Transcript distilasi

DISTILASI/PENYULINGAN
suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan
perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap
(volatilitas) bahan.
Suatu proses yang menghasilkan uap dari suatu
cairan yang dipanaskan dalam suatu bejana,
kemudian uap tersebut diembunkan dengan
menggunakan pendingin dan dikumpulkan dalam
bejana lain.
Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan
sehingga menguap, dan uap ini kemudian
didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan.
Metode ini digunakan untuk memisahkan salah satu zat
dari campurannya dan untuk memurnikan zat dari
pengotornya berdasarkan perbedaan titik didih atau
tekanan uap komponen-komponen dalam campuran.
Pada distilasi ada 2 dasar metode yang digunakan :
1. Uap yang terbentuk diembunkan seluruhnya dan
ditampung tanpa ada yang dikembalikan ke dalam
bejana didih (no Reflux)
2. Uap yang terbentuk sebagian diembunkan serta
didinginkan pada tempat tertentu, sedangkan
sebagian lagi dikembalikan ke dalam cairan yang
dipanaskan (with Reflux).
TITIK DIDIH DAN TEKANAN UAP JENUH


Titik Didih: temperatur pada saat tekanan uap
cairan (Ptot)= tekanan atmosfer (Patm)
Tekanan uap jenuh: tekanan yang dihasilkan
oleh uap yg berkesetimbangan dengan cairannya
TEKANAN UAP DAN HUKUM RAOULT’S
Cairan dlm wadah tertutup didiamkan --- menurut
teori kinetik --- molekul zat cair pd permukaan
terus menerus meninggalkan permukaan zat cair
dan masuk ke ruang diatasnya, dsbl. Bila Σ
molekul yg meninggalkan = kembali --- keadaan
stb (berhenti) pada P ttt yg tergantung T
(keadaan uap jenuh)
SATURATED VAPOUR PRESSURE
Tek Uap (P) :
 dinyatakan dg tinggi kolom air raksa
 Naik dg naiknya T
 Apabila = tek jumlah pd permukaan cairan --cairan mendidih
Pendidihan cairan :
 Pendidihan teratur
 Pendidihan tak teratur--- (perlu penangas/batu
didih)
Titik didih (Td) :
 Suhu dimana tek uap cairan = tek uap pada
permukaan (tekanan barometer)
 Td normal : Td pd tek 1 atm (760 mm Hg)
 Td cairan murni, mpy nilai ttt dan tetap pada P
tetap.
 Td cairan tak murni tgt pada zat pengotor, jk zat
pengotor tak menguap, mk td relatif tetap.Jk zat
pengotor menguap --- td naik berangsur-angsur.
Syarat Pemisahan dg Distilasi:
Senyawa-senyawa dalam campuran bersifat volatile / mudah
menguap, dengan tingkat penguapan (volatilitas) masingmasing komponen berbeda-beda pada suhu yang sama.
Pada suhu tertentu, fasa uap yang dihasilkan dari suatu
campuran cairan akan selalu mengandung lebih banyak
komponen yang lebih volatil & fasa cairan akan lebih banyak
mengandung komponen yang kurang volatil.
Cairan yang seimbang dengan uapnya pada suhu tertentu
memiliki komposisi yang berbeda.
Dalam distilasi pada suhu tertentu, cairan yang
setimbang dengan uapnya mempunyai komposisi
yang berbeda  uap / destilat mengandung lebih
banyak komponen volatil.
Pada suhu yang berbeda, komposisi uapnya juga
berbeda.
Dengan demikian komposisi uap yang setimbang
dengan cairannya akan berubah sejalan dengan
perubahan waktu.
HUKUM RAOULT
French chemist François Marie Raoult (18301901)
 Tekanan uap parsial suatu komp dlm suatu
campuran (larutan ideal) = tekanan uap
komponen murni pada temperatur tertentu
dikalikan dg fraksi mol komponen dalam fasa
cairnya

Pi  X i .Pi
o
Hukum Raoult :
o
PA = XA . P
A
o
PB = XB . P
B
o
Pt = PA + PB = XA . P
A
o
+ XB . P
B
Rumus di atas menunjukkan hub antara
tekanan uap dg komposisi cairan
Bagaimana hubungan komposisi uap, tekanan uap dan
komposisi dalam keadaan cair pada tekanan tetap ?
Jika XA dan XB adalah fraksi mol A dan B dalam keadaan cair, serta YA dan
YB adalah mol fraksi A dan B dalam keadaaan uap, maka hubungan antara
tekanan parsial dengan komposisi dapat dituliskan sebagai berikut :
PA
 YA
Pt
PB
 YB
Pt
Dari hubungan di atas dapat dituliskan perbandingan antara PA dengan PB
sebagai berikut :
o
PA YA X A .PA
XA



