Distilasi Sederhana

(1)

DESTILASI SEDERHANA

I. Tujuan Praktikum

 Memisahkan komponen-komponen dari campuran etanol-air

 Menghitung komposisi umpan, residu, dan destilat

II. Perincian Kerja

 Pembuatan larutan campuran etanol-air

 Penentuan densitas larutan

 Proses Destilasi

III.Alat dan Bahan A. Alat

 Alat destilasi Single (system batch)

 Piknometer

 Labu semprot

 Gelas kimia 100 ml, 600 ml, dan 1000 ml

 Erlenmeyer 100 ml

 Pipet ukur 25 ml

 Bulb

 Neraca Analitik

 Baskom B. Bahan

 Etanol

 Aquadest

 Tisu

 Aluminium Foil

(2)

IV. Dasar Teori

Campuran yang terdiri atas satu fasa disebut campuran homogen, sedangkan campuran yang terdiri atas dua fasa atau lebih disebut campuran heterogen.

Pemisahan campuran dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, di antaranya evaporasi, destilasi, ekstraksi, kristalisasi, absorpsi, presipitasi dan sebagainya.

A. Destilasi

Destilasi pertama kali diperkenalkan oleh seorang ilmuwan asal Yunani pada abad pertama tahun masehi. Seiring waktu perkembangannya makin pesat disebabkan oleh tingginya permintaan akan spiritus. Destilasi modern diperkenalkan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan Abbasiyah.

Salah satunya ialah Al Razi yang memisahkan alkohol menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat yang dinamakan alembik.

Destilasi merupakan metode pemisahan antara campuran zat cair berdasarkan perbedaan titik didih ataupun kemampuan zat menguap. Destilasi atau biasa disebut penyulingan adalah metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau biasa juga didefinisikan sebagai teknik pemisahan kimia berdasarkan perbedaan titik didih.

Dalam proses destilasi, campuran zat cair dididihkan sehingga menguap, dan uap tersebut kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.

Metode destilasi ini termasuk dalam unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton. Destilasi adalah salah satu teknik yang digunakan untuk memisahkan dan memurnikan suatu cairan.

Distilasi termasuk proses pemisahan menurut dasar operasi difusi. Secara difusi, proses pemisahan terjadi karena adanya perpindahan massa secara lawan

(3)

arah, dari fasa uap ke fasa cairan atau sebaliknya, sebagai akibat adanya beda potensial diantara dua fasa yang saling kontak, sehingga pada suatu saat pada suhu dari tekanan tertentu system berada dalam keseimbangan Suatu campuran zat cair yang keduanya saling larut dan merupakan komponen yang mudah menguap, tetapi memiliki perbedaan titik didih yang signifikan, maka campuran tersebut dapat dipisahkan dengan cara destilasi.

Proses destilasi melibatkan beberapa komponen dalam teknik kimia, di antaranya ialah sebagai berikut :

1. Keseimbangan fasa

2. Perpindahan massa dan panas 3. Penguapan dan pengembunan 4. Perpindahan momentum B. Konsep Kesetimbangan

Kesetimbangan dalam ilmu teknik kimia didefinisikan sebagai suatu kondisi pada suatu sistem yang tidak lagi memiliki kecenderungan untuk berpindah dari kondisi saat itu. Keseimbangan terbagi 3 jenis, yaitu :

1. Keseimbangan termodinamika 2. Keseimbangan mekanis 3. Keseimbangan fase

Gambar 1. Konsep kesetimbangan fasa

(4)

Umpan yang akan dipisahkan terdiri dari komponen cair yang mudah menguap dan tidak terlalu mudah menguap. Pada setiap plate menara destilasi terjadi kesetimbangan antara fase cair dan uap. Menara destilasi dioperasikan pada suhu antara bubble point dan dew point. Dew point merupakan suhu pada saat senyawa campuran mulai membentuk embun pertama kali, sedangkan bubble point merupakan suhu pada saat senyawa campuran mulai membentuk gelembung pertama kali.

Komponen yang lebih mudah menguap akan lebih banyak menguap dibandingkan komponen yang tidak mudah menguap. Komponen yang tidak mudah menguap akan diambil sebagai hasil bawah (buttom). Selanjutnya, uap yang kaya akan komponen yang mudah menguap akan naik sepanjang kolom membawa panas dengan jumlah tertentu.

