laporan distilasi fraksionasi

DISTILASI FRAKSIONASI

I. TUJUAN PERCOBAAN

· Menentukan jumlah tahap teoritis (Theoritical Plate), dengan metode Mc. Cabe – Thiede.

· Menetukan tinggi tahap equivalen (HETP Height Equivalent to Theoritical Plate).

· Penetuan komposisi distilat rata – rata.

· Menentukan derajat pemisahan operasi distilasi batch.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat Yang Digunakan

o Refraktometer

o Pipet Tetes

o Tabung Reaksi

o Pipet Ukur

o Gelas Kimia

o Bola Karet

Bahan Yang Digunakan

§ LarutanEtanol 96 %

§ Aquadest

III. DASAR TEORI

Operasi teknik kimia yang sering dilakukan pada industry kimia adalah operasi perpindahan massa. Salah satu contoh operasi perpindahan massa adalah distilasi. Distilasi adalah operasi pemisahan campuran cairan yang saling melarut menjadi komponen – komponen yang didasarkan pada perbedaan daya penguapan komponen – komponen.

Fraksionasi adalah cara pemisahan secara distilasi, yaitu membua tkesetimbangan fase uap dan cair dengan jalan menambahkan energy, melakukan pemisahan uap dan cairan dan kembali menciptakan keadaan system batch, semua umpan mengalami pemisahan dalam wadah reboiler, kemudian dilakukan fraksionasi hingga didapat sisi residu dalam wadah.

Neraca Massa untuk Sistem komponen Binar

Neraca Massa Total : F = D + B

Neraca Massa Komponen : F X_F = D X_D + B X_B

Sehingga didapatkan :

D = X_F - X_B

F X_D - X_B

TEORI TAMBAHAN

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini termasuk sebagai 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 Hukum Raoult dan Hukum Dalton.

Distilasi pertama kali ditemukan oleh kimiawan Yunani sekitar abad pertama masehi yang akhirnya perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya permintaan akan spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang telah berhasil menggambarkan secara akurat tentang proses distilasi pada sekitar abad ke-4.

Bentuk modern distilasi pertama kali ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi skala mikro, The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh Jabir Ibnu Hayyan (721-815) yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir menyebutkan tentang uap anggur yang dapat terbakar. Ia juga telah menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang bahkan masih banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan diuraikan dengan jelas oleh Al-Kindi (801-873).

Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Udara didistilasi menjadi komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan helium untuk pengisi balon. Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling.

Ada 4 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum.

a. Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

b. Distilasi Fraksionisasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

c. Distilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.

Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat.

d. Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini

Distilasi fraksionasi merupakan proses untuk memisahkan petroleum menjadi fraksinya berdasarkan titik didihnya. Gas hasil penyulingan mengandung propana dan butana yang kemudian dimampatkan menjadi cairan yang disebut LPG (Liquefied Petroleum Gasses) atau gas elpiji. Bensin, kerosin, dan minyak diesel digunakan untuk bahan bakar dikirim ke depo atau tempat penyimpanan. Ter dan sejenis minyak yang lengket lain dipakai dalam ketel uap dan pembangkit listrik. Tidak semua bahan petrokimia dari minyak mentah menjadi bahan bakar. Residu dari distilasi fraksionasi ini dapat dibentuk minyak pelumas, lilin hidrokarbon atau lilin parafin, dan bitumen atau aspal

Dalam percobaan ini dipelajari derajat pemisahan operasi distilasi batch dengan refluks ratio tertentu. Derajat pemisahan perlu diketahui untuk menggambarkan sampai sejauh mana operasi secara batch dapat dilakukan untuk pemisahan dan berapa lama hal itu perlu dilakukan untuk mendapatkan derajat pemisahan yang diinginkan.

HETP (Height Equivalent to Theoritiical Plate) adalah perbandingan tinggi kolom (column height) terdapat jumlah tahap teoritis (Theoritical Plate) dimana path kolom setinggi HETP akan dihasilkan uap dan cairan dengan komposisi yang sama dengan komposisi kesetimbangan. HETP ditentukan dengan jalan membagi tinggi kolom keseluruhan dengan jumlah tahap teoritis dan kolom.

Penetuan komposisi distilat rata – rata didasarkan pada anggapan tidak adanya kebocoran massa dan massa yang tertinggal didalam kolom dapat diabaikan.

Indeks bias adalah suatu larutan yang dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode antara alin dengan metode interforometri yang meliputi interforometermach – 2 ender, interforometerfabry – Perat dan interforometer Michelson.

IV. GAMBAR ALAT

(TERLAMPIR)

V. LANGKAH KERJA

Percobaan ini dibagi dalam 3 tahap, yaitu:

a. Kalibrasi refraktrometer

b. Tahap Persiapan

c. Operasi dengan refluks parsial

A. Kalibrasi Refraktometer

· Membuat campuran alcohol – aqua dengan berbagai variasi perbandingan volume (0% - 96%) dengan interval 10%.

· Melakukan pengamatan terhadap indeks bias campuran.

