Download - Makalah destilasi fraksinasi
Makalah Kimia Pemisahan
Destilasi Fraksinasi
disusun oleh:
1. Anis Widayani (4311413020)2. Afi Fitriyaningsih (4311413023)3. Asnia Yulinda Utami (4311413040)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2015
1
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, penulis dapat menyelesaikan tugas pembuatan makalah yang berjudul “Destilasi Fraksinasi” dengan lancar.
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Kimia Pemisahan dan ingin mengenal lebih jauh mengenai proses pemisahan campuran dalam kimia.
Dalam pembuatan makalah ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu/Bapa dosen, teman-teman, dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah dengan sabar memberikan bimbingannya serta dukungan hingga selesainya makalah ini .
Akhir kata semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya, penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih.
Semarang, Maret 2015
Tim Penulis
2
DAFTAR ISI
Halaman sampul ………………………………………….1
Kata Pengantar ………………………………………….2
Daftar Isi ………………………………………….3
BAB I PENDAHULUAN………………………………………….4
1.1latar belakang ………………………………………….4
1.2 rumusan masalah ………………………………………….4
1.3 tujuan ………………………………………….5
BAB II PEMBAHASAN ………………………………………….6
2.1 destilasi ………………………………………….6
2.2 destilasi fraksinasi ………………………………………….6
2.3 rangkaian alat ………………………………………….7
2.4 fungsi alat ………………………………………….8
2.5 prinsip kerja ………………………………………….9
2.6 aplikasi dalam kehidupan ………………………………….12
BAB III PENUTUP ………………………………………….15
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………….16
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan
atau memurnikan suatu senyawa atau sekelompok senyawa yang mempunyai susunan
kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala labolatorium maupun skala
industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa
zat murni dari campuran .
Destilasi merupakan salah satu suatu metode pemisahan campuran yang
menggunakan prinsip perbedaan titik didih untuk pemisahannya. Destilasi memiliki
prinsip kerja utama dimana terjadi pemanasan dan salah satu komponen campurannya
akan menguap setelah mencapai titik didihnya, yang paling dahulu menguap
merupakan yang bersifat volatil atau mudah menguap. Uap tersebut akan masuk ke
dalam pipa pada kondensor (terjadi proses pendinginan) sehingga terjadi tetesan yang
turun ke Erlenmeyer yang disebut juga destilat.
Indonesia adalah merupakan Negara penghasil minyak didunia. Dalam
mengelolah minyak mentah atau crude oil menjadi minyak jadi berbagai macam
langka telah dilakukan termasuk didalamnya dengan metode pemisahan dengan
destilasi fraksinasi. Destilasi bertingkat atau destilasi fraksinasi 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. Destilasi ini bertujuan untuk memisahkan cairan dari suatu campuran
yang komponen-komponennya memiliki perbedaan titik didih relatif kecil.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud distilasi ?
2. Apa yang dimaksud distilasi fraksinasi ?
3. Bagaimana rangkaian alat pada distilasi fraksinasi ?
4. Apa fungsi alat pada distilasi fraksinasi ?
4
5. Bagaimana prinsip kerja dari distilasi fraksinasi ?
6. Apa saja aplikasi distilasi fraksinasi dalam kehidupan ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui pengertian destilasi
2. Mengetahui pengertian destilasi fraksinasi
3. Mengetahui rangkaian alat pada distilasi fraksinasi
4. Mengetahui fungsi alat-alat pada distilasi fraksinasi
5. Mengetahui prinsip kerja dari distilasi fraksinasi skala laboratorium dan skala
industri
6. Mengetahui berbagai aplikasi dari distilasi fraksinasi dalam kehidupan
5
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Destilasi
Destilasi adalah metode pemisahan zat-zat cair dari campurannya
berdasarkan perbedaan titik didih. Pada proses destilasi sederhana, suatu
campuran dapat dipisahkan bila zat-zat penyusunnya mempunyai perbedaan
titik didih cukup tinggi. Misalnya untuk memisahkan natrium klorida dan air
dari larutan NaCl, maka pelarut yang mempunyaai titik didih rendah dalam hal
ini air diuapkan kemudian diembunkan (dikondensasikan) kembali untuk
mendapatkan air murni (aquades). Bila proses ini dilanjutkan maka semua air
akan habis menguap dan terkondensasi sehingga yang tertinggal hanya padatan
zat terlarut natrium klorida (Yazid, 2005).