Proses-proses destilasi industrial seringkali diselenggarakan pada tekanan yang relatif konstan. Diagram yang menempatkan temperatur dan komposisi dalam ordinat dan absis ini dinamai diagram T-x-y.

Bentuk umum diagram ini diperlihatkan dalam gambar 2 yang mewakili campuran dengan dua komponen A dan B berada dalam kesetimbangan uap- cairnya. Kurva ABC adalah titik-titik komposisi cairan jenuh, sedangkan kurva AEC adalah titik-titik komposisi untuk uap jenuh. Titik C mewakili titik didih komponen A murni dan Titik A mewakili titik didih komponen B murni.

Gambar 2. Diagram T vs x-y

(5)

Suatu campuran berfasa cair di titik G, bertemperatur T0 dan komposisinya x0, dipanaskan hingga mencapai temperatur T1 di kurva ABC yang berarti campuran berada pada temperatur jenuhnya sedemikian hingga pemanasan lebih lanjut akan mengakibatkan terjadinya penguapan T1 dapat dianggap sebagai temperatur terbentuknya uap pertama kali atau disebut bubble point campuran cair dengan komposisi x0. Uap yang terbentuk memiliki komposisi tidak sama dengan x0 tetapi y0 (diperoleh dari penarikan garis horizontal dari T1

).

Pemanasan lebih lanjut mengakibatkan semakin banyak uap terbentuk dan akan mengalami perubahan komposisi terus menerus di fasa cair sampai tercapainya titik E. Pada temperatur ini, semua fasa cair telah berubah menjadi uap. Karena tidak ada massa hilang untuk keseluruhan sistem, komposisi uap yang diperoleh akan sama dengan komposisi cairan awal. Penyuplaian panas berikutnya menghasilkan uap lewat jenuh seperti diwakili oleh titik F.

Saat operasi dibalik, mula-mula campuran fasa uap di titik F didinginkan dari temperatur T2 hingga mencapai titik E di kurva AEC. Di titik ini, uap berada dalam keadaan jenuh dan cairan mulai terbentuk. Titik ini disebut dew point.

Pendinginan lebih lanjut akan menyebabkan fasa cair makin banyak terbentuk sampai tercapainya titik H yang mewakili titik jenuh fasa cair. Diagram T-x-y dengan demikian dapat dibagi menjadi tiga daerah, yaitu :

1. Daerah di bawah kurva ABC yang mewakili subcooled liquid mixtures (cairan lewat jenuh),

2. Daerah di atas kurva AEC yang mewakili superheated vapor (uap lewat jenuh),

3. Daerah yang dibatasi kedua kurva tersebut yang mewakili system dua fasa dalam kesetimbangan.

C. Destilasi Sederhana

Destilasi sederhana merupakan teknik pemisahan untuk memisahkan dua atau lebih komponen zat cair yang memiliki perbedaan titik didih. Selain

(6)

perbedaan titik didih, juga perbedaan kecenderungan sebuah zat untuk menjadi gas. Destilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer yang normal. Aplikasi destilasi sederhana ini sering digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

Destilasi sederhana merupakan salah satu proses destilasi yang mudah digunakan untuk memisahkan komponen air dan etanol. Prinsip destilasi sederhana yaitu dasar pemisahannya berdasarkan dengan perbedaan titik didih yang cukup besar. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu dan zat yang lainnya akan tertinggal sebagai residu. Destilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer.

D. Destilasi Batch

Destilasi Batch dijalankan untuk sekali proses, sebagaimana operasi sistem Batch pada umumnya. Umpan dimasukkan ke menara destilasi untuk dipisahkan dari komponen-komponen penyusunnya kemudian semua produk hasil pemisahan akan diperoleh di akhir proses.

Proses batch identik dengan jenis proses yang konvensional akan tetapi terdapat beberapa alasan mengapa proses destilasi batch tetap dijalankan hingga saat ini. Beberapa alasan tersebut ialah sebagai berikut :

1. Untuk proses produksi yang berkapasitas kecil akan lebih ekonomis jika dijalankan pada sistem batch.

2. Untuk jenis bahan baku yang musiman diperlukan operasi batch untuk menghasilkan produk yang diinginkan.

3. Pada tahap evaluasi pemisahan suatu bahan untuk menghasilkan produk pada skala laboratorium.

4. Proses yang melibatkan bahan baku yang bersifat korosif memerlukan penggantian dan perawatan alat yang intensif setiap saat sehingga operasi batch lebih efisien.

