operasi teknik kimia kelas xii - quantum book€¦ · 2 materi pembelajaran a. mengenal penukar...

28
OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII

Upload: others

Post on 18-Oct-2020

325 views

Category:

Documents


59 download

TRANSCRIPT

Page 1: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

OPERASI TEKNIK KIMIA

KELAS XII

Page 2: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

1

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ..................................................................................................................................... i

DAFTAR ISI ..................................................................................................................................................... ii

PRAKATA ......................................................................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................................................................. xv

BAB 1 PERALATAN DISTILASI SEDERHANA

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 6

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 6

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Distilasi ....................................................................................................... 6

B. Konsep Kesetimbangan Uap-Cairan ...................................................................... 7

C. Metode Distilasi ............................................................................................................ 12

D. Macam-macam Distilasi ............................................................................................. 12

E. Prinsip Kerja Distilasi ................................................................................................. 18

F. Peralatan Distilasi Sederhana .................................................................................. 19

G. Pengoperasian Distilasi Sederhana ....................................................................... 19

H. Parameter yang Harud Diatur ................................................................................. 20

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 21

Rangkuman .............................................................................................................................. 23

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 24

BAB 2 PERALATAN DISTILASI JENIS MENARA ISIAN

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 25

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 25

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Distilasi Fraksionasi ............................................................................... 25

B. Prinsip Kerja Distilasi ................................................................................................ 26

C. Peralatan Distilasi Fraksionasi ............................................................................... 26

D. Perhitungan Kolom Distilasi .................................................................................... 34

E. Pengoperasian Distilasi Jenis Menara Isian ......................................................... 37

F. Parameter yang Harud Diatur ................................................................................. 37

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 39

Rangkuman .............................................................................................................................. 40

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 41

BAB 3 PERALATAN DISTILASI JENIS MENARA ISIAN

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 46

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 46

Page 3: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

2

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Penukar Panas Sederhana .................................................................... 46

B. Mekanisme Perpindahan Panas .............................................................................. 46

C. Sistem Aliran Penukar Panas ................................................................................... 56

D. Jenis-jenis Peralatan Penukar Panas ..................................................................... 56

E. Pengoperasian Peralatan Penukar Panas ............................................................. 63

F. Sistem Kontrol dalam Peralatan Penukar Panas ............................................... 64

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 65

Rangkuman .............................................................................................................................. 67

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 67

BAB 4 PERALATAN PENUKAR ION SEDERHANA

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 74

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 74

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Proses Pertukaran Ion .......................................................................... 74

B. Fungsi Proses Pertukaran Ion ................................................................................. 74

C. Macam-macam Proses Pertukaran Ion ................................................................ 75

D. Jenis-jenis Resin Penukar Ion .................................................................................. 76

E. Hal-hal yang Mempengaruhi Proses Pertukaran Ion ....................................... 76

F. Mekanisme (Tahap-tahap) Proses Pertukaran Ion ........................................... 77

G. Alat-alat Proses Pertukaran Ion .............................................................................. 78

H. Mengoperasikan Alat Penukar Ion ......................................................................... 80

I. Mengganti Resin Penukar Ion ................................................................................. 84

J. Merawat Alat Penukar Ion ........................................................................................ 85

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 86

Rangkuman .............................................................................................................................. 89

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 89

BAB 5 PERALATAN EVAPORASI

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 94

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 94

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Evaporasi .................................................................................................. 94

B. Aplikasi Evaporasi ....................................................................................................... 95

C. Faktor-faktor Evaporasi ............................................................................................. 95

D. Jenis-jenis Peralatan Evaporasi ............................................................................... 96

E. Mengoperasikan Peralatan Evaporasi ................................................................... 102

F. Perhitungan dalam Evaporasi .................................................................................. 105

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 107

Rangkuman .............................................................................................................................. 109

Page 4: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

3

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 109

BAB 6 PERALATAN KRISTALISASI

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 115

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 115

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Kristalisasi ................................................................................................. 116

B. Aplikasi Kristalisasi .................................................................................................... 116

C. Klasifikasi Kristalisasi ................................................................................................ 116

D. Jenis-jenis Peralatan Kristalisasi ............................................................................. 117

E. Mengoperasikan Peralatan Kristalisasi ................................................................ 122

F. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kristalisasi ................................................. 123

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 124

Rangkuman .............................................................................................................................. 127

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 128

BAB 7 PERALATAN FILTRASI

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 133

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 133

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Filtrasi ......................................................................................................... 133

B. Tujuan Filtrasi ............................................................................................................... 134

C. Filter Medium ............................................................................................................... 134

D. Prinsip Kerja Filtrasi ................................................................................................... 135

E. Klasifikasi Filtrasi ......................................................................................................... 135

F. Jenis-jenis Filter ............................................................................................................ 137

G. Pengoperasian Peralatan Filtrasi ............................................................................ 145

H. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Filtrasi ......................................................... 146

I. Perhitungan Filtrasi .................................................................................................... 147

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 148

Rangkuman .............................................................................................................................. 150

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 150

BAB 8 PERALATAN PENGERINGAN

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 155

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 155

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Pengeringan .............................................................................................. 155

B. Prinsip Proses Pengeringan ...................................................................................... 156

C. Klasifikasi Alat Pengering .......................................................................................... 156

D. Jenis-jenis Alat Pengering .......................................................................................... 157

E. Pengoperasian Pengering .......................................................................................... 165

Page 5: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

4

F. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pengeringan .............................................. 165

G. Perhitungan Pengeringan .......................................................................................... 166

H. Alat Kontrol dalam Pengeringan ............................................................................. 167

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 168

Rangkuman .............................................................................................................................. 170

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 171

BAB 9 PENGUKURAN KELEMBABAN

Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 176

Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 176

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Kelembaban ............................................................................................... 176

B. Beberapa Istilah dalam Kelembaban ..................................................................... 177

C. Prinsip Pengukuran Kelembaban ........................................................................... 178

D. Macam-macam Pengukuran Kelembaban............................................................ 179

E. Peralatan untuk Operasi Humidifikasi .................................................................. 180

F. Peralatan Pengukuran Kelembaban....................................................................... 182

G. Pelaksanaan Pengukuran Kelembaban ................................................................. 184

Pelatihan / Tugas ................................................................................................................... 184

Rangkuman .............................................................................................................................. 186

Uji Kompetensi ....................................................................................................................... 186

GLOSARIUM

DAFTAR PUSTAKA

BIODATA PENULIS

Page 6: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

5

PRAKATA

Pembelajaran abad 21 memiliki karakteristik atau prinsip-prinsip: 1) pendekatan

pembelajaran berpusat pada peserta didik; 2) peserta didik dibelajarkan untuk mampu

berkolaborasi; 3) materi pembelajaran dikaitkan dengan permasalahan yang dihadapi dalam

kehidupan sehari-hari, pembelajaran harus memungkinkan peserta didik terhubung dengan

kehidupan sehari-hari mereka; dan 4) dalam upaya mempersiapkan peserta didik menjadi

warga negara yang bertanggung jawab.