Proses destilasi merupakan salah satu cara untuk memisahkan komponen
dalam larutan yang berbentuk cair atau gas dengan mendasarkan pada
perbedaan titik didih komponen yang ada di dalamnya. Dasar dari pemisahan
dengan destilasi adalah jika suatu campuran komponen diuapkan maka
komposisi pada fase uap akan berbeda dengan fase cairnya. Untuk komponen
yang memiliki titik didih lebih rendah maka akan didapatkan komposisi yang
cenderung lebih besar pada fase uapnya, uap ini akan diembunkan dan
dididihkan kembali secara bertingkat-tingkat maka akan diperoleh komposisi
yang semakin murni pada salah satu komponen (Abbasato, 2007).
2.2 Destilasi fraksinasi
Distilasi bertingkat atau fraksinasi adalah proses pemisahan destilasi ke dalam
bagian‐bagian dengan titik didih makin lama makin tinggi yang selanjutnya
pemisahan bagian-bagian ini dimaksudkan untuk destilasi ulang. Destilasi 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, destilasi ini bertujuan untuk
6
memisahkan senyawa‐senyawa dari suatu campuran yang komponen‐komponennya
memiliki perbedaan titik didih relatif kecil. Destilasi ini digunakan untuk
memisahkan campuran aseton‐metanol, karbon tetra klorida‐toluen, dll. Pada proses
destilasi bertingkat digunakan kolom fraksinasi yang dipasang pada labu destilasi.
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 destilasi, yang akhirnya jika
pemanasan dilanjutkan terus akan mencapai harga titik didihnya. Senyawa tersebut
akan menguap, mengembun dan turun/menetes sebagai destilat.
Proses ini digunakan untuk komponen yang memilikil titik didih yang
berdekatan. Pada dasarnya sama dengan destilasi ksederhana, hanya saja memiliki
kondensor yang lebih banyak 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 (Anonime,
2012).
2.3 Rangkaian alat
7
2.4 Fungsi alat
1. Labu distilasi/flask
Labu distilasi berfungsi sebagai wadah atau tempat sampel yang akan
didestilasi
2. Steel Head
Berfungsi sebagai penyalur uap atau gas yang akan masuk ke alat
pendingin (kondensor), dan biasanya labu destilasinya sudah dilengkapi
dengan leher yang berfungsi sebagai steel head.
3. Thermometer
Thermometer berfungsi untuk mengamati suhu dalam proses destilasi
sehingga suhu dapat dikontrol sesuai dengan suhu yang diinginkan.
4. Kondensor atau pendingin
Kondensor berfungsi untuk mendinginkan uap destilat yang melewati
kondensor sehingga menjadi cair.
5. Kolom distilasi/fraksinasi
Kolom fraksinasi bertujuan untuk memisahkan uap campuran senyawa cair
yang titik didihnya sama/tidak begitu berbeda
6. Adaptor/pipa penghubung
Adaptor berfungsi untuk menghubungkan antara kondensor dan wadah
penampung destilat.
7. Pemanas
Berfungsi untuk memanaskan sampel yang terdapat pada labu alas bulat
atau labu destilat
8. Batu didih
Berfungsi untuk mempercepat proses pendidihan sampel dengan menahan
tekanan atau menekan gelembung panas pada sampel serta menyebarkan
panas yang ada ke seluruh bagian sampel.
9. Statif dan klem
Berfungsi untuk menyangga bagian-bagian dari peralatan destilasi sehingga
tidak jatuh atau goyang. (Rusli, 2013)
8
2.5 Prinsip kerja distilasi fraksinasi
2.5.1 Skala laboratorium
Secara prinsip destilasi fraksinasi sama dengan destilasi sederhana, perbedaan
ada pada perbedaan titik didih antar komponen, dimana untuk destilasi sederhana
perbedaan titik didih lebih besar dari 30 derajat Celsius, sedangkan destilasi
bertingkat perbedaan titik didih <30 derajat Celsius, keadaan ini karena pada destilasi
bertingkat adanya kolom fraksinasi.
Pemisahan campuran cairan menjadi komponen dicapai dengan distilasi
fraksional. Kolom distilasi yang panjang dari alat distilasi digunakan di laboratorium
memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang
turun dapat bersentuhan. Di puncak kolom, termometer digunakan untuk mengukur
suhu fraksi pertama yang kaya dengan komponen yang lebih mudah menguap A.
Dengan berjalannya distilasi, skala termometer meningkat menunjukkan bahwa
komponen B yang kurang mudah menguap juga ikut terbawa. Wadah penerima harus
diubah pada selang waktu tertentu.