Contoh proses destilasi batch sederhana yang diterapkan dalam skala laboratorium, umpan campuran zat cair dimasukkan ke dalam labu untuk

(7)

dipanaskan pada suhu didih cairan, uap akan terbentuk terus menerus untuk selanjutnya dikondensasikan melalui kondenser yang terhubung dengan bagian atas labu. Cairan umpan yang tersisa di dasar labu merupakan komponen yang bersifat tidak mudah menguap biasa disebut sebagai produk bottom.

E. Destilasi Diferensial (Persamaan Rayleigh)

Gambar 3. Alat Destilasi Sederhana

Keterangan :

D = Laju alir distilat (mol/jam) yD = Komposisi distilat (fraksimol) V = Jumlah uap dalam labu

W = Jumlah cairan dalam labu

Pada alat ini, cairan dalam labu dipanaskan sehingga sebagian cairan akan menguap dengan komposisi uap yD yang dianggap berada dalam kesetimbangan dengan komposisi cairan yang ada di labu, xw. Uap keluar labu menuju kondenser dan akan diembunkan secara total. Cairan yang keluar dari kondenser memiliki komposisi xD yang besarnya sama dengan yD. Dalam hal ini, distilasi berlangsung satu tahap.

Uap yang keluar dari labu kaya akan komponen yang lebih sukar menguap (A), sedangkan cairan yang tertinggal kaya akan komponen yang lebih sukar

(8)

menguap (B). Apabila hal ini berlangsung terus menerus, maka komposisi di dalam cairan akan berubah; komponen A akan semakin sedikit dan komponen B akan semakin banyak. Hal ini juga berdampak pada komposisi uap yang dihasilkan. Jika komposisi komponen A di dalam cairan menurun, maka komposisi komponen A di dalam uap yang berada dalam kesetimbangan dengan cairan tadi juga akan menurun. Berdasarkan fakta tersebut dapat disimpulkan bahwa komposisi dalam operasi ini berubah terhadap waktu. Neraca massa proses distilasi diferensial dapat dinyatakan sebagai berikut :

−d(Wxw)

dt =

(

^−w^dxw^dt ⁻^xw^dW^dt

)

⁼⁻^DyD ...(1) Bentuk integrasi persamaan di atas ialah sebagai berikut :

∫

0

x dxw

(yD−xw)=

∫

Wo W dW

W ...(2) Dimana x0 dan W0 masing-masing adalah komposisi dan berat cairan di dalam labu mula-mula. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Rayleigh.

Jika operasi dilaksanakan pada tekanan tetap, perubahan temperatur cairan dalam labu tidak terlalu besar dan konstanta kesetimbangan uap-cair dapat dinyatakan sebagai : y = Kx, sehingga persamaan (2) dapat dengan mudah diselesaikan menjadi:

ln

(

^Wo^W

)

⁼^K¹⁻¹^ln

(

^xo^x

)

...(3) Untuk campuran biner, hubungan kesetimbangan dapat dinyatakan dengan koefisien volatillitas relative (α). Jika koefisien volatillitas relatif ini dapat dianggap tetap selama operasi, maka integrasi persamaan adalah :

ln

(

^Wo^W

)

⁼^α⁻¹¹ ^¿...(4)

(9)

V. Langkah Kerja

A. Membuat Kurva Kalibrasi

B. Destilasi

Dibuat campuran larutan dengan konsentrasi berbeda yaitu :

Etanol (mL) 30 25 20 15 10 5 0

Aquadest (mL) 0 5 10 15 20 25 30

Dihitung densitas masisng-masing larutan dengan menggunakan Piknometer.

Dibuat campuran etanol-air sebanyak 4000 mL.

Diukur densitas umpan yang digunakan.

Umpan dimasukkan ke dalam labu destilasi.

Dinyalakan pengaduk, pemanas dan refluks air pendingin.

Dilakukan destilasi dengan alat destilasi secara satu tahap.

Produk destilat ditampung hingga volumenya mencapai 100 mL dan dijaga suhu agar tidak lewat dari 78 °C .

Pada saat suhu mencapai suhu setting 78 °C , suhu pemanas dikurangi.