o
Pb YB X B .PB
XB
Notasi  merupakan bilangan volatilitas
relatif terhadap B yang merupakan
perbandingan tekanan uap jenuh
masing-masing komponen, yaitu :
PA
o
PB
o
Volatilitas relatif utk camp biner A dan B
Diketahui tekanan total campuran biner A dan B adalah 560 Torr. Fraksi
mol A dalam campuran adalah 0,65. Tekanan uap B murni adalah 665
Torr. Hitunglah fraksi mol uap masing-masing komponen dan volatilitas
relatifnya! Komponen manakah yang lebih mudah menguap?
CONTOH SOAL
Bagaimanakah komposisi uap yang seimbang dengan cairan yang
mempunyai komposisi 46% mol heptana dan 54% mol heksana pada titik
didihnya.
Diketahui titik didih cairan itu 80oC, Po heksana 1050 torr & Po heptana
427 torr. Pada suhu & tekanan tersebut bagaimana komposisi uapnya?
Penyelesaian :
Pheksana = XA.PoA = 0,54 x 1050 torr
= 567,00 torr
Pheptana = XB.PoB = 0,46 x 427 torr
= 196,42 torr
Ptotal
= (567,00 + 196,42) torr
= 763,42 torr
Komposisi Uap :
Heksana

567
x100%  74,27%m ol
763,42
Heptana

196,42
x100%  25,73%m ol
763,42
HUKUM RAOULT
Larutan ideal: larutan dengan gaya tarik
menarik antar molekul-molekul yg sejenis= gy
tarik antar molekul-molekul yg tdk sejenis, ∆H
pencampuran = nol
 Contoh lar ideal:
metanol-etanol
benzena-toluena
heksana-heptana

DIAGRAM KOMPOSISI/TEK UAP LAR IDEAL
Diagram komposisi/tek uap lar
ideal
DEVIASI POSITIF DARI HK RAOULT’S
DEVIASI NEGATIF DARI HK RAOULT’S
DIAGRAM FASE
Diagram Fase Larutan ideal/non ideal selain
dapat digambarkan sebagai kurva tek uap (P) vs
komposisi (x), juga dapat digambarkan sebagai
kurva titik didih (T) vs komposisi (x)
Diagram fase larutan ideal
Assume that a mixture that contains equal amounts of pentane (C5H12) and octane
(C8H18) is distilled. Describe the difference between the composition of the liquid in
the distillation flask and the vapor given off when this liquid starts to boil.
CAMPURAN AZEOTROP DENGAN TITIK
DIDIH MINIMUM
Contoh
 Aseton-CS2
 CS2-formaldehid
 Fenol-air
 Benzena-sikloheksana
 etanol-air
Campuran azeotrop dg titik didih minimum
: ethanol and water mixtures
CAMPURAN AZEOTROP DENGAN TITIK
DIDIH MAKSIMUM
Contoh
 Aseton-kloroform
 As nitrat-air
 As asetat-piridin
Campuran Azeotrop dengan titik didih maksimum : nitric
acid and water mixtures
Diagram fase
CONTOH SOAL
Bagaimanakah komposisi uap yang seimbang dengan cairan yang
mempunyai komposisi 46% mol heptana dan 54% mol heksana pada titik
didihnya.
Diketahui titik didih cairan itu 80oC, Po heksana 1050 torr & Po heptana
427 torr. Pada suhu & tekanan tersebut bagaimana komposisi uapnya?
Penyelesaian :
Pheksana = XA.PoA = 0,54 x 1050 torr
= 567,00 torr
Pheptana = XB.PoB = 0,46 x 427 torr
= 196,42 torr
Ptotal
= (567,00 + 196,42) torr
= 763,42 torr
Komposisi Uap :
Heksana

567
x100%  74,27%m ol
763,42
Heptana

196,42
x100%  25,73%m ol
763,42
SOAL HUKUM RAOULT
 Suppose
you had a mixture of 2 moles of
methanol and 1 mole of ethanol at a particular
temperature. The vapour pressure of pure
methanol at this temperature is 81 kPa, and
the vapour pressure of pure ethanol is 45 kPa.
P ethanol, P methanol & P total?
•
•
Benzene and toluene form a solution which is very
nearly ideal. Consider a mixture of benzene (Bz) and
toluene (Tol) at 60o C. At 60o C the vapor pressures of
pure benzene and pure toluene are 385 Torr and 139
Torr, respectively. What are the vapor pressures of
benzene and toluene in a mixture with XBz = 0.400,
and XTol = 0.600, and what is the composition of the
vapor in equilibrium with this solution?
Diketahui tekanan total campuran biner A dan B
adalah 560 Torr. Fraksi mol A dalam campuran
adalah 0,65. Tekanan uap B murni adalah 665 Torr.
Hitunglah fraksi mol uap masing-masing komponen
dan volatilitas relatifnya! Komponen manakah yang
lebih mudah menguap?
•Campuran air dan CCl4 akan didistilasi
menggunakan distilasi uap. Apabila pada suhu
dan tekanan yg sama tekanan uap air adalah
210 mmHg. Berapakah tekanan uap CCl4 pada
distilasi tsb? Brp perbandingan berat air dan
CCl4 yang akan diperoleh? Brp % CCl4 yang
diperoleh dalam distilat?