Bila perbedaan titik didih A dan B kecil, distilasi fraksional harus diulangulang
untuk mendapatkan pemisahan yang lebih baik. Produksi minyak bumi tidak lain
adalah distilasi fraksional yang berlangsung dalam skala sangat besar. (Reski, 2012)
9
2.5.2 Skala industri
Mula-mula minyak bumi disestilasi di bwah tekanan atmosfer dan kemudian
pada kondisi vakum. Pada saat menggunakan tekanan atmosfer, minyak bumi
dipanaskan pada suhu tidak lebih dari 370°C karena suhu yang lebih tinggi akan
menyebabkan pemecahan (cracking) atau dekomposisi hidrokarbon. Hal ini harus
dihindari karena hidrokarbon jenuh yang terbentuk akan menurun kualitasnya.
Destilasi pada tekanan atmosfer akan menghasilkan fraksi dengan titik didih sekitar
30° hingga 350°-360°C. Fraksi ini terdiri dari senyawa yang berguna bagi manusia,
yaitu bensin, minyak tanah, minyak diesel (solar), dan bahan bakar jet (aftur). Selain
itu juga menghasilkan bahan baku sintesis petrokimia seperti benzene, etilbenzena,
xilena, etilena, propilena, dan butadiene. (Anonime, 2014)
Skema Sistem Fraksinasi Minyak Bumi. Keterangan :1 = kolom fraksinasi atmosferik, 2 = tungku untuk pemanasan minyak bumi dan mazut, 3 = kolom fraksinasi atmosferik, 4 = kolom fraksinasi vakum, 5 = kondenser pendingin, 6 = penukar panasI = minyak bumi, II = bensin ringan, III = bensin atas, IV = bensin berat, V = minyak tanah, VI = uap air, VII = mazut, VIII = dekomposisi gas dan uap air, IX = fraksi oli, X = residu aspal
Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon bervariasi. Untuk dapat
dipergunakan sebagai bahan bakar maka dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau
tingkatan dengan urutan sederhana sebagai berikut :
a. Gas
Rentang rantai karbon : C1 sampai C5
10
Trayek didih : 0 sampai 50C
Peruntukan : Gas tabung, BBG, umpan proses petrokomia.
b. Gasolin (Bensin)
Rentang rantai karbon : C6 sampai C11
Trayek didih : 50 sampai 85C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston,
umpan proses petrokomia
c. Kerosin (Minyak Tanah)
Rentang rantai karbon : C12 sampai C20
Trayek didih : 85 sampai 105C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin jet, bahan
bakar rumah tangga, bahan bakar industri, umpan proses petrokimia
c. Solar
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30
Trayek didih : 105 sampai 135C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar industry
d. Minyak Berat
Rentang rantai karbon dari C31 sampai C40
Trayek didih dari 130 sampai 300C
Peruntukan : Minyak pelumas, lilin, umpan proses petrokimia
e. Residu
Rentang rantai karbon diatas C40.Trayek didih diatas 300C
Peruntukan : Bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas), aspal, bahan
pelapis anti bocor. (Pramana, )
11
2.6 Aplikasi dalam kehidupan
Distilasi fraksinasi berfungsi untuk memisahkan komponen-komponen cair, dua
atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Salah satu
penerapan terpenting dari metode distilasi fraksinasi adalah pemisahan minyak
mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi,
pembangkit listrik, pemanas, dll.
12
Pertanyaan saat diskusi
1) Sri Ayuk P.A (4311413007)
Apakah suhu pada plat-plat dapat ditentukan ?
Jawab: suhu ketika destilasi tidak dapat ditentukan sendiri, akan tetapi harus
mengetahui terlebih dahulu suhu dari senyawa-senyawa yang akan didestilasi.
2) Cici Eliestia Rahayu (4311413039)
Apabila ada suatu campuran mengandung komponen A, B, dan C dengan komponen
Cmempunyai titik didih paling tinggi. Dalam skala laboratorium, bagaimana cara
mendapatkan komponen C ?
Jawab: proses destilasi fraksinasi dalam skala laboratorium dilakukan secara berulang-
ulang dengan mengatur suhu terendah sampai yang paling tinggi dengan setiap
pergantian suhu disertai penggantian labu destilat. Untuk mendapatkan komponen C
yang mempunyai titik didih paling tinggi, maka terlebih dahulu melakukan destilasi
untuk mendapatkan komponen A dan B. apabila kita langsung mengatur suhu ke titik
didih C maka komponen A dan B akan ikut menguap, sedangkan apabila kita terlebih
dulu mencari A dan B baru setelah itu mencari C maka akan didapatkan komponen C
yang lebih murni.