Pada saat tebentuk destilat, dicatat suhu secara pediodik.

(10)

VI. Data Pengamatan

A. Kalibrasi campuran etanol

No .

Campuran Berat piknometer

+

campuran (gram) Volume Etanol

(mL)

Volume Aquadest (mL)

1 0 30 42,42

2 5 25 41,62

3 10 20 41,05

4 15 15 40,30

5 20 10 39,52

6 25 5 38,47

7 30 0 36,86

B. Destilasi

 Berat Piknometer kosong = 15,61 gram

 Berat Piknometer + Aquadest = 42,40 gram

 Suhu Aquadest = 30 °C

 Berat Piknometer + umpan = 41,30 gram

Jika volume destilat telah mencapai 100 mL, diukur densitas produk destilat yang diperoleh dari proses destilasi. Hal ini dilakukan

secara periodik hingga tidak ada lagi destilat yang menetes.

Dihitung volume destilat serta residu yang diperoleh dari hasil destilasi.

Diukur densitas residu yang telah diperoleh.

(11)

 Berat piknometer + residu = 41,08 gram

No. Volume (mL) Suhu (°C)

Berat piknometer +

Sampel (gram)

1 100 80 38,33

2 100 80 38,38

3 100 80 38,28

4 100 80 38,15

5 100 80 38,20

6 100 80 38,14

7 100 80 38,13

 Volume residu = 3100 mL

 Volume destilat = 750 mL

 Volume umpan = 4000 mL

VII. Perhitungan

1. Menghitung Volume Piknometer Diketahui :

 Berat Piknometer kosong = 15,61 gram

 Berat Piknometer + Aquadest = 42,40 gram

 Suhu Aquadest = 30 °C

 Densitas Aquadest suhu 30 °C =

Berat Aquadest = (Berat piknometer+aquadest)-(Berat piknometer kosong) = (42,40 – 15,61) gram

= 26,79 gram

Volume Aquadest= berat aquadest

densitas aquadest suhu30° C =

26,79g 0,9956 g mL

= 26,9084mL

(12)

Volume piknometer = Volume Aquadest 2. Menghitung Densitas Campuran

Diketahui :

 Berat Piknometer + campuran 5 = 39,52 gram

 Volume piknometer = 26,9084 mL Untuk campuran ke-5 (etanol = 20 mL, air = 10 mL)

Berat Campuran = (Berat piknometer+campuran)-(Berat piknometer kosong) = (39,52 - 15,61) gram

= 23,91 gram

Densitas campuran5= berat campuran

volume piknometer = _26,9084²³^,⁹¹^g_mL= 0,8885g/mL Dengan menggunakan persamaan yang sama untuk menentukan densitas campuran lainnya maka diperoleh :

Campuran berat (gram) volume pikno

(ml) ρ sampel (g/ml) etanol

(ml) air (ml )

pikno +

campuran pikno

kosong campuran

0 30 42,42 15,61 26,81 26,90839695 0,996343262

5 25 41,62 15,61 26,01 26,90839695 0,966612766

10 20 41,05 15,61 25,44 26,90839695 0,945429787

15 15 40,3 15,61 24,69 26,90839695 0,917557447

20 10 39,52 15,61 23,91 26,90839695 0,888570213

25 5 38,47 15,61 22,86 26,90839695 0,849548936

30 0 36,86 15,61 21,25 26,90839695 0,789716312

3. Menghitung mol komponen etanol dan air dalam campuran Diketahui :

 BM etanol = 46 g/mol

 BM air = 18 g/mol

 ρ etanol = 0,7897 g/mL

 ρ air = 0,9963 g/mL

(13)

 V etanol = 20 mL

 V air = 10 mL

Untuk campuran ke-5 (etanol = 20 mL, air = 10 mL) mol etanol5=ρ etanol x V etanol

BM etanol =

0,7897 g

mLx20mL

46g/mol =0,3433mol mol air5=ρ air x V air

BM air =

0,9963 g

mLx10mL

18g/mol =0,5535mol

Dengan menggunakan persamaan yang sama untuk menentukan mol etanol dan air dalam campuran lainnya maka diperoleh :

Campuran

mol etanol (mol) mol air (mol) etanol (ml) air (ml)