Salah satu pendekatan pembelajaran yang dapat mengakomodir karakteristik

pembelajaran abad 21 tersebut adalah pendekatan Science, Technology, Engineering, and

Mathematics atau disingkat dengan STEM. STEM merupakan suatu pendekatan dimana sains,

teknologi, enjiniiring, dan matematika diintegrasikan dengan fokus pada proses pembelajaran

pemecahan masalah dalam kehidupan nyata. Pembelajaran STEM memperlihatkan kepada

peserta didik bagaimana konsep-konsep, prinsip-prinsip sains, teknologi, enjiniring, dan

matematika digunakan secara integrasi untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem

yang memberikan manfaat untuk kehidupan manusia.

Untuk menyiapkan peserta didik Indonesia memperoleh keterampilan abad 21, yaitu

keterampilan cara berpikir melalui berpikir kritis, kreatif, mampu memecahkan masalah dan

mengambil keputusan serta cara bekerja sama melalui kolaborasi dan komunikasi, maka

pendekatan STEM diadopsi untuk menguatkan impelementasi Kurikulum 2013. Pendekatan

STEM diyakini sejalan dengan ruh Kurikulum 2013 yang dapat diimplementasikan melalui

penggunaan model pembelajaran berbasis proyek (Project Based Learning).

Buku Operasi Teknik Kimia Kelas XII ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma

pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 dan dipakai sebagai sumber belajar peserta

didik karena isinya yang lengkap, padat informasi, dan mudah dipahami.

Dalam buku ini dijelaskan teori dan praktek tentang peralatan distilasi sederhana,

peralatan distilasi jenis menara isian, peralatan penukar panas sederhana, peralatan penukar

ion sederhana, peralatan evaporasi, peralatan kristalisasi, peralatan filtrasi, peralatan

pengeringan dan pengukuran kelembaban. Sebagai latihan, peserta didik akan

mengoperasikan peralatan unit operasi tersebut.

Malang, Februari 2020

Penulis

Page 7: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

6

BAB 1

PERALATAN DISTILASI SEDERHANA

Kompetensi Dasar

3.10 Menerapkan peralatan distilasi sederhana sesuai SOP

4.10 Mengoperasikan peralatan distilasi sederhana sesuai SOP

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi peserta didik mampu:

1. Memahami konsep distilasi sederhana

2. Menerapkan konsep kesetimbangan uap-cair

3. Menerapkan metode distilasi

4. Memilih macam-macam teknik distilasi

5. Menerapkan prinsip kerja distilasi sederhana

6. Menerapkan fungsi distilasi sederhana

7. Memilih peralatan distilasi sederhana

8. Mengoperasikan peralatan distilasi sederhana

9. Menerapkan parameter yang harus diatur dalam distilasi sederhana

Seringkah Anda menggunakan aquades atau air suling? Kebutuhan aquades dalam suatu

laboratorium terlebih laboratorium kimia hampir dipastikan mutlak diperlukan. Misalnya

untuk membuat suatu larutan, maka kita membutuhkan air yang bersih bebas logam atau

pengotor lainnya yang disebut air destilata, atau kita kenal juga dengan aquades. Sesuai

namanya, aquades ini diperoleh dengan proses distilasi.

Selain di laboratorium, air destilata ini juga dibutuhkan sebagai sumber air. Misalnya kita

mengolah air laut untuk dijadikan air minum dan hal ini akan sangat membantu dalam

pelayaran sehingga dengan teknik distilasi ini para pelayar tak perlu lagi membawa stok air

bersih, mereka tinggal melakukan proses distilasi untuk mendapatkan air bersih.

Materi Pembelajaran

A. Mengenal Distilasi

Distilasi atau penyulingan adalah proses pemisahan larutan cair-cair menjadi

komponen-komponennya dimana mempunyai karakteristik mudah menguap (volatil),

dan mempunyai perbedaan tekanan uap. Perbedaan tekanan uap menyebabkan

perbedaan titik didih, sehingga dapat dikatakan distilasi adalah proses pemisahan dengan

perbedaan didik didih.

Pada distilasi pemisahan dilakukan dengan menggunakan panas sebagai pemisah

atau separating agent. Kalau suatu larutan yang terdiri dari dua buah komponen yang

Page 8: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

7

cukup mudah menguap misalnya campuran alkohol-air, campuran garam-air dan larutan

sejenis dididihkan, maka fase uap yang terbentuk akan mengandung komponen yang

lebih mudah menguap dalam jumlah yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan fase

cair. Adanya perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap ini merupakan syarat

utama supaya pemisahan dengan distilasi dapat dilakukan. Pemisahan dengan distilasi

tidak dapat dilakukan jika komposisi fase uap sama dengan komposisi fase cair.

B. Konsep Kesetimbangan Uap-Cairan

Soal-soal distilasi dapat diselesaikan jika ada data kesetimbangan uap-cairan sistem

yang dikenakan distilasi. Data kesetimbangan uap-cairan dapat berupa tabel-tabel atau

diagram-diagram. Tiga macam diagram kesetimbangan yang biasa dipakai adalah diagram

titik didih, diagram kesetimbangan uap-cairan dan diagram entalpi komposisi.

