Soal-soal Analitik II (Destilasi)

1.      Jelaskan secara singkat  prinsip dasar pemisahan dengan metode destilasi

a) Pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih (fasa cair menjadi fasa gas) pada  tekanan tertentu

Ø  Bila suhu (t) dinaikkan, tekanan uap (p) akan naik

b) Bila titik didih tercapai,tekanan uap campuran sama dengan tekanan atmosfir dan suhu relatif konstan

Ø  Fasa cair dan fasa gas akan setimbang(cairan yang setimbang dengan uapnya pada suhu tertentu memiliki komposisi yang berbeda)

Ø  Terjadi transfer massa komponen dari fasa cair ke fasa gas

Ø  Tekanan uap parsial komponen akan mengikuti hukum Raoult

2.      Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis destilasi dan jelaskan kelebihan dan kekurangannya

Jenis-jenis destilasi dan penjelasan kelebihan dan kelemahannya :

Ø  Destilasi sederhana (simple destillation)

Kelebihan:

Peralatan yang digunakan Lebih sederhana dan penggunaannya lebih mudah

Kelemahan :

Hanya dapat dipakai pada komponen yang titik didih nya stabil

Ø  Destilasi bertingkat (fractional distillation)

Kelebihan :

Memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik,sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki  titik didih yang berdekatan. Dan destilasi biasa tidak efektif untuk memisahkan komponen – komponen dalam campuran yang perbedaan titik didihnya tidak terlalu besar sedangkan distilasi bertingkat dapat digunakan untuk mengatasinya.

Kelemahan :

Destilasi ini, dilakukan dengan pemisahan berturut-turut, juga disebut sebagai rektifikasi.

Ø  Destilasi uap (steam distillation)

Kelebihan :

Destilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih.

Kelemahan:

Destilasi uap adalah metode untuk menyaring senyawa yang sensitif terhadap panas.Proses ini melibatkan penggunaan uap menggelegak melalui dipanaskan campuran bahan baku

  Destilasi vakum (vakum distillation)

Kelebihan :

Dapat memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, metode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi.

Kelemahan:

Destilasi 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

Ø  Destilasi molekuler (molekuler distillation)

Kelebihan :

Distilasi molekuler dicirikan dengan alokasi waktu distilasi yang singkat, koefisien transfer panas tinggi, penghilangan hotspot, aliran operasi kontinyu, tekanan rendah sampai 0,001 mbar dan jarak yang sempit antara kondensor dan evaporator

Kelemahan :

Proses destilasi ini memerlukan perhitungan tahap kesetimbangan

3.      Jelaskan secara singkat aplikasi destilasi dalam a)kimia organik,b)industri,dan   

c)farmasi. Berikan contoh produk masing-masing

Aplikasi destilasi dalam :

a.      Kimia organik

·         Pembuatan minyak atsiri dengan menggunakan daun cengkeh

·         Pembuatan minyak sereh

·         Pembuatan minyak terpentin

Ketiga pembuatan minyak tersebut dengan menggunakan destilasi uap.

b.      Bidang Industri :Penyulingan herbal untuk wewangian dan medicinals (herbal distilat), dan pengolahan makanan. Pemurnian vitamin dan Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi, pembangkit listrik, pemanas,

Udara juga didestilasi menjadi komponen – komponen seperti oksigen seperi helium untuk pengisian balon.

c.       Bidang Farmasi :Udara didestilasi menjadi komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis, Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling.

4.      Buatlah diagram menggambarkan hubungan titik didih,komposisi uap dan komposisi

cairannya pada kesetimbangan uap-cairan campuran biner

DIAGRAM HUBUNGAN TITIK DIDIH,KOMPOSISI UAP DAN KOMPOSISI CAIRANNYA PADA KESETIMBANGAN UAP- CAIRAN CAMPURAN BINER

5.      Hitung tekanan total dan fraksi mol A dari sebuah sistem yang berisi campuran A dan

B (X_A 0,3) pada suhu tertentu dimana tekanan uap murni A dan B berturut-turut adalah 700 dan 300 torr.

Dik : X_A      = 0,3 mol

         X_B     = 0,3mol

         P⁰_A    = 700 torr

              P⁰_B      = 300 torr

Dit : P_t .....?

Penyelesaian :

P_A = X_A x P⁰_A

     = 0,3 x 700 torr

     = 210 torr

P_B = X_B x P⁰_B  = 0,3 x 300

     = 90 torr

P_t  = P_A + P_B   = 210 + 90

     = 300 torr

6.       Campuran senyawa biner mengandung 25 % mol heptana dan 75% mol heksana titik didih 75⁰c,P⁰ heksana 1050 torr dan P⁰ heptana 427 torr (1 torr = 1 mmHg) hitunglah berapa komposisi uap komponen,dan komposisi uapnya bila kondensat tersebut di destilasi kembali.

A. Komposisi uap :

P_heks = 0,25 x 1050 torr

  = 262,5 torr

P_hept  = 0,75 x 1050 torr

  = 787,5 torr

Pt     = (262,5 + 787,5) torr

  = 1050 torr

% mol heksana = 262,5/1050 x 100 % = 25 % mol

% mol heptana = 787,5/1050 x 100%   = 75 % mol

B. Komposisi uap bila destrilat (a) didestilasi ulang :

Pheks = 0,25 x 1050 torr = 262,5 torr

Phept  = 0,75 x 1050 torr = 787,5 torr

Pt       = ( 262,9 + 787,5 ) torr = 1050 torr

% mol heksana = 262,5/1050 x 100 % = 25 % mol

% mol heptana = 787,5/1050 x 100%   = 75 % mol

7.      Suatu cairan terdiri dari 4 mol A dan 2 mol B mendidih pada suhu 120⁰C saat tekanan

atmosfer 760 torr.hitung tekanan uap murni A jika tekanan uap murni B adalah 600 torr

Dik : X_A = 4 mol

         X_B = 2 mol

          T  = 120⁰C

        P⁰_B = 600 torr

Dit : P⁰_A ....?

Penyelesaian :

P⁰_A =

      =

     = 300 torr

8.      Perhatikan kurva komposisi Uap-Cairan senyawa Benzen vs.Toluen berikut:

a. Berapa titik didih (Td) toluen murni?

b. Berapa td larutan yang terdiri atas 50% benzen?

c. Apa saja yang dapat disimpulkan dari kurva ini?

A. Titik didih toluen murni adalah 91⁰C

B.     Titik didih larutan yang terdiri atas 50 % Benzen adalah 91 ⁰C

C.     Hal yang dapat disimpulkan dari kurva tersebut adalah:

Ø  50% benzen mencair pada suhu 91⁰C dan

Ø  50% toluen mencair pada suhu 91⁰C

Ø  73% benzen menguap pada suhu 91⁰C sedangkan

Ø  27% toluen menguap pada suhu 91⁰C