Penjelasan tentang Distilasi

Distilasi

DISTILASI

Destilasi merupakan metode pemisahan dan pemurnian dari cairan yang mudah menguap yang penting. Prosesnya meliputi penguapan cairan tersebut dengan cara memanaskan, dilanjutkan dengan kondensasi uapnya menjadi cairan, disebut dengan destilat. Terdapat berbagai macam cara destilasi, yaitu destilasi sederhana, destilasi fraksi, destilasi tekanan rendah, destilasi uap air, dan microscale destilasi. Dalam prakteknya pemilihan prosedur destilasi tergantung pada sifat cairan yang akan dimurnikan dan sifat pengotor yang ada di dalamnya.

A. Distilasi Sederhana

Tekanan uap suatu cairan akan meningkat seiring dengan bertambanya temperatur, dan titik dimana tekan uap sama dengan tekanan eksternal cairan disebut sebagai titk didih. Proses pemisahan campuran cairan biner A dan B menggunakan distilasi dapat dijelaskan dengan hukum Dalton dan Raoult. Menurut hukum Dalton, tekanan gas total suatu campuran biner, atau tekanan uap suatu cairan (P), adalah jumlah tekanan parsial dari masing-masing komponen A dan B (PA dan PB)

P = PA + PB       (1)

Hukum Raoult menyatakan  bahwa pada suhu dan tekanan tertentu, tekanan parsial uap komponen A (PA) dalam campuran sama dengan hasil kali antara tekanan uap komponen murni A (PAmurni) dan fraksi molnya XA

PA = PAmurni . XA       (2)

Sedang tekanan uap totalnya adalah

Ptot = PAmurni . XA + PBmurni . XB     (3)

Dari persamaan tersebut di atas diketahui bahwa tekanan uap total suatu campuran cairan biner tergantung pada tekanan uap komponen murni dan fraksi molnya dalam campuran.

Hukum Dalton dan Raoult merupakan pernyataan matematis yang dapat menggambarkan apa yang terjadi selama distilasi, yaitu menggambarkan perubahan komposisi dan tekanan pada cairan yang mendidih selama proses distilasi. Uap yang dihasilkan selama mendidih akan memiliki komposisi yang berbeda dari komposisi cairan itu sendiri. Komposisi uap komponen yang memiliki titik didih lebih rendah akan lebih banyak (fraksi mol dan tekanan uapnya lebih besar).

Jika uap dipindahkan dari campuran cairan, maka pada suatu waktu tertentu, komposisi campuran cairan akan berubah. Fraksi mol cairan yang memiliki titik didih lebih tinggi akan meningkat di dalam campuran. Karena komposisi campuran cairan berubah, maka titik didih akan berubah. Biasanya yang diukur adalah suhu uap.

B. Distilasi Fraksi

Distilasi sederhana yang dilakukan hanya sekali biasanya tidak akan dapat memisahkan dua cairan secara sempurna. Cairan yang berasal dari uap terkondensasi (distilat) akan mengandung komponen dengan titik didih lebih rendah dengan proporsi yang lebih besar, akan tetapi masih mengandung komponen yang memiliki titik didih lebih tinggi di dalamnya.

Jika distilat ini kita distilasi sekali lagi, maka komponen dengan titik didih rendah akan makin banyak pada distilatnya. Demikian seterusmnya, hingga kita bisa mendapatkan distilat yang hampir 100% mengandung komponen dengan titik didih lebih rendah. Diagram fasa berikut ini menyatakan perubahan komposisi dari multipel distilasi ini

Melakukan multipel distilasi memerlukan banyak waktu dan kita akan kehilangan banyak sampel karena cairan yang tertinggal di dalam labu. Untuk itu kita dapat menggunakan alat yang disebut dengan kolom fraksi yang berfungsi untuk meningkatkan efek multipel distilasi ini. Prosesnya disebut sebagai distilasi fraksi. Fungsi kolom fraksi ditunjukkan pada diagram di bawah ini,

Saat uap mencapai kolom, uap tersebut akan mengalami kondensasi dan membentuk cairan. Cairan tersebut memiliki komposisi sama dengan uap darimana dia berasal dan diperkaya dengan cairan dengan titik didih rendah. Cairan terkondensasi tersebut akan ditahan pada kolom dan menetes secara pelahan-lahan.

Uap campuran akan  terus terbentuk dan bergerak ke arah bagian atas kolom. Ketika uap tersebut bertemu dengan tetesan cairan, maka uap akan terkondensasi dan mentransfer energi panasnya pada cairan. Energi panas ini dapat menyebabkan tetesan cairan mendidih, membentuk uap baru. Uap yang baru terbentuk ini akan makin banyak pada cairan bertitik didih rendah dibanding uap pada bagian awal. Uap baru ini akan bergerak ke atas dan berkondensasi lagi. Proses ini berulang sehingga uap/cairan mengalir pada kolom fraksi. Uap cairan yang keluar pada bagian atas kolom sebagain besar mengandung cairan dengan titik didih rendah, kadang-kadang sampai 100%, tergantung panjang kolom. Uap ini berkondensasi dan ditampung.