1. Diagram Titik Didih

Diagram titik didih adalah diagram yang menyatakan hubungan antara temperatur

atau titik didih dengan komposisi uap dan cairan yang berkesetimbangan. Diagram titik

didih dapat digambar seperti di bawah ini

Uap

+

Cairan

Uap

Kurva uap jenuh

Kurva cairan jenuh

Cairan

M R

PQ

S V W

TU

tB

tA

Te

mp

era

tur

0 1,0

Fraksi mol A

Gambar 1.1 Diagram titik didih

(Sumber : Hardjono, 1984)

Diagram di atas menunjukkan diagram titik didih suatu campuran biner yang terdiri

dari komponen A dan B pada suatu tekanan tertentu. Ordinat menunjukkan temperatur,

sedangkan absis adalah komposisi yaitu fraksi mol komponen A yang lebih mudah

menguap. Pada tA menunjukkan titik didih komponen A murni, sedangkan tB menunjukkan

titik didih komponen B murni. Di dalam diagram tersebut terdapat dua buah kurva, yaitu

kurva cairan jenuh (kurva titik gelembung/bubble point) dan kurva uap jenuh (kurva titi

Page 9: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

8

embun/dew point). Kedua kurva ini membagi daerah di dalam diagram menjadi tiga

bagian, yaitu :

1) Daerah di bawah kurva cair jenuh yaitu daera satu fase cairan

2) Daerah di atas kurva uap jenuh yaitu daerah satu fase uap

3) Daerah berada di antara dua kurva yaitu daerah dua fase yaitu fase uap dan cairan

Jika larutan pada komposisi M dipanaskan, maka larutan tersebut akan mendidih

pada P dan uap yang terbentuk mempunyai komposisi sesuai titik Q. Dari diagram terlihat

bahwa uap Q mengandung komponen yang lebih mudah menguap, yaitu komponen A,

relatif lebih banyak daripada fase cair. Kalau uap Q diembunkan dan embunannya

didinginkan maka diperoleh titik R. Karena di dalam uap terdapat komponen yang lebih

mudah menguap relatif lebih banyak terhadap cairannya, maka titik didih cairan yang

ketinggalan akan naik sesuai dengan kurve cairan jenuh. Sedangkan uap yang terbentuk

setiap saat akan berubah-ubah sesuai dengan kurva uap jenuh.

Jika distilasi dihentikan pada saat cairan mendidih pada T, maka uap terakhir

mempunyai komposisi sesuai dengan titik U. Cairan yang ketinggalan setelah didinginkan

akan ditunjukkan oleh titik S, sedangkan uap U setelah diembunkan dan didinginkan akan

ditunjukkan oleh titik V. Susunan embunan rata-rata terletak antara R dan V, yaitu titik W.

Terlihat bahwa dengan distilasi larutan yang mempunyai komposisi sesuai dengan titik M

akan dipisahkan menjadi larutan S dan embunan yang sesuai dengan titik W, dimana

larutan yang pertama akan lebih kaya akan komponen B sedangkan yang kedua akan

lebih kaya A. Kalau pekerjaan di atas diulang-ulang maka pekerjaan ini disebut distilasi

bertingkat, dimana hasill akhirnya adalah larutan yang kaya akan A dan larutan yang kaya

akan B.

2. Hukum Raoult

Hukum Raoult mengatakan bahwa pada temperatur tertentu, tekanan parsial suatu

komponen di dalam larutan adalah sama dengan hasil kali tekanan uap tersebut dalam

keadaan murni dengan fraksi mole komponen tersebut dalam larutan. Karena tekanan

uap komponen murni mempunyai harga tertentu pada suatu temperatur tertentu, maka

menurut hukum ini tekanan parsial komponen akan sebanding dengan fraksi mole

komponen tersebut dalam cairan. Secara matematis dapat dituliskan

PA = PAo.xA (1-1)

Keterangan:

PA = tekanan parsial komponen A

PAo = tekanan uap komponen A murni

xA = fraksi mole komponen A dalam larutan

Untuk campuran biner yang terdiri dari komponen A dan B, maka untuk komponen B

dapat dituliskan

PB = PBo.xB = PBo.(1-xA) (1-2)

Page 10: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

9

Hukum Raoult hanya berlaku untuk larutan ideal yaitu larutan dimana komponen-

komponennya mempunyai sifat kimia yang serupa dan saling tidak mengadakan interaksi,

misalnya larutan benzen – toluen, larutan n-heksan – n-heptan. Untuk larutan semisal air-

etanol tidak mengikuti hukum Raoult.

Untuk beberapa keadaan tertentu diagram titik didih dapat dihitung dari data

tekanan uap komponen murni dengan menggunakan hukum Raoult dan hukum Dalton.

Hukum Dalton yang berlaku untuk gas ideal mengatakan bahwa tekanan total

merupakan jumlah tekanan parsial komponen-komponennya. Dapat dituliskan

P = PA + PB (1-3)

Bentuk lain dari hukum Dalton mengatakan bahwa tekanan parsial suatu komponen

sama dengan hasil kali fraksi mole komponen tersebut dalam fase uap dengan tekanan

uap total.

PA = yA.P (1-4)

Keterangan :

PA = tekanan parsial komponen A

yA = fraksi mole komponen A dalam fase uap

P = tekanan total

Kalau persamaan (2-1), (2-2) dan (2-3) digabungkan menjadi

P = PA + PB = PAo.xA + PBo.(1-xA) (1-5)

Selanjutnya digabungkan dengan persamaan (2-4) menjadi

Dengan memilih serangkaian temperatur diantara titik didih kedua komponen murni,

dapat dihitung titik-titik pada kedua kurve uap jenuhdan cairan jenuh dalam diagram titik

didih untuk suatu tekanan total tertentu.

3. Campuran Azeotrop

Kalau larutan biner menunjukkan penyimpangan negatif atau positif yang berlebihan,

maka kurve tekanan total pada diagram tekanan terhadap komposisi fase cair dapat

menunjukkan suatu harga minimum atau maksimum, yang sesuai dengan titik didih

maksimum atau minimum pada diagram titik didih. Pada komposisi yang sesuai dengan

titik maksimum atau minimum, campuran akan mendidih pada temperatur tetap dan

komposisi uap akan sama dengan komposisi cairan. Campuran demikian disebut

campuran azeotrop atau campuran dengan titik didih tetap.

