Nama anggota kelopmok: Nama anggota kelopmok: 1.
1. Wahyu Dita SaputriWahyu Dita Saputri 2.
2. Yulia Nur IsnainiYulia Nur Isnaini 3.
3. Zainur RahmanZainur Rahman 4.
4. Deni ArdiansyahDeni Ardiansyah 5.
5. Muhammad Fathoni AzizMuhammad Fathoni Aziz
DESTILASI DESTILASI
1.
1. Jelaskan prinsip dasar pemisahan Jelaskan prinsip dasar pemisahan secara destilasi!secara destilasi!
Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarkan
berdasarkan pada pada titik titik didih. didih. Secara Secara sederhana sederhana destisi destisi dilakukan dilakukan dengandengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali supaya jadi memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali supaya jadi cair dengan bantuan kondensor. Titik didih disini dipengaruhi oleh interaksi antar cair dengan bantuan kondensor. Titik didih disini dipengaruhi oleh interaksi antar molekul pelarut dan zat terlarut. Titik didih pelarut akan meningkat ketika molekul pelarut dan zat terlarut. Titik didih pelarut akan meningkat ketika ditambahkan zat terlarut, hal ini disebabkan karena bertambahnya interaksi antar ditambahkan zat terlarut, hal ini disebabkan karena bertambahnya interaksi antar molekul dari pelarut dan zat terlarut. Ketika dipanaskan, zat pelarut akan mendidih molekul dari pelarut dan zat terlarut. Ketika dipanaskan, zat pelarut akan mendidih terlebih dahulu karena ikatan antar molekul pelarut merupakan interaksi yang lebih terlebih dahulu karena ikatan antar molekul pelarut merupakan interaksi yang lebih lemah daripada interaksi pelarut dan zat terlarut. Dengan demikian didapatkan lemah daripada interaksi pelarut dan zat terlarut. Dengan demikian didapatkan pemisahan zat terlarut dari pelarutnya.
pemisahan zat terlarut dari pelarutnya. 2.
2. Jelaskan prinsip dasar pemisahan secara destilasi sesuai grafik!Jelaskan prinsip dasar pemisahan secara destilasi sesuai grafik!
Prinsip dasar dari destilasi adalah pemisahan suatu campuran atau komponen zat Prinsip dasar dari destilasi adalah pemisahan suatu campuran atau komponen zat berdasarkan
berdasarkan perbedaan perbedaan titik titik didih didih komponen-komponkomponen-komponen en tersebut. tersebut. Misalkan Misalkan padapada grafik yang tersedia ingin memisahkan komponen A dan komponen B dengan grafik yang tersedia ingin memisahkan komponen A dan komponen B dengan menguapkan komponen A, maka harus diketahui terlebih dahulu berapa komposisi A menguapkan komponen A, maka harus diketahui terlebih dahulu berapa komposisi A dan B sebelum didestilasi. Misal komponen A da B sebelum didestilasi adalah 20% dan B sebelum didestilasi. Misal komponen A da B sebelum didestilasi adalah 20% dan 80%, jika dipanaskan, maka larutan akan mulai mendidih pada saat suhu di L2. dan 80%, jika dipanaskan, maka larutan akan mulai mendidih pada saat suhu di L2. Pada saat L2, komposisi uap tidak akan sama seperti cairannya, komposisi uap yang Pada saat L2, komposisi uap tidak akan sama seperti cairannya, komposisi uap yang terbentuk untuk A dan B berturut-turut adalah 60% dan 40% setelah dikondensasi. terbentuk untuk A dan B berturut-turut adalah 60% dan 40% setelah dikondensasi. Jika ingin mendapatkan lebih banyak lagi komposisi B, maka dilakukan destilasi lagi Jika ingin mendapatkan lebih banyak lagi komposisi B, maka dilakukan destilasi lagi dengan cara sama seperti sebelumnya sampai suhu medekati titik didih komponen B, dengan cara sama seperti sebelumnya sampai suhu medekati titik didih komponen B, sehingga akan didapatkan komponen B yang lebih murni.
sehingga akan didapatkan komponen B yang lebih murni.
3.
3. Jelaskan mengapa proses azeotrop dapat terjadi dan bagaimana aplikasinyaJelaskan mengapa proses azeotrop dapat terjadi dan bagaimana aplikasinya dalam destilasi!
Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen yang memiliki titik didih yang konstan. Azeotrop dapat menjadi gangguan yang menyebabkan hasil distilasi menjadi tidak maksimal. Komposisi dari azeotrope tetap konstan dalam pemberian atau penambahan tekanan. Akan tetapi ketika tekanan total berubah, kedua titik didih dan komposisi dari azeotrop berubah. Sebagai akibatnya, azeotrop bukanlah komponen tetap, yang komposisinya harus selalu konstan dalam interval suhu dan tekanan, tetapi lebih ke campuran yang dihasilkan dari saling memengaruhi dalam kekuatan intramolekuler dalam larutan.
Azeotrop dapat didistilasi dengan menggunakan tambahan pelarut tertentu, misalnya penambahan benzena atau toluena untuk memisahkan air. pelarut ini biasa disebut dengan larutan entratiner yang berfungsi untuk mengganggu atau bahkan merusak gaya yang dibentuk antar molekul pada azeotrop, sehingga letak azeotrop dalam grafik yang digambarkan akan bergeser atau bias hilang sama sekali, sehingga destilasi dapat dilanjutkan. Air dan pelarut akan ditangkap oleh penangkap Dean-Stark. Air akan tetap tinggal di dasar penangkap dan pelarut akan kembali ke campuran dan memisahkan air lagi
Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen pada komposisi tertentu dimana komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui distilasi biasa. Ketika campuran azeotrop dididihkan, fasa uap yang dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran azeotrop ini sering disebut juga constant boiling mixture karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan. Untuk lebih jelasnya, dijelaskan dalam aplikasi dibawah.
Titik A pada pada kurva merupakan boiling point campuran pada kondisi sebelum mencapai azeotrop. Campuran kemudian dididihkan dan uapnya dipisahkan dari sistem kesetimbangan uap cair (titik B). Uap ini kemudian didinginkan dan terkondensasi (titik C). Kondensat kemudian dididihkan, didinginkan, dan seterusnya hingga mencapai titik azeotrop. Pada titik azeotrop, proses tidak dapat diteruskan karena komposisi campuran akan selalu tetap. Pada gambar di atas, titik azeotrop digambarkan sebagai pertemuan antara kurva saturated vapor dan saturated liquid. (ditandai dengan garis vertikal putus-putus)
Contoh Aplikasi dalam Distilasi : Pemisahan campuran azeotrop propanol-ethyl acetate.
Prinsip yang digunakan pada metode ini yaitu pada tekanan yang berbeda, komposisi azeotrop suatu campuran akan berbeda pula. Tujuan memberi tekanan yang berbeda pada kedua kolom tersebut adalah agar fraksi mol dari kedua campuran tersebut saat kondisi azeotrop berubah sehingga posisi azeotrop juga akan bergeser, dengan begitu destilasi dapat dilanjutkan. Berdasarkan prinsip tersebut, distilasi dilakukan bertahap menggunakan 2 kolom distilasi yang beroperasi pada tekanan yang berbeda. Kolom distilasi pertama memiliki tekanan operasi yang lebih tinggi dari kolom distilasi kedua. Produk bawah kolom pertama menghasilkan ethyl acetate murni sedangkan produk atasnya ialah campuran propanol-ethyl acetate yang komposisinya mendekati komposisi azeotropnya. Produk atas kolom pertama tersebut kemudian didistilasi kembali pada kolom yang bertekanan lebih rendah (kolom kedua). Produk bawah kolom kedua menghasilkan propanol murni sedangkan produk atasnya merupakan campuran propanol-ethyl acetate yang komposisinya mendekati komposisi azeotropnya.