0 30 0 1,660572104

5 25 0,08583873 1,383810087

10 20 0,171677459 1,107048069

15 15 0,257516189 0,830286052

20 10 0,343354918 0,553524035

25 5 0,429193648 0,276762017

30 0 0,515032377 0

4. Menghitung fraksi mol komponen etanol

Untuk campuran ke-5 (etanol = 20 mL, air = 10 mL) X etanol5= mol etanol

mol etanol+mol air= 0,3433mol

(0,3433+0,5535)mol=0,3828

Dengan menggunakan persamaan yang sama untuk menentukan fraksi mol etanol lainnya maka diperoleh :

Campuran fraksi mol etanol

etanol (ml) air (ml)

0 30 0

5 25 0,058407647

10 20 0,134256692

15 15 0,236730703

20 10 0,382833065

(14)

25 5 0,607961192

30 0 1

5. Grafik hubungan densitas campuran dengan fraksi mol etanol

fraksi mol etanol

ρ campuran

(g/ml)

0 0,9963432

6 0,05840764

7

0,9666127 7 0,13425669

2 0,9454297

9 0,23673070

3 0,9175574

5 0,38283306

5 0,8885702

1 0,60796119

2 0,8495489

4

1 0,7897163

1

Dari grafik diperoleh persamaan :

y = -0,1979x + 0,9761 Dimana =

x = fraksi mol etanol

y = densitas campuran (g/mL)

6. Menghitung fraksi volume etanol dalam campuran Diketahui :

 V etanol = 20 mL

 V air = 10 mL

Untuk campuran ke-5 (etanol = 20 mL, air = 10 mL) Fraksi volume= V Etanol

V Etanol+V air= 20mL

20mL+10mL=0,6667

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1

f(x) = − 0.197885604036273 x + 0.976099906375173 R² = 0.971241659522431

fraksi mol etanol vs densitas campuran

fraksi mol

densitas (g/mL)

(15)

Dengan menggunakan persamaan yang sama untuk menentukan fraksi mol etanol lainnya maka diperoleh :

Campuran fraksi

volume etanol (ml) air (ml)

0 30 0

5 25 0,166666667

10 20 0,333333333

15 15 0,5

20 10 0,666666667

25 5 0,833333333

30 0 1

7. Grafik hubungan densitas campuran dan fraksi volume etanol

fraksi

volume ρ sampel (g/ml) 0 0,996343262 0,16666666

7 0,966612766 0,33333333

3 0,945429787 0,5 0,917557447 0,66666666

7 0,888570213 0,83333333

3 0,849548936 1 0,789716312

8. Fraksi mol etanol dan air dalam umpan, destilat dan buttom Diketahui :

 Berat Piknometer + Umpan = 41,30 gram

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

f(x) = − 0.195186018237082 x + 1.00527568389058 R² = 0.970991641656721

fraksi volume vs densitas

fraksi volume

densitas (g/mL)

(16)

 Berat piknometer + Buttom = 41,08 gram

 Berat piknometer + Destilat = 38,23 gram

 Volume piknometer = 26,9084 mL Densitas umpan= berat umpan

volume piknometer=(41,30−15,61)gram 26,9084mL

¿0,9547g/m L

Densitas Destilat= berat destilat

¿0,8406g/mL

Densitas Buttom= berat buttom

¿0,9465g/mL

Untuk menentukan fraksi mol etanol dan air pada umpan, destilat dan buttom disubtitusikan nilai densitas (y) ke persamaan yang telah diperoleh.

- Fraksi mol etanol dalam umpan - Fraksi mol air dalam umpan y = -0,1979x + 0,9761 = 1 – 0, 1081

0,9547=−0,1979x+0,9761 = 0,8919 x=−0,9547+0,9761

0,1979 = 0,1081

- Fraksi mol etanol dalam destilat - Fraksi mol air dalam destilat y = -0,1979x + 0,9761 = 1 – 0,6846

0,8406=−0,1979x+0,9761 = 0,3154 x=−0,8406+0,9761

0,1979 = 0,6846

- Fraksi mol etanol dalam buttom - Fraksi mol air dalam buttom y = -0,1979x + 0,9761 = 1 – 0,1496

0,9465=−0,1979x+0,9761 = 0,8504 x=−0,9465+0,9761

0,1979 = 0,1496

(17)