Karena pada komposisi azeotrop, campuran akan mendidih pada temperatur tetap

dengan komposisi uap dan cairan yang sama, maka campuran azeotrop tidak dapat

dipisahkan dengan jalan distilasi. Kalau tekanan total sistem diubah, komposisi campuran

dengan titik didih tetap akan bergeser dan prinsip ini digunakan untuk memperoleh

pemisahan baik dengan menggunakan tekanan yang lebih tinggi atau lebih rendah. Di

samping itu dapat juga dilakukan dengan jalan menambah komponen yang ketiga.

Page 11: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

10

4. Diagram Keseimbangan Uap-Cairan

Diagram keseimbangan uap-cairan adalah diagram yang menyatakan hubungan

kesetimbangan antara komposisi uap dengan komposisi cairan. Di dalam diagram ini

dilukiskan garis diagonal y=x, yaitu garis dimana komposisi uap sama dengan komposisi

cairan. Titik potong kurva kesetimbangan dengan garis diagonal menunjukkan campuran

azeotrop, karena pada titik tersebut x sama dengan y. Sebagai contoh diagram

keseimbangan uap-cairan adalah sebagai berikut

Gambar 1.2 Diagram keseimbangan uap-cairan (a) Benzen-toluen;

(b) Aseton-karbon disulfit; (c) Aseton-kloroform

(Sumber : Coulson, 2002)

5. Volatilitas Relatif

Makin besar jarak antara kurva uap-cairan dengan garis diagonal, makin besar

perbedaan komposisi cairan dengan komposisi uap dan makin baik pemisahan yang akan

diperoleh dengan jalan distilasi. Suatu ukuran mengenai hal ini disebut faktor pemisahan

atau faktor separasi. Khusus untuk distilasi disebut volatilitas relatif (). Volatilitas relatif

A terhadap B adalah perbandingan dari perbandingan konsentrasi A dan B dalam fase uap

dan fase cair.

Persamaan di atas dapat disusun menjadi

Jika y = x, maka AB = 1,0 dan dalam hal ini tidak mungkin dilakukan pemisahan dengan

distilasi. Makin besar perbedaan AB terhadap 1,0 makin besar tingkat pemisahannya.

Apabila fase cair mengikuti hukum Raoult dan fase uap mengikuti hukum Dalton,

maka

Page 12: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

11

Dari persamaan di atas bahwa volatilitas relatif komponen A terhadap B sama dengan

perbandingan antara tekanan uap komponen A dan B murni.

6. Diagram Entalpi-Komposisi

Diagram entalpi-komposisi adalah diagram yang menyatakan hubungan antara

entalpi dan komposisi sistem pada tekanan tertentu. Di dalam diagram ini terdapat dua

buah kurve yaitu kurve cairan jenuh dan kurve uap jenuh. Setiap titik pada kurve cairan

jenuh dihubungkan dengan garis hubung atau tie line dengan titik-tik tertentu pada kurve

uap jenuh, dimana titik-titik tersebut dalam keadaan kesetimbangan. Dengan adanya

kedua kurve tersebut, daerah di dalam diagram terbagi menjadi tiga daerah, yaitu:

a. Daerah cairan yang terletak di bawah kurve cairan jenuh

b. Daerah uap yang terletak di atas kurve uap jenuh

c. Daerah cairan dan uap yang terletak di antara kurve cairan jenuh dan kurve uap

jenuh.

Di bawah kurve cairan jenuh terdapat isoterm-isoterm, yang menunjukkan entalpi cairan

pada berbagai macam komposisi pada berbagai macam temperatur. Contoh diagram

entalpi-komposisi seperti di bawah ini

Gambar 1.3 Diagram entalpi-komposisi

(Sumber : Coulson, 2002)

Page 13: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

12

C. Metode Distilasi

Proses distilasi dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu. Ada dua metode

utama distilasi, yaitu

a. Metode berdasarkan pembentukan uap dan kemudian uap tersebut dipisahkan

langsung dengan liquidanya dan dikondensasikan tanpa memberikan kesempatan

adanya kontak antara distilat dengan uap yang baru terbentuk. Yang termasuk

metode ini adalah

1) Distilasi setimbang / flash (equilibrium/flash distillation)

2) Distilasi secara diferensial / sederhana (differential/simple distillation)

b. Metode berdasarkan pembentukan uap dan kemudian uap tersebut dikondensasi

setelah itu sebagian distilat dikembalikan hingga terjadi kontak antara distilat

tersebut dengan uap yang baru terbentuk. Yang termasuk metode ini adalah distilasi

fraksinasi/rektifikasi (fractionation/rectification distillation).

D. Macam-macam Teknik Distilasi

Teknik distilasi terdapat beberapa macam, yaitu :

a. Distilasi Setimbang / Flash

Distilasi ini biasanya dilaksanakan secara kontinyu dengan gambar di bawah ini :

Gambar 1.4 Distilasi flash

(Sumber : McCabe, 1993)

Distilasi flash dapat dijelaskan dengan skema berikut

separator

Page 14: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

13

Gambar 1.5 Skema distilasi flash

(Sumber: Toth, 2015)

Umpan (feed) dipompa a ke dalam pemanas (heat exchanger) b, kemudian

melalui kran (valve) c, campuran liquida dan uap masuk ke pemisah (separator

drum) d. Di separator ini dengan waktu yang cukup akan terjadi pemisahan antara

liquida dan uap. Karena kontak antara liquida dan uap sebelum pemisahan, aliran

yang terpisah dalam keadaan kesetimbangan. Uap e meninggalkan separator bagian

atas untuk dikondensasikan melalui condenser sehingga menjadi cair. Sedangkan

liquida g dikeluarkan dari separator bagian bawah.

Umpan dengan kecepatan F kmol/jam dengan komposisi xF , f adalah fraksi mole

umpan yang teruapkan, maka (1-f) adalah fraksi mole umpan yang berupa cairan.