· Membuat kurva kalibrasi refraktometer

VI. DATA PENGAMATAN

% Volume Etanol	Volume (ml)		Indeks Bias
	Etanol	Air
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 96	- 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3	3 2,7 2,4 2,1 1,8 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 -	1,33 1,33377 1,34077 1,34778 1,34979 1,35276 1,35374 1,35377 1,35581 1,35672 1,35779

VII. PERHITUNGAN

Menghitung Volume Etanol

· 10% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 10% x 3 ml

V1 = 0,3 ml

· 20% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 20% x 3 ml

V1 = 0,6 ml

· 30% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 30% x 3 ml

V1 = 0,9 ml

· 40% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 40% x 3 ml

V1 = 1,2 ml

· 50% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 50% x 3 ml

V1 = 1,5 ml

· 60% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 60% x 3 ml

V1 = 1,8 ml

· 70% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 70% x 3 ml

V1 = 2,1 ml

· 80% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 80% x 5 ml

V1 = 2,4 ml

· 90% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 90% x 5 ml

V1 = 2,7 ml

· 96% volume etanol sebanyak 3 ml dengan 96% volume etanol

M1 x V1 = M2 x V2

96% x V1 = 96% x 3 ml

V1 = 2,88 ml

= 3 ml

Menghitung Volume Air

· Volume air 10 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 10 %

= 3 ml - 0,3 ml

= 2,7 ml

· Volume air 20 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 20 %

= 3 ml - 0,6 ml

= 2,4 ml

· Volume air 30 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 30 %

= 3 ml - 0,9 ml

= 2,1 ml

· Volume air 40 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 40 %

= 3 ml - 1,2 ml

= 1,9 ml

· Volume air 50 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 50 %

= 3 ml - 1,5 ml

= 1,5 ml

· Volume air 60 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 60 %

= 3 ml - 1,8 ml

= 1,2 ml

· Volume air 70 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 70 %

= 3 ml - 2,1 ml

= 0,9 ml

· Volume air 80 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 80 %

= 3 ml - 2,4 ml

= 0,6 ml

· Volume air 90 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 90 %

= 3 ml - 2,7 ml

= 0,3 ml

· Volume air 96 %

= Volume Campuran - Volume Etanol 96 %

= 3 ml - 3 ml

= 0 ml

Tabel Data Pembuatan Grafik

% Volume Etanol	Indeks Bias
0	1.33
10	1.33377
20	1.34077
30	1.34778
40	1.34979
50	1.35279
60	1.35374
70	1.35377
80	1.35581
90	1.35672
96	1.35779

VIII. ANALISIS PERCOBAAN

Pada percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa sebagai berikut:

Pada percobaan ini kami melakukan praktikkum destilasi fraksionasi atau destilasi bertingkat. Guna untuk memisahkan dua campuran atau lebih yang memiliki titik didih yang berbeda. Bahan yang diguanakan pada praktikkum ini yaitu alkohol berupa etanol dengan konsentrasi 96% dan air. Dimana titik didih masing-masing yaitu 78˚C dan 100˚C.

Indeks bias merupakan suatu larutan yang dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode antara lain dengan metode interferometer yang meliputi interferometer mach – 2 ender, interforometerfabry – perot dan interferometer michelsom.

Pada praktikum kali ini, hanya melakukan kalibrasi refraktometer dengan mengecek indeks bias campuran antara air dan etanol 96%. Dengan konsentrasi tertentu yaitu 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% dan 96%.

Pada saat % volume etanol 0%, etanol yang digunakan 0 ml air 3 ml dan indeks biasnya 1,33. 10% etanol sebanyak 0,3 ml, air 2,7 ml dan indeks biasnya 1,33377. 20%, etanol sebanyak 0,6 ml, air sebanyak 2,4 ml dan indeks biasnya 1,34077. 30% etanolnya sebanyak 0,9 ml dengan menggunakan air sebanyak 2,1 ml dan indeks biasnya 1,34778. Dan seterusnya dapat dilihat pada table data pengamatan.

Pada perhitungan, dapat kita amati semakin besar % etanol yang digunakan, maka semakin banyak pula volume etanol yang digunakan. Dan pada kurva dapat kita lihat, bahwa indeks bias pada refraktometer mengalami kenaikan.

IX. KESIMPULAN

Pada percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

· Destilasi Fraksionasi merupakan proses untuk memisahkan dua komponen yang mempunyai titik didih yang tidak jaug berbeda.

· Indeks bias merupakan suatu larutan yang dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode antara lain dengan metode interferometer yang meliputi interferometer mach – 2 ender, interforometerfabry – perotdan interferometer michelsom.

· Semakin banyak % volume etanol, indeks bias yang dihasilkan selalu naik.

· Pada kurva, dapat dilihat indeks bias yang dihasilkan naik.

· Didapatkan indeks bias pada % volume etanol yaitu:

- Pada 10 % volume etanol : 1,33377

- Pada 20 % volume etanol : 1,34077

- Pada 30 % volume etanol : 1,34778

- Pada 40 % volume etanol : 1,34979

- Pada 50 % volume etanol : 1,35276

- Pada 60 % volume etanol : 1,35374

- Pada 70 % volume etanol : 1,35377

- Pada 80 % volume etanol : 1,35581

- Pada 90 % volume etanol : 1,35672