9. Menghitung banyak komponen Umpan, Destilat dan Buttom 1) Umpan

Diketahui :

 XF Etanol = 0,1081

 XF Air = 0,8919

 BM Etanol = 46 g/mol

 BM Air = 18 g/mol

 ρ air = 0,9963 g/mL

 mol total = 100 mol (basis) Mol etanol = 100 mol x X F etanol

= 100 mol x 0,1081 = 10,81 mol

Mol air = 100 mol – 10,81 mol = 89,19 mol

Volume etanol=mol etanol x BM etanol

ρ etanol =

10,81mol x46 g mol 0,7897 g

mL

¿629,68mL

Volume air=mol air x BM air

ρ air =

89,19mol x18 g mol 0,9963 g

mL

¿1611,38mL

Fraksi volume etanol= volume etanol volume etanol+volume air ¿ 629,68mL

629,68mL+1611,38mL

^{= 0,3516}

(18)

Fraksi volume air= volume air

volume air+volume etanol

¿ 1611,38mL 1611,38+629,68mL

= 0,6484

mol komponen etanol=XF etanol x V etanol x ρ etanol BM etanol

¿0,1081x629,68mL x0,7897g/mL 46g/mol

= 1,1685 mol mol komponen air=XF air x V air x ρ air

BM air

^¿^0,8919^x^1611,₁₈³⁸_g^{mL x}_/_mol⁰^,9963^g^/^mL = 4,4194 mol

Fraksi mol etanol= mol etanol mol etanol+mol air

¿ 1,1685mol 1,1685mol+4,4194mol

=

^0,2091

Fraksi mol air= mol air mol air+mol etanol

¿ 4,4194mol 4,4194mol+1,1685mol

=

0,7909 2) Destilat

(19)

Diketahui :

 XD Etanol = 0,6845

 XD Air = 0,3155

 ρ air = 0,9963 g/mL

 mol total = 100 mol (basis) Mol etanol = 100 mol x X D etanol

= 100 mol x 0,6845 = 68,45 mol

ρ etanol =

68,45mol x46 g mol 0,7897 g

mL

¿3987,21mL

ρ air =

31,55mol x18 g mol 0,9963 g

mL

¿570,01mL

Fraksi volume etanol= volume etanol volume etanol+volume air

¿ 3987,21mL 3987,21mL+570,01mL

= 0,8749 Fraksi volume air= volume air

(20)

¿ 570,01mL

570,01mL+3987,21mL

^{= 0, 1251}

mol komponen etanol=XD etanol x V etanol x ρ etanol BM etanol

¿0,6845x3987,21mL x0,7897g/mL 46g/mol

= 46,8540 mol mol komponen air=XD air x V air x ρ air

BM air

¿0,3155x570,01mL x0,9963g/mL 18g/mol

= 9,9540 mol Fraksi mol etanol= mol etanol

mol etanol+mol air

¿ 46,8540mol 46,8540mol+9,9540mo l

=

0,8248 Fraksi mol air= mol air

mol air+mol etanol

¿ 9,9540mo l

9,9540mo l+46,8540mol

=

0,1752 3) Buttom

Diketahui :

 XB Etanol = 0,1493

 XB Air = 0,8507

(21)

 ρ air = 0,9963 g/mL

 mol total = 100 mol (basis) Mol etanol = 100 mol x X B etanol = 100 mol x 0,1493 = 14,93 mol

ρ etanol =

14,93mol x46 g mol 0,7897 g

mL

¿869,67mL

ρ air =

85,07mol x18 g mol 0,9963 g

mL

¿1536,95mL

Fraksi volume etanol= volume etanol volume etanol+volume air

¿ 869,67mL

869,67mL+1536,95mL

= 0,3614 Fraksi volume air= volume air

¿ 1536,95mL 1536,95mL+869,67mL

(22)

^{= 0, 6386}

mol komponen etanol=XB etanol x V etanol x ρ etanol BM etanol

¿0,1493x869,67mL x0,7897g/mL 46g/mol

= 2,2290 mol mol komponen air=XB air x V air x ρ air

BM air

^¿^0,8507^x¹⁵³⁶₁₈^,95_g^{mL x}_/_mol⁰^,⁹⁹⁶³^g^/^mL = 72,3692 mol

Fraksi mol etanol= mol etanol mol etanol+mol air

¿ 2,2290mol 2,2290mol+72,3692mol

=

0,0299 Fraksi mol air= mol air

mol air+mol etanol

¿ 72,3692mol 72,3692mol+2,2290mol

=

0,9701

10. Menghitung Neraca Massa

 Neraca Massa total

F = D + B 4000 = 150 + 3100 4000 ≠ 3250

 Neraca Massa Komponen

(23)