Kalau y dan x adalah fraksi mole komponen yang lebih mudah menguap dalam uap

dan cairan, maka neraca bahan untuk komponen yang lebih mudah menguap adalah

F.xF = F.f.y + F (1-f) x

atau

xF = f.y + (1-f).x

Dalam persamaan di atas besaran yang tidak diketahui adalah y dan x. Supaya

persamaan tersebut dapat diselesaikan, harus diketahui hubungan y dan x yang

dapat diperoleh dari diagram kesetimbangan uap-cairan. Sehingga persamaan di atas

menjadi

Persamaan tersebut disebut persamaan garis neraca bahan dan kalau dilukiskan

dalam diagram kesetimbangan uap-cairan akan diperoleh garis lurus dengan lereng

atau gradien -(1-f)/f. Garis ini akan memotong garis diagonal y=x pada titik (xF, yF).

b. Distilasi Diferensial / Sederhana

Distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan dua atau lebih komponen

yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Distilasi sederhana biasanya

dijalankan secara batch dalam bejana distilasi. Uap yang terbentuk segera dipisahkan

dari liquida kemudian dikondensasikan menjadi distilat yang mengandung

komponen yang lebih mudah menguap. Liquida yang berisi lebih banyak komponen

sulit menguap tertinggal dalam bejana disebut residu. Kesetimbangan antara uap dan

liquida terjadi pada waktu sesaat, akan tetapi secara keseluruhan distilat total tidak

berkeseimbangan dengan residu akhir.

Page 15: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

14

Gambar 1.6 Distilasi sederhana secara batch

(Sumber : McCabe, 1993)

c. Distilasi Rektifikasi (Fraksionasi/Bertingkat)

Distilasi rektifikasi digunakan untuk memisahkan komponen yang memiliki titik

didih yang berdekatan. Distilasi dengan rektifikasi merupakan metode distilasi

terbaik untuk pemisahan larutan biner. Distilasi rektifikasi dapat dianggap sebagai

flash distillation yang disusun seri sedemikian rupa sehingga uap dan liquida pada

tiap stage berlawanan arah satu sama lain, dengan demikian terjadi kontak diantara

keduanya.

Contoh distilasi bertingkat adalah pemisahan campuran alkohol-air. Alkohol

memiliki titik didih normal pada suhu 78oC dan air memiliki titik didih normal pada

100oC. Campuran tersebut dicampurkan dalam labu didih. Oleh karena alkohol

mudah menguap, kadar alkohol dalam uap lebih tinggi daripada kadar alkohol dalam

campuran semula. Di dalam kolom fraksionasi, uap mengembun dan memanaskan

kolom tersebut. Setelah kolom mencapai suhu 78oC, alkohol tidak lagi mengembun,

sehingga uap yang mengandung lebih banyak alkohol naik ke kolom di atasnya,

sedangkan sebagian air turun ke dalam labu didih. Proses seperti ini berulang

beberapa kali (tergantung pada banyaknya plat dalam kolom), sehingga akhirnya

diperoleh alkohol yang lebih murni.

Contoh lain distilasi bertingkat adalah pemurnian minyak bumi untuk

memisahkan gas, bensin, minyak tanah, dan sebagainya dari pengolahan minyak

mentah. Rangkaian alat distilasi fraksionasi terdapat pada gambar berikut.

Page 16: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

15

Gambar 1.7 Rangkaian alat distilasi fraksionasi secara batch

(Sumber : Coulson, 2002)

d. Distilasi Uap/Steam

Distilasi uap biasanya digunakan untuk memurnikan senyawa organik yang

volatil, tidak bercampur dengan air, mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu

100oC dan mengandung pengotor-pengotor yang non volatil.

Uap yang dipakai dapat berupa uap jenuh maupun uap lewat jenuh. Jika dipakai

steam lewat jenuh maka akan mempunyai panas yang tinggi sehingga dapat

menguapkan zat yang akan dipisahkan tanpa mengalami kondensasi. Tapi jika steam

yang digunakan uap jenuh maka sebagian steam akan terkondensasi hingga

terbentuk fase liquida.

Jika diinginkan tidak terbentuk fase liquida selama distilasi, maka steam yang

dibutuhkan sangat besar. Akan tetapi jika terbentuk fase liquida, perlu menentukan

suhu dan komposisi uap pada sistem distilasi dan kondensat dari steam berupa

campuran air dan liquida yang dapat dipisahkan, tidak larut satu sama lain sehingga

mudah dipisahkan secara dekantasi.

Distilasi uap banyak dipakai pada pengambilan minyak atsiri dari beberapa

tumbuhan seperti nilam, cengkeh, gaharu dan sebagainya. Bahan baku dialirkan

steam yang dibuat di dalam boiler. Steam ini akan menerobos jaringan untuk

mengambil minyak atsiri yang terkandung dalam bahan. Kemudian campuran uap air

dan minyak dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Selanjutnya campuran

kondensat dan minyak dipisahkan dengan sistem dekantasi misalnya dengan corong

pisah. Minyak dan air dapat terpisah karena perbedaan polaritas dan berat jenisnya.

Rangkaian alat distilasi uap dapat dilihat pada gambar berikut

Page 17: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

16

Gambar 1.8 Distilasi uap pada proses pembuatan minyak atsiri (essential oil)

(Sumber : Rahmi, 2018)

e. Distilasi Azeotrop

Distilasi azeotrop digunakan untuk memisahkan campuran yang berada pada

titik azeotrop (suatu kondisi dimana campuran dua atau lebih komponen yang sulit

dipisahkan). Untuk memisahkan campuran pada titik azeotrop dapat dilakukan

dengan penambahan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut,

atau dengan mengubah kondisi operasinya seperti menggunakan tekanan tinggi.

Distilasi azeotrop digunakan untuk memisahkan campuran etanol-air dengan

menggunakan senyawa benzena untuk mendapatkan konsentrasi etanol di atas 96%,

karena jika dengan distilasi sederhana, etanol yang didapatkan maksimum 96%

karena etanol-air membentuk titik azeotrop pada konsentrasi tersebut. Gambaran

proses distilasi dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 1.9 Distilasi azeotrop pada campuran etanol-air dengan benzena

(Coulson, 2002)

Page 18: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

17

f. Distilasi Vakum (Distilasi Tekanan Rendah)

Distilasi vakum dapat digunakan untuk memisahkan dua komponen yang titik

didihnya sangat tinggi. Metode ini dilakukan dengan cara menurunkan tekanan

permukaan lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga turun, dan

selanjutnya suhu operasi distilasi tidak perlu tinggi. Distilasi vakum biasanya

dilakukan karena beberapa alasan yaitu :

1) Volatilitas relatif antar komponen biasanya meningkat seiring dengan

menurunnya boiling temperature. Volatilitas relatif komponen meningkat

memudahkan proses pemisahan sehingga jumlah stage dalam kolom distilasi

semakin sedikit.