4. Jelaskan prinsip kerja dari:
a. Prinsip distilasi sederhana: pemisahan suatu campuran berdasarkan perbedaan titik didih jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil, dan yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap dan terkondensasi terlebih dahulu sehingga terpisah dengan cairan lainnya.
b. prinsip destilasi bertingkat: pemurnian zat/ senyawa cair dimana zat pencampurnya berupa senyawa cair yang titik didihnya rendah dan titik didih
senyawa tersebut tidak berbeda jauh dengan titik didih senyawa yang akan dimurnikan.
c. Prinsip Destilasi azeotrop: memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit dipisahkan) biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut misalnya penambahan benzene atau toluene untuk memisahkan air, atau dengan menggunakan tekanan
tinggi.
d. Prinsip metode refluks: pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung.
e. Prinsip destilasi kering : pemanasan bahan padat untuk menghasilkan produk- produk berupa cairan atau gas (yang dapat berkondensasi menjadi padatan). Produk-produk tersebut disaring, dan pada saat yang bersamaan mereka berkondensasi dan dikumpulkan, biasanya membutuhkan suhu yang lebih tinggi
dibanding distilasi biasa.
5. Jelaskan prinsip dari macam-macam destilasi berdasarkan prosesnya berikut ini serta berikan kelebihan dan kekurangannya!
a. Destilasi kontinyu:
Distilasi kontinyu terjadi jika prosesnya berlangsung terus-menerus. Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan keluar.Rangkaian alat distilasi yang banyak
digunakan di industri adalah jenis tray tower dan packed tower.
Proses ini berlangsung terus-menerus yaitu pertama-tama cairan campuran diumpankan ke dalam menara column. Selanjutnya cairan yang tidak berubah menjadi uap menuju ke bawah akibat gaya gravitasi, sedangkan cairan yang menjadi uap bergerak ke atas. Untuk cairan ke bawah selanjutnya keluar column untuk diumpankan ke reboiler. Hasil reboiler yang berupa gas dikembalikan lagi ke dalam column dan yang tidak langsung mengalir keluar menjadi produk bawah. Untuk gas hasil distilasi selanjutnya dikondensasikan menjadi cairan yang disebut dengan produk distilasi. Sedangkan gas yang tidak terkondensasi selanjutnya dikembalikan ke dalam column distilasi untuk diproses kembali. Pada proses distilasi secara kontinyu dikenal dengan istilah bagian rectifying dan bagian stripping. Bagian rectifying adalah proses bagian atas setelah gas keluar dari
column distilasi dan bagian stripping adalah proses bagian bawah setelah cairan keluar dari column distilasi. Biasanya dalam column ini digunakan untuk memisahkan umpan multikomponen untuk menghasilkan dua atau lebih produk murni.
Kelebihan
1. Prosesnya berlangsung cepat, sehingga waktu yang diperlukan juga singkat 2. Volume reactor yang digunakan lebih kecil
3. Kecepatan reaksi lebih tinggi Kekurangan
1. Biaya yang diperlukan mahal
2. Bahan yang dibutuhkan juga banyak b. Destilasi batch
Sama halnya dengan reaktor, pada distilasi jenis ini tidak memiliki aliran masuk dan keluar. Jenis ini biasa dilakukan untuk satu kali proses, yakni bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat dan residu).
Distilasi batch ini merupakan salah satu jenis operasi yang tak tunak (unsteady). Jika dilakukan satu kali proses, yakni bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat dan residu).
Prinsip kerja dari distilasi bacth adalah pertama-tama umpan masuk melalui bawah column. Setelah itu dipanaskan yang mana menghasilkan gas yang akan naik keatas column. Cairan yang tidak menguap akan tetap dibawah sampai pemanasan selesai. Gas hasil pemanasan akan keluar dari column lalu
dikondensasikan menjadi cairan yang diinginkan, sedangkan gas yang tidak dapat terkondensai akan dikembalikan ke column. Akan tetapi hasil dari distilasi pertama belum 100% murni. Untuk itu hasil distilasi pertama dapat didistilasi kembali untuk mendapatkan produk dengan kemurnian yang lebih tinggi dari produk sebelumnya.
Keuntungan dari distilasi batch yaitu :
1. Dalam volume yang kecil, proses ini lebih menguntungkan 2. Lebih mudah mengalami perubahan pada formulasi produk 3. Lebih fleksibel dalam perubahan laju produksi
4. Dapat menggunakan alatmulti - purpose untuk proses produksi dari plant yang sama ketika peralatan yang bisa dipakai sedang dalam proses pembersihan karena fouling atau proses sterilisasi.
