diaduk selama 5 menit



-



Disaring menggunakan kertas saring yang sudah ditimbang



-



Diuapkan filtrat pada suhu 100 ºC, didinginkan dan ditimbang



-



Dikeringkan endapan yang sudah dipindah dalam kaca arloji dalam suhu 100 ºC



-



Didinginkan dan ditimbang



Hasil



BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil No



Bahan



Peristiwa yang terjadi



1



NaCl



Rekristalisasi



2



NH4Cl



Sublimasi



3



Al2O3



Filtrasi menjadi endapan



4



Campuran



Massa



4.2 Pembahasan Percobaan kali ini adalah pemisahan komponen dari campuran dengan metode sublimasi dan filtrasi. Sublimasi merupakan perubahan fasa dari fasa padat menjadi uap. Proses sublimasi dipengaruhi oleh titik sublim. Komponen dalam campuran yang memiliki titik sublim paling rendah akan terpisah menjadi uap terlebih dahulu. Filtrasi adalah salah satu metode pemisahan partikel padat tersuspensi dalam cairan dengan menggunakan bantuan alat filter misalnya kertas saring. Filtrasi akan menghasilkan residu dan filtrat(Syukri, 1999). Sampel padatan NaCl, NH4Cl dan Al2O3 masing-masing 0,1 gram dicampurkan untuk membentuk campuran yang dapat dijasikan sebagai dasar pemisahan campuran yang akan dilakukan. Ketiga padatan tersebut memiliki struktur dan warna yang hampir sama secara fisik namun ketiga komponen tersebut memiliki perbedaan sifat fisik maupun kimia sehingga komponen-komponen tersebut dapat dipisahkan dengan dasar sifat-sifatnya. Campuran dalam cawan selanjutnya dipanaskan dengan oven pada suhu 100 ºC. Selama 25 menit. Pemanasan tersebut berfungsi untuk memisahkan komponen dalam campuran yang memiliki titik sublim paling rendah, titik sublim merupakan kemampuan suatu komponen untuk merubah fasanya dari padat menjadi gas. Sublimasi akan terjadi ketika fasa padat berada pada titik sublimnya. Titik sublim ammonium klorida adalah sebesar 337 ºC. Massa yang hilang pada penimbangan setelah penyubliman adalah sebesar



g. Hasil yang



didapatkan tidak sesuai dengan massa amonium klorida sebelumnya. Ketidaksesuaian massa amonium klorida yang berhasil berubah fasa menjadi gas dengan massa sampel amonium klorida sebelumnya dimungkinkan dikarenakan penyubliman yang dilakukan kurang akurat. Hal ini ditunjukkan dengan suhu pada oven hanya 100º sedangkan titik sublim amonium klorida adalah sebesar 337 ºC. Ammonium klorida belum menyublim



dengan sempurna, masih terdapat amonium klorida yang masih terdapat dalam campuran. Hal ini yang menyebabkan massa amonium klorida yang berhasil menyublim lebih rendah dari massa ammonium klorida sebelumnya. Persamaan reaksi sublimasi dari NH4Cl adalah sebagai berikut: NH4Cl (s)



NH3 (g) + HCl (g)



Akuades selanjutnya dimasukkan dalam campuran yang tersisa. Akuades difungsikan sebagai pelarut polar untuk komponen dalam campuran yang juga memiliki kepolaran yang sama dengan akuades. Natrium klorida mbersifat polar sehingga dapat larut dalam pelarut polar seperti air. Komponen-komponen yang masih tersisa diprediksikan adalah NaCl dan Al2O3. Kedua komponen memiliki kepolaran yang berbeda. NaCl bersifat polar sedangkan Al2O3 bersifat nonpolar sehingga dengan penambahan akuades dapat memisahkan keuda komponen dalam fasa yang berbeda. NaCl dan air akan membentuk larutan NaCl. Sedangkan ala yang bersifat nonpolar akan membentuk endapan ketika dilarutkan dalam air. Endapan dan larutan dapat dipisahkan dengan proses filtrasi. Filtrasi akan memisahkan residu dan filtrat. Residu yang terbentuk adalah Al sedangkan filtratnya adalah NaCl (aq). Persamaan reaksi yang terjadi pada proses pelarutan NaCl adalah sebagai berikut: NaCl(s) + H2O



Na+ (aq) + Cl- (aq)



Persamaan reaksi pelarutan Al: Al2O3 (s) + H2O Filtrat yang sudah diperoleh yang merupakan larutan NaCl selanjutnya diuapkan pada suhu 100 ºC. Penguapan ini berfungsi untuk menguapkan air sebagai pelarutnya sehingga dapat berpisah dengan garam NaCl. Air akan menguap terlebih dahulu dibanding NaCl. Hal ini dikarenakan air memiliki titik didih yang lebih rendah dari NaCl. Titik didih air sebesar 100ºC sesuai dengan suhu pemanasan. Percobaan yang telah dilakukan tidak memakai termometer sebagai alat untuk mengamati suhunya, sehingga tidak diketahui secara pasti suhu pada Penguapan. Persamaan reaksi penguapan air adalah sebagai berikut: H2O (l)



H2O (g)



Penguapan tersebut memberi dampak pada larutan garam NaCl. Garam NaCl akan membentuk endapan ketika air sebagai pelarutnya menguap. Endapan yang terbentuk selanjutnya dikeringkan dalam oven. Pemanasan yang sudah dilakukan selanjutnya akan dilanjutkan untuk mendinginkan dan menimbang massa yang terbentuk. Pembentukan kembali NaCl sebagai padatan kristal disebut dengan rekristaliasasi. Proses ini dapat digunakan sebagai proses pemurnian NaCl. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai



berikut: NaCl (aq)



NaCl (s)



Kristalisasu NaCl dapat terjadi karena adanya gaya tarikan yang terjadi pada molekulmolekul NaCl yang saling rapat ketika terjadi pemanasan untuk menjadi kristal. Pengeringan juga difungsikan sebagai salah satu cara untuk memisahkan zat akuades yang mungkin masih ada dalam residu. Residu yang dihasilkan adalah



g. ketidaksesuaian



dengan NaCl yang terbentuk dengan NaCl massa awal dikarenakan karena NaCl yang awal masih terdapat komponen lain yang menurunkan kemurnian NaCl, proses kristalisasi NaCl dapat berfungsi sebgaai pemurnian NaCl dari komponen-komponen lain dalam NaCl yang memiliki titik didih yang lebih rendah sehingga dapat terpisah dari NaCl yang memiliki titik ddih sebesar ºC.



BAB 5. PENUTUP



5.1 Kesimpulan Kesimpulan percobaan kali ini adalah teknik-teknik pemisahan kimia dapat dilakuan dengan beberapa cara diantaranya sublimasi dan filtrasi rekristalisasi. Ammonium klorida pada percobaan ini mengalami sublimasi dengan massa yang diperoleh g, Al2O3 mengalami pengendapan ketika ditambahkan air dengan massa yang diperoleh dari percobaan g sedangkan garam NaCl mengalami kristalisasi dengan massa yang diperoleh dari percobaan g.



5.2 Saran Saran untuk percobaan kali ini antara lain praktikan seharusnya lebih teliti dalam menentukan suhu pemanasan dalam sublimasi dan evaporasi yang cocok dengan titik sublim dan titik didih setiap komponen dalam campuran. Praktikan juga sebaiknya lebih teliti dalam melakukan penimbangan agar lebih akurat dan meminimalisir kegagalan.