2) Bahan yang ditangani sensitif terhadap suhu tinggi sehingga diperlukan

pemisahan pada suhu rendah. Karena jika tetap dilaksanakan pada suhu tinggi

akan menyebabkan hal-hal yang tidak diinginkan seperti dekomposisi produk,

polimerisasi, dan penghilangan warna.

3) Tekanan uap yang sangat rendah memungkinkan komponen dengan ikatan

dapat terputus pada titik didihnya.

4) Reboiler dengan temperatur yang rendah yang menggunakan sumber energi

dengan harga yang lebih murah seperti steam dengan tekanan rendah saja.

Rangkaian alat distilasi vakum di industri minyak bumi terdapat pada gambar di

bawah ini.

Gambar 1.10 Rangkaian alat distilasi vakum

(Sumber : Bchitou, 2017)

Untuk skala laboratorium, distilasi vakum dapat digambarkan seperti di bawah ini

Page 19: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

18

Gambar 1.11 Rangkaian alat distilasi vakum skala laboratorium

(Sumber : Dony Fahmi dkk, 2014)

g. Distilasi Kering

Distilasi ini digunakan untuk mengambil uap atau liquidanya pada material yang

kering. Contohnya untuk mengambil cairan dan asap cair dari kayu atau tempurung

kelapa.

Proses distilasi juga dapat dilaksanakan secara batch (batch distillation) dan kontinyu

(continuous distillation). Jika distilasi dilaksanakan satu kali proses, yakni bahan

dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat dan residu)

maka disebut distilasi batch. Disebut distilasi kontinyu jika prosesnya berlangsung terus-

menerus. Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan keluar.

E. Prinsip Kerja Distilasi

Syarat terjadinya pemisahan dengan distilasi jika komposisi uap dan cairan berbeda

dalam keadaan kesetimbangan. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang

lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang

mudah menguap. Uap dipisahkan dari cairan, selanjutnya uap tersebut dikondensasikan,

sehingga didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama. Cairan hasil

kondensasi atau disebut distilat berisi lebih banyak komponen yang mudah menguap

dibandingkan dengan cairan yang tidak teruapkan yang dikenal dengan residu. Jika cairan

hasil dari kondensasi uap didistilasi maka akan didapatkan uap dengan kadar komponen

volatil yang lebih tinggi.

Dari penjelasan di atas, tahapan distilasi adalah sebagai berikut

a. Keadaan awal berupa cairan

b. Pemanasan larutan sehingga sebagian menguap

c. Pemisahan uap dan cairan yang belum menguap

d. Kondensasi uap sehingga menjadi cairan

Page 20: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

19

F. Fungsi Distilasi Sederhana

Distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan zat cair yang titik didihnya rendah

dan memiliki perbedaan titik didih masing-masing komponen yang relatif besar atau

berbeda jauh. Distilasi sederhana juga dapat memisahkan zat cair dengan zat padat atau

minyak. Proses ini dilakukan dengan mengalirkan uap zat cair tersebut melalui kondensor

lalu hasilnya ditampung dalam suatu wadah, namun hasilnya tidak benar-benar murni

atau bisa dikatakan tidak murni.

G. Peralatan Distilasi Sederhana

Rangkaian alat distilasi sederhana skala laboratorium ditunjukkan pada gambar

1.11. Pada gambar tersebut, terlihat larutan garam (NaCl) dimasukkan pada labu, dimana

pada bagian atas dari labu tersebut dipasang alat pengukur suhu atau thermometer.

Dengan pembakar bunsen atau pemanas yang lain, larutan garam dipanaskan. Setelah

beberapa saat, larutan garam tersebut akan mendidih dan sebagian akan menguap. Uap

tersebut dialirkan ke kondensor untuk diembunkan dan didinginkan. Pendingin yang

dipakai biasanya menggunakan air. Hasil distilasi atau distilat ditampung pada erlemeyer.

Cairan pada erlemeyer merupakan distilat sebagai air yang relatif murni yang disebut

dengan aquades.

Gambar 1.12 Alat distilasi sederhana skala laboratorium

(Sumber : Ilham, 2020)

Fungsi masing-masing alat distilasi sederhana pada gambar 1.11 disajikan dalam tabel 1

berikut.

Tabel 1.1 Fungsi alat-alat distilasi sederhana

Nama Alat Fungsi

Labu distilasi Tempat bahan baku yang akan didistilasi

Condensor Mengembunkan uap sehingga menjadi cair

Pemanas Memanaskan bahan yang akan didistilas

Page 21: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

20

Termometer Mengukur suhu operasi distilasi

Adaptor Penghubung condensor dan erlenmeyer

Erlenmeyer/ penampung yang

lain

Menampung distilat yang dihasilkan

Statif dan klem Penyangga labu distilasi dan condensor

H. Pengoperasian Distilasi Sederhana

Langkah-langkah pengoperasian peralatan distilasi sederhana adalah sebagai berikut:

a. Sebelum melakukan proses distilasi, cek masing masing peralatan berfungsi dengan

baik, dilihat dari kinerja alat tentang penunjukan angkanya, uji terhadap bahan

menunjukan suhu yang sebenarnya atau tidak.

b. Demikian thermostate yang dihubungkan dengan burner langsung atau media

pemanas yang lain cek kondisinya masing berfungsi untuk mengontrol laju panas

yang diberikan ke bejana distilasi.

c. Demikian juga thermostate yang berhubungan dengan kondenser masih berfungsi

untuk mengontrol laju volumetrik pendingin yang akan masuk ke kondenser.

d. Isikan larutan yang akan dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih, sampai level

yang ditentukan dalam bejana, kemudian hidupkan burner.

e. Cek kenaikan suhu dari campuran tersebut, sambil fluida pendingin dalam kondenser

dijalankan pelan pelan sesuai dengan ketentuan.

f. Cek laju air pendingin dimana laju volemetrik dari air pendingin maksimum suhu air

yang keluar kondenser maksimal dibawah 20oC dari suhu pengembunan (suhu didih)

komponen yang akan diuapkan.

g. Suhu operasional kondenser maksimal 5oC di bawah suhu didih bahan yang akan

diuapkan.

h. Jika uap yang menetes ke dalam bejana makin sedikit, menunjukan fraksi yang tidak

menguap dalam bejana distilasi mengalami titik maksimal maka diperlukan

penambahan bahan yang akan diuapkan atau diakhiri proses distilasi sederhana

tersebut. Karena kandungan komponen yang lebih tinggi titik didihnya mencapai

maksimal didalam bejana distiasi .

i. Hasil distilasi diambil di bejana kondenser atau pada penampung yang disediakan.