3) Aden Dhana Rizkita (4311413027)
bagaimana titik didih pertamax dan premium ? bagaimana cara mendapatkan pertamax
dan premium dalam distilasi fraksinasi ?
jawab: Dalam proses distilasi bertingkat, minyak mentah tidak dipisahkan
menjadi komponen-komponen murni, melainkan ke dalam fraksi‐fraksi, yakni
kelompok‐kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu. Oleh karena ,
bensin yang didapatkan tidak murni. Untuk mendapatkan premium dan pertamax
diperlukan proses ulang terhadap bensin hasil destilasi. Perbedaan premium dan
pertamax ada pada bilangan oktan keduanya, bilangan oktan premium 88 sedangkan
pertamax bilangan oktanya 92. Dengan meningkatnya bilangan oktan akan
menghasilkan NOx dan COx lebih sedikit.
13
4. Utami nofitasari (4311413011)
Bagaimana cara mengatur panas/suhu pada saat destilasi di laboratorium ?
Jawab: pada saat melakukan proses destilasi ketika suhu terlalu tinggi maka kompor yang digunakan dapat di kecilkan atau dimatikan, sementara jika terlalu rendah suhunya maka kompor dapat di perbesar nyala apinya. Sehingga pengaturan suhu itu dapat kita tentukan dengan mengatur nyala api kompor.
14
BAB III
PENUTUP
Simpulan
Destilasi bertingkat atau destilasi fraksinasi 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.
Destilasi ini bertujuan untuk memisahkan cairan dari suatu campuran yang
komponen-komponennya memiliki perbedaan titik didih relatif kecil.
Secara prinsip destilasi bertingkat sama dengan destilasi sederhana, perbedaan
ada pada perbedaan titik didih antar komponen, dimana untuk destilasi sederhana
perbedaan titik didih lebih besar dari 30 derajat Celsius, sedangkan destilasi
bertingkat perbedaan titik didih <30 derajat Celsius, keadaan ini karena pada destilasi
bertingkat adanya kolom fraksinasi.
Kolom fraksionasi berfungsi agar kontak antara cairan dengan uap terjadi lebih
lama. Sehingga komponen yang lebih ringan dengan titik didih yang lebih rendah
akan terus menguap dan masuk ke kondensor, sedangkan komponen yang lebih besar
akan kembali kedalam labu destilasi. 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 volatif cairannya. Kolom fraksionasi digunakan untuk
memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang
turun dapat bersentuhan.
Aplikasi dari distilasi fraksinasi digunakan pada industri minyak mentah untuk
memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah dan pada skala
laboratorium untuk memisahkan campuran aseton-metanol, karbon tetra klorida-
toluen, dll.
15
DAFTAR PUSTAKA
Abbasato, Tony Irwanto dan Eko Aris Budiarto. 2007. Efisiensi Kolom Sieve
Tray Pada Destilasi Yang Mengandung Tiga Komponen (Aceton-Alkohol-
Air.Seminar Nasional TEKNOIN
Anonime. 2012.DESTILASI BERTINGKAT (FRAKSIONASI). http://kamuslife.com
/2012/04/destilasi-bertingkat-atau-distilasi-fraksionasi-jenis-jenis-destilasi.html.
(diakses pada tanggal 12 Maret 2015)
Anonime. 2014. Fraksinasi Minyak Bumi.http://www.ilmukimia.org/2014/05
/fraksinasi-minyak-bumi.html. (diakses pada tanggal 31 Maret 2015)
Pramana, Dian Aji. . PROSES DISTILASI BERTINGKAT MINYAK BUMI.
http://dianzee.blogdetik.com/my-animation-2/. (diakses pada tanggal 31 Maret
2015)
Reski, tri. 2012. Destilasi Bertingkat. http://queen-tri.blogspot.com/2012/06/destilasi-
bertingkat.html.( diakses pada tanggal 26 Maret 2015)
Riko. 2011. Set destilasi. http://wakeriko.blogspot.com/2011/11/set-destilasi.html.
(diakses pada tanggal 30 Maret 2015)
Rusli, Rolan. 2013. Destilasi. http://www.rolanrusli.com/destilasi/. (diakses pada
tanggal 31 April 2015)
Yazid,Estien.2005. Kimia Fisika Untuk Paramedis.Yogyakarta : Andi.
16