Etanol

XF etanol . F = XD etanol . D + XBetanol . B

0,1081(4000 mL) = 0,6845(150 mL) + 0,1493(3100 mL) 432,4 mL ≠ 565,505 mL

Air

XF air . F = XD air . D + XBair . B

0,8919(4000 mL) = 0,3155 (150 mL) + 0,8507(3100 mL) 3567,6 mL ≠ 2684,5 mL

VIII. Pembahasan

Pada praktikum ini dilakukan pemisahan etanol-air dengan metode destilasi. Metode ini sering digunakan untuk memisahkan zat cair dari zat padat terlarut atau untuk memisahkan campuran cair yang memiliki perbedaan titik didih yang cukup signifikan.

Berdasarkan hasil yang diperoleh, destilat yang dihasilkan sebesar 150 mL dan produk buttom sebesar 3100 mL, adapun umpan yang masuk campuran etanol dan air sebesar 4000 mL. Dari perhitungan neraca massa diperoleh umpan yang masuk tidak sama dengan produk yang dihasilkan dikarenakan selama proses, beberapa material hilang saat pengambilan sampel (tumpah). Hal ini menyebabkan jumlah produk yang keluar lebih kecil dibandingkan umpan yang masuk. Beberapa zat tertinggal di dalam labu dan pipa, sehingga tidak semua massa umpan tercatat dalam produk yang keluar.

Berdasarkan grafik yang diperoleh, ada 2 hubungan yang dijelaskan yaitu hubungan densitas campuran dengan fraksi mol etanol serta hubungan densitas campuran dengan fraksi volume etanol. Kedua grafik

(24)

tersebut menunjukkan bahwa ketika fraksi mol etanol meningkat, densitas campuran menurun. Hal ini disebabkan oleh densitas etanol yang lebih rendah dibandingkan dengan air.

Berdasarkan hasil densitas pada umpan, destilat dan produk buttom, diperoleh densitas umpan > buttom, yang dimana secara teori umpan<buttom dikarenakan buttom yang setelah dilakukan proses destilasi komposisinya hanya air. Hal ini berarti masih ada kompopnen etanol yang terdapat dalam butttom yang menyebabkan densitas buttom lebih rendah dibanding umpan. Selain itu dikarenakan juga oleh suhu saat pengukuran densitas buttom. Ketika suhu suatu zat meningkat, molekul- molekulnya bergerak lebih cepat dan cenderung menjauh satu sama lain.

Hal ini menyebabkan volume zat meningkat, sehingga densitasnya menurun

IX.Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa :

 Untuk memisahkan etanol dalam campuran etanol-air dilakukan proses destilasi sederhana dengan menjaga suhu tetap 78 drjt C

 Komposisi etanol pada : 1) Umpan

- volume - densitas

- fraksi mol etanol X. Daftar Pustaka

(25)

Budiman, A. 2021. Distilasi : Teori dan Pengendalian Operasi. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Ikhwanudin, A.H., Mirma, P.N., & Nurul, W. 2020. Rancang Bangun Alat Destilasi Sederhana Untuk Memenuhi Kebutuhan Akuades Di Laboratorium Teknologi Rekayasa Pangan. Jember : Politeknik Negeri Jember.

PNUP. 2024. Jobsheet Laboratorium Satuan Operasi. Makassar : Politeknik Negeri Ujung Pandang.

Rifdah, Ummi, K., & Intan, S.A. (2022). "Pengaruh Saccharomyces Cerevisiae Terhadap Kadar Etanol Dari Kulit Nanas Secara Fermentasi". Jurnal Teknik Patra Akademia, Vol. 13(2) : 115- 126.

Wahyudi, N.T., Faris, F.I., Irwan, K., & Ari, S.S. (2017). "Rancangan Alat Distilasi untuk Menghasilkan Kondensat dengan Metode Distilasi Satu Tingkat". Jurnal Chemurgy, Vol. 1(2) : 30-33.

.