I. Parameter yang Harus Diatur

Dalam mengoperasikan menara distilasi memerlukan alat kontrol yang baik agar hasil

dari proses distilasi sesuai yang dikehendaki. Peralatan kontrol yang dikehendaki adalah

sebagai berikut:

a. Peralatan kontrol suhu untuk mengatur berapa derajat panas dari larutan di dalam

bejana distilasi dipanasi. Kontrol ini berupa thermostate apabila cairan/larutan biner

tersebut sudah panas sesuai dengan titik didih dari komponen yang lebih mudah

Page 22: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

21

menguap, maka kompor pemanas (burner) mengecilkan apinya. Peralatan kontrol

suhu tersebut perlu ditambahkan thermometer manual atau digital tentunya dengan

ketepatan (akurasi) yang baik, bertujuan untuk mengontrol thermostate yang

mengendalikan kompor pemanas (burner).

b. Suhu pada air di pipa perpindahan panas pada tabung kondenser jauh lebih rendah

dari suhu pengembunan (suhu didih).

c. Suhu operasional kondenser harus lebih rendah minimal 5oC dari suhu pengembunan

(suhu didih) larutan yang akan diambil hasilnya.

d. Pemanas pada burner (jika menggunakan api langsung dikontrol apinya oleh

thermostate.

e. Kecepatan volumetrik dari pipa kondenser dikontrol oleh suhu operasional

kondenser, agar pengembunan cepat berlangsung. Biasanya lebih rendahnya bisa di

bawah 5oC langsung.

f. Proses ini seiring dengan waktu maka komponen yang mudah menguap lama

kelamaan tinggal sedikit sedangkan komponen yang suhu didihnya lebih tinggi akan

bertabah banyak, untuk ini umpan segar dari bejana distilasi ditambahkan.

Pelatihan/Tugas

(Menggunakan Metode Pembelajaran STEM)

JOBSHEET PRAKTIKUM DISTILASI SEDERHANA

DISTILASI AIR LAUT

1. Tujuan

a. Melakukan proses distilasi sederhana untuk air laut untuk mendapatkan aquades

b. Membandingkan aquades hasil percobaan dengan aquades standar

2. Alat dan Bahan

a. Alat

1) Labu distilasi 500 ml Condensor

2) Kompor listrik

3) Labu erlenmeyer 250 ml

4) Piknometer 25 ml

5) Gelas beker 250 ml

6) Gelas ukur 100 mL

7) Corong gelas

8) Adaptor

9) Termometer

10) Statif dan klem (2)

11) Pompa air

12) Selang air

13) Ember

14) Neraca digital

15) Penyangga kaki tiga

16) Asbes

17) Batu didih

Page 23: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

22

b. Bahan

1) Air laut

2) Aquades

3) Indikator pH universal

c. Rangkaian alat

Gambar 1.13 Rangkaian alat distilasi air laut

(Sumber : Fitriyani Yetti H.)

3. Cara Kerja

a. Timbang piknometer kosong

b. Masukkan aquades standar sampai penuh dan tutup

c. Timbang piknometer dan aquades standar

d. Ukur suhu dan pH aquades standar

e. Lakukan langkah b s.d. d untuk air laut

f. Masukkan 250 mL air laut ke dalam labu distilasi dan tambahkan batu didih

g. Rangkai semua alat distilasi seperti gambar

h. Hidupkan kompor listrik dan pompa air.

i. Lakukan distilasi selama ±1 jam.

j. Tunggu sampai dingin

k. Ukur arus distilat yang didapat dengan multitester

l. Lakukan langkah b s.d. d untuk distilat (aquades hasil percobaan)

m. Bandingkan aquades standar dan aquades hasil percobaan.

Pemanas

Page 24: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

23

4. Data Percobaan

a. Penimbangan Bahan

Bahan Penimbangan I Penimbangan II Penimbangan III

Piknometer kosong - -

Pikno + aquades standar

Pikno + air laut

Pikno + aquades hasil

percobaan

b. Pengukuran Suhu

Suhu aquades standar : ……….. oC

Suhu uap : ……….. oC

c. Pengukuran pH

pH aquades standar : ………..

pH air laut : ………..

pH aquades hasil percobaan : ………..

d. Pengamatan terhadap aquades

Kriteria Aquades standar Aquades hasil percobaan

Bau

Rasa

Warna

Kejernihan

5. Tugas

a. Hitung densitas air laut !

b. Hitung densitas hasil distilasi (distilat) !

c. Buatlah kesimpulan apakah aquades hasil percobaan sudah sesuai dengan

aquades standar !

d. Hal-hal apa yang mempengaruhi proses distilasi pembuatan aquades dari air laut

agar sesuai dengan standar ?

Rangkuman

Distilasi adalah proses pemisahan komponen dari suatu campuran yang berupa larutan

cair-cair yang memiliki perbedaan volatilitas dan tekanan uap, sehingga titik didihnya

berbeda. Teknik distilasi meliputi distilasi flash, sederhana, rektifikasi, uap, vakum, azeotrop,

dan distilasi kering. Prinsip kerja distilasi sederhana meliputi: keadaan awal berupa cairan,

pemanasan larutan sehingga sebagian menguap, pemisahan uap dan cairan yang belum

menguap, dan kondensasi uap sehingga menjadi cair. Distilasi sederhana digunakan untuk

Page 25: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

24

memisahkan zat cair yang titik didihnya rendah. Peralatan distilasi sederhana skala

laboratorium yang utama adalah labu distilasi, pemanas, kondensor, termometer, dan

penampung hasil.