Kekurangan dari distilasi batch yaitu:
1. Prosesnya membutuhkan waktu yang lama
2. Ukuran alat yang digunakan lebih besar daripada destilasi kontinyu
6. Jelaskan prinsip dari macam-macam destilasi berdasarkan basis tekanan operasinya berikut ini serta berikan kelebihan dan kekurangannya!
a. Destilasi atmosfir
Distilasi atmosferis merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya adalah tekanan atmosferis (1 atm) atau sedikit di atas tekanan atmosferis. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi atmosferis ini adalah pada Crude Distilling Unit (CDU).
Kelebihan: reaktan yang dipakai tidak perlu menjalani perlakuan khusus sehingga alat yang digunakan tidak terlalu rumit
Kekurangan: Reaksi hanya dapat dilakukan pada tekanan atmosfir b. Destilasi vakum
Destilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi 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. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.
Kelebihan
1. Kemurnian produk lebih tinggi
2. Tidak terjadi dekompisisi senyawa senyawa penyusunnya karena beroperasi pada temperature rendah.
3. Dapat memisahkan kedua konponen yang titik didihnya sangat tinggi Kekurangan:
1. Hanya dapat digunakan pada senyawa yang tidak stabil
2. Tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin
c. Destilasi tekanan
Distilasi tekanan merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya di atas tekanan atmosferis (>1 atm). Proses distilasi bertekanan digunakan pada proses pemisahan umpan yang berupa gas. Pada tekanan atmosferis, umpan yang berada dalam fase gas masuk ke kolom distilasi berupa gas, sehingga tidak dapat dipisahkan. Dengan tekanan yang lebih tinggi, maka titik didih komponen penyusun umpan akan naik, sehingga pada temperatur yang sama, umpan dapat berubah fase menjadi cair (liquid). Dengan demikian, umpan proses distilasi bertekanan tersebut dapat dipisahkan di dalam kolom distilasi. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi bertekanan adalah pada Light End Unit (LEU). Kekurangan:
1. Hanya dapat dilakukan pada tekanan sangat tinggi
2. Hanya digunakan untuk pemisahan campuran yang berfasa gas
7. Jelaskan prinsip dari macam-macam destilasi berdasarkan komponen penyusunnya berikut ini serta berikan kelebihan dan kekurangannya!
a. Distilasi Sistem Biner: adalah Distilasi yang dilakukan untuk memisahkan dua komponen
Kelebihan: Memiliki kemurnian hasil pemisahan yang cukup tinggi
Kekurangan: Tidak dapat memisahkan suatu campuran apabila campuran tersebut mempunyai konposisi lebih dari 2 komponen.
b. Distilasi Sistem Multi Komponen: adalah Distilasi yang dilakukan untuk memisahkan banyak komponen
Kelebihan: dapat memisahkan suatu campuran apabila campuran tersebut mempunyai konposisi lebih dari 2 komponen.
Kekurangan: proses untuk destilasi multi komponen ini lebih rumit.
8. Jelaskan prinsip dari macam-macam destilasi berdasarkan sistem operasinya berikut ini serta berikan kelebihan dan kekurangannya!
a. Single Stage Distillation :Single Stage Distillation sering disebut dengan flash vaporization atau equilibrium distillation, dimana campuran cairan diuapkan secara parsial. Pada keadaan setimbang, uap yang dihasilkan bercampur dengan cairan yang tersisa,namun pada akhirnya uap tersebut akan dipisahkan dari kolom seperti juga fase cair yang tersisa. Distilasi jenis ini dapat dilakukan dalam kondisi batch maupun kontinyu.
b. Multi Stage distillation: Multi Stage Distillation sering disebut dengan Rectification Dimana distilat yang diperoleh dari hasil distilasi sebelumnya dan didistilasi kembali, maka distilat ba ru yan g di pe ro le h ak an m e m i l i k i k o n s e n t r a s i k o m p o n e n v o l a t i l y a n g l e b i t i n g g i . K e t i k a p r o s e d u r d i u l a n g , k o n s e n t r a s i k o m p o n e n v o l a t i l d a l a m d i s t i l a t meningkat pada setiap prosesnya.
Kelebihan: Kelebihan dari destilasi ini dapat dilihat pada datarnya kurva yang berarti titik didih lebih akurat dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi titik
didih fraksi tiap komponen.
Kekurangan: membutuhkan waktu reaksi yang lama karena prosesnya harus diulabg kembali.
