DISTILASI SEDERHANA: PROSES DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The distilasi sederhana adalah proses di mana uap yang dihasilkan dari cairan yang dibawa langsung ke kondensor, di mana uap suhu rendah dan kondensasi.

Ini digunakan untuk memisahkan komponen yang mudah menguap dari komponen non-volatil yang ada dalam cairan. Ini juga digunakan untuk pemisahan dua cairan yang ada dalam larutan dengan titik didih yang sangat berbeda.

Pengaturan dasar distilasi sederhana. Sumber: Pixabay

Distilasi sederhana bukanlah metode yang efisien untuk pemisahan dua cairan volatil yang ada dalam suatu larutan. Ketika suhunya meningkat dengan menyuplai panas, energi kinetik molekul juga meningkat, yang memungkinkan mereka untuk mengatasi gaya kohesi di antara mereka.

Cairan yang mudah menguap mulai mendidih ketika tekanan uapnya sama dengan tekanan eksternal yang diberikan pada permukaan larutan. Kedua cairan berkontribusi pada komposisi uap yang terbentuk, keberadaan cairan yang lebih mudah menguap menjadi lebih besar; yaitu, yang memiliki titik didih terendah.

Oleh karena itu, cairan yang lebih mudah menguap membuat sebagian besar distilat terbentuk. Proses ini diulangi sampai kemurnian yang diinginkan atau konsentrasi tertinggi yang mungkin tercapai.

Proses distilasi sederhana

Dalam distilasi sederhana, suhu larutan dinaikkan hingga mendidih. Pada saat itu terjadi transisi antara keadaan cair ke gas. Hal ini diamati ketika gelembung konstan dimulai dalam larutan.

Peralatan

Peralatan untuk distilasi sederhana biasanya terdiri dari alat pembakar atau selimut pemanas (lihat gambar); labu kaca tahan api bundar dengan mulut kaca tanah, untuk memungkinkan sambungannya; dan beberapa manik-manik kaca (beberapa menggunakan tongkat kayu) untuk memperkecil ukuran gelembung yang terbentuk.

Manik-manik kaca berfungsi sebagai inti pembentuk gelembung, yang memungkinkan cairan mendidih perlahan, menghindari panas berlebih yang menghasilkan pembentukan semacam gelembung raksasa; bahkan mampu mengeluarkan sejumlah cairan dari labu destilasi.

Terlampir di mulut labu adalah adaptor kaca tahan api dengan tiga mulut, yang terbuat dari kaca ground. Satu leher dipasang ke labu destilasi, leher kedua dipasang ke kondensor, dan leher ketiga ditutup melalui penggunaan sumbat karet.

Pada gambar, mount tidak memiliki adaptor ini; dan sebaliknya, termometer dan konektor langsung ke kondensor ditempatkan melalui penghenti karet yang sama.

Kondensator

Kondensor adalah alat yang dirancang untuk memenuhi fungsi yang diindikasikan oleh namanya: untuk mengembunkan uap yang mengalir melaluinya. Melalui mulut atasnya, ia terhubung ke adaptor, dan melalui mulut bawahnya terhubung ke balon tempat produk distilasi dikumpulkan.

Dalam kasus gambar, mereka menggunakan (meskipun tidak selalu benar) silinder ukur, untuk mengukur volume suling sekaligus.

Air yang bersirkulasi melalui selubung luar kondensor, masuk melalui bagian bawah dan keluar melalui bagian atas. Ini memastikan bahwa suhu kondensor cukup rendah untuk memungkinkan kondensasi uap yang dihasilkan dalam labu destilasi.

Semua bagian yang membentuk peralatan distilasi dipasang dengan klip yang dihubungkan ke penyangga logam.

Volume larutan yang akan distilasi ditempatkan dalam labu bundar dengan kapasitas yang sesuai.

Koneksi yang tepat dibuat menggunakan grafit atau gemuk untuk memastikan penyegelan yang efisien, dan pemanasan solusi dimulai. Bersamaan dengan itu, aliran air melalui kondensor dimulai.

Pemanasan

Saat labu destilasi dipanaskan, peningkatan suhu diamati pada termometer, sampai suatu titik tercapai di mana suhu tetap konstan. Ini tetap demikian meskipun pemanasan terus berlanjut; kecuali semua cairan yang mudah menguap telah menguap seluruhnya.

Penjelasan dari perilaku ini adalah titik didih komponen dengan titik didih terendah dari campuran cairan telah tercapai, dimana tekanan uapnya sama dengan tekanan luar (760 mm Hg).

Pada titik ini, semua energi panas dikeluarkan dalam perubahan dari bentuk cair ke bentuk gas yang melibatkan ekspirasi gaya kohesi antarmolekul cairan. Oleh karena itu, suplai panas tidak diterjemahkan ke dalam peningkatan suhu.

Produk cair distilasi dikumpulkan dalam labu yang diberi label dengan benar, volumenya akan bergantung pada volume yang awalnya ditempatkan dalam labu destilasi.

Contoh

Distilasi air dan alkohol

Anda memiliki alkohol 50% dalam larutan air. Mengetahui bahwa titik didih alkohol adalah 78,4 ° C dan titik didih air kira-kira 100 ° C, maka dapatkah alkohol murni diperoleh dengan langkah destilasi sederhana? Jawabannya adalah tidak.

Dengan memanaskan campuran alkohol-air, titik didih cairan yang paling mudah menguap awalnya tercapai; dalam hal ini, alkohol. Steam yang terbentuk akan memiliki proporsi alkohol yang lebih tinggi, tetapi juga akan terdapat jumlah air yang tinggi di dalam steam, karena titik didihnya serupa.

Cairan yang dikumpulkan dari distilasi dan kondensasi akan memiliki persentase alkohol lebih besar dari 50%. Jika cairan ini mengalami distilasi berturut-turut, larutan alkohol pekat dapat diperoleh; tetapi tidak murni, karena uap akan terus menyeret air ke komposisi tertentu, membentuk apa yang dikenal sebagai azeotrop.

Produk cair fermentasi gula memiliki persentase alkohol 10%. Konsentrasi ini yang dapat ditingkatkan menjadi 50%, seperti dalam kasus Whiskey, dengan distilasi sederhana.

Pemisahan cair-padat

Larutan garam dalam air terdiri dari cairan yang dapat diuapkan dan senyawa non-volatil dengan titik didih tinggi: garam.

Dengan mendistilasi larutan, air murni dapat diperoleh dalam cairan kondensasi. Sedangkan di dasar labu destilasi garam akan mengendap.

Alkohol dan gliserin

Ada campuran etil alkohol, dengan titik didih 78,4ºC, dan gliserin, dengan titik didih 260ºC. Jika dilakukan distilasi sederhana, uap yang terbentuk akan memiliki persentase alkohol yang sangat tinggi, mendekati 100%.

Oleh karena itu, cairan suling dengan persentase alkohol, serupa dengan uap, akan diperoleh. Ini terjadi karena titik didih zat cair sangat berbeda.

Referensi

1. Claude Yoder. (2019). Distilasi. Kimia Berkabel. Diperoleh dari: wiredchemist.com
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
3. Dragani, Rachelle. (17 Mei 2018). Tiga Contoh Campuran Distilasi Sederhana. Sciencing. Diperoleh dari: sciencing.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (02 Januari 2019). Apa itu Distilasi? Definisi Kimia. Diperoleh dari: thinkco.com
5. Dr Welder. (sf). Distilasi Sederhana. Diperoleh dari: dartmouth.edu
6. Universitas Barcelona. (sf). Distilasi. Diperoleh dari: ub.edu