Uji Kompetensi

A. Soal Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang paling tepat.

1. Proses pemisahan komponen berdasarkan perbedaan volatilitasnya disebut ….

a. absorpsi

b. adsorpsi

c. distilasi

d. ekstraksi

e. netralisasi

2. Pada proses penyulingan, yang menjadi agen pemisah (separating agent) adalah ….

a. panas

b. densitas

c. kelarutan

d. solven

e. zat lain

3. Industri kimia terdapat banyak metode pemisahan. Proses pemisahan ini dilakukan

untuk memisahkan antara hasil utama dan hasil samping serta reaktan yang belum

bereaksi. Masing-masing metode pemisahan mempunyai karakteristik tersendiri,

salah satunya distilasi. Distilasi adalah proses pemisahan komponen berdasarkan

perbedaan hal di bawah ini, kecuali ….

a. titik didih

b. kelarutan

c. volatilitas

d. tekanan uap

e. kemudahan menguap

4. Aplikasi operasi distilasi sederhana banyak dipakai di industri ....

a. aqua destilata

b. minyak atsiri

c. minyak bumi

d. minyak nabati

e. alkohol

5. Pernyataan yang berhubungan dengan proses distilasi berikut adalah benar, kecuali

….

a. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang lebih volatil

b. Cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang volatil

Page 26: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

25

c. Jika uap yang dihasilkan tersebut dikondensasikan maka cairan yang didapat

akan mengandung lebih banyak komponen yang volatil

d. Komposisi uap dan cairan sama dalam keadaan setimbang.

e. Dalam keadaan setimbang, komposisi uap dan cairan berbeda.

6. Jenis distilasi yang digunakan untuk memisahkan komponen yang titik didihnya

berbeda jauh adalah ….

a. distilasi azeotrop

b. distilasi vakum

c. distilasi sederhana

d. distilasi fraksionasi

e. distilasi kering

7. Suatu campuran terdiri dari komponen A dan B. Dari data fisik masing-masing

komponen diketahui bahwa titik didih komponen A sebesar 100oC sedangkan titik

didih komponen B sebesar 223oC. Dari data tersebut, pernyataan di bawah ini yang

benar adalah....

a. teknik distilasi yang tepat digunakan adalah distilasi uap

b. komponen B lebih volatil dibandingkan dengan komponen A

c. setelah distilasi, distilat mengandung sebagian besar komponen A

d. komponen B akan menguap lebih dahulu dibanding komponen A

e. pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan kelarutan

8. Untuk menghindari dekomposisi produk karena sensitif terhadap temperatur jika

didistilasi pada suhu didihnya, maka sebaiknya digunakan jenis distilasi ….

a. vakum

b. fraksionasi

c. azeotrop

d. refluks

e. kering

9. Praktikum distilasi air laut menggunakan jenis distilasi ...

a. bertingkat

b. uap

c. vakum

d. sederhana

e. kering

10. Alasan penggunaan jenis distilasi di atas karena ....

a. volatilitas garam jauh lebih besar dibanding air

b. perbedaan volatilitas garam dan air sangat besar

c. titik didih air jauh lebih besar dibanding garam

d. garam lebih volatil

e. lebih cepat mendapatkan hasil

Page 27: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

26

11. Berikut ini tahap-tahap distilasi :

No Tahap distilasi

1. Pemanasan larutan sehingga sebagian menguap

2. Keadaan awal berupa cairan

3. Kondensasi uap sehingga menjadi cair

4. Pemisahan uap dan cairan yang belum menguap

Urutan tahap-tahap distilasi yang benar adalah ....

a. 1-2-3-4

b. 1-2-4-3

c. 1-4-3-2

d. 2-1-3-4

e. 2-1-4-3

12. Hasil utama proses distilasi air laut adalah ....

a. bioetanol

b. larutan garam

c. aquades

d. air mineral

e. garam dapur

13. Proses yang terjadi pada kondensor yaitu ....

a. pengembunan

b. pendinginan

c. pemanasan

d. pengembunan dan pendinginan

e. pemanasan dan pengembunan

14. Berikut tidak termasuk parameter fisika untuk kualitas aquades adalah ....

a. pH

b. bau

c. warna

d. kekeruhan

e. daya hantar listrik

15. Hal-hal berikut yang tidak dilakukan dalam pengontrolan proses distilasi adalah ....

a. kecepatan volumetrik pendingin perlu dikontrol

b. pemanas (burner) dikontrol besar kecilnya

c. perlunya alat kontrol untuk mengatur derajat panas

d. suhu air pendingin harus lebih kecil dari suhu pengembunan

e. suhu operasional kondensor 2oC lebih rendah dari suhu pengembunan

B. Soal Esai

Jawablah dengan tepat dan benar.

Page 28: OPERASI TEKNIK KIMIA KELAS XII - Quantum Book€¦ · 2 Materi Pembelajaran A. Mengenal Penukar Panas Sederhana ..... 46 B. Mekanisme Perpindahan Panas

27

1. Proses pemisahan dengan prinsip perbedaan relative volatility disebut ….

2. Distilasi adalah proses pemisahan komponen berdasarkan perbedaan ….

3. Contoh industri yang banyak menggunakan proses distilasi bertingkat adalah ….

4. Contoh industri yang banyak menggunakan proses distilasi uap adalah ….

5. Jenis distilasi yang digunakan untuk memisahkan zat cair yang memiliki titik didih

berdekatan disebut ….

6. Jenis distilasi yang digunakan untuk memisahkan zat cair perbedaan titik didihnya

jauh disebut ….

7. Distilasi azeotrop digunakan untuk ….

8. Distilasi vakum digunakan untuk ….

9. Dalam proses distilasi campuran biner A dan B, jika komponen B lebih volatil maka

distilat yang dihasilkan akan mengandung lebih banyak komponen ….

10. Dalam proses distilasi campuran biner Z dan Y, jika komponen Z lebih volatil maka

distilat yang dihasilkan akan mengandung lebih banyak komponen ….

C. Soal Esai Uraian

Jawabalah dengan ringkas dan benar.

1. Jelaskan yang dimaksud dengan proses distilasi!

2. Jelaskan teknik distilasi berikut contohnya :

a. distilasi sederhana

b. distilasi bertingkat

c. distilasi uap

3. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja distilasi!

4. Sebutkan minimal 4 alat distilasi sederhana skala laboratorium berikut fungsinya

masing-masing !

5. Sebutkan parameter yang harus diatur dalam proses distilasi !