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