PEMISAHAN CAMPURAN (DISTILASI, FILTRASI, KROMATOGRAFI)
Zat di dalam campuran dapat dipisahkan dengan membedakan sifat fisiknya seperti perbedaan ukuran partikel zat, titik leleh zat dan titik didih zat tersebut.
Semakin berbeda sifatnya, semakin mudah zat di dalam campuran dapat dipisahkan. Contoh sederhana yaitu daun teh yang tidak larut di dalam air sehingga kita dapat memisahkannya dengan mudah yaitu dengan cara menyaringnya.
Namun, partikel – partikel lainnya di dalam campuran dapat berukuran lebih kecil sehingga dibutuhkan teknik pemisahan yang lebih rumit seperti kromatografi, dimana zat – zat mikroskopik dapat dipisahkan bergantung pada seberapa mudah tiap zat menempel pada zat lain.
Adapun teknik pemisahan campuran yaitu sebagai berikut:
1. Distilasi
Distilasi biasa disebut juga dengan penyulingan. Distilasi merupakan metode yang banyak digunakan untuk memisahkan campuran berdasarkan perbedaan kondisi yang diperlukan untuk mengubah fase komponen campuran. Dalam distilasi, campuran cairan dipanaskan di dalam wadah botol. Cairan dengan titik didih yang lebih rendah akan menguap terlebih dahulu dan akan terkondensasi (berubah kembali menjadi air) kemudian terkumpul.
Cairan dengan titik didih yang lebih tinggi akan tertinggal di dalam wadah botol. Distilasi bertingkat memisahkan cairan satu demi satu selama mendidih. Industri minyak memisahkan minyak mentah menggunakan teknik ini.
≈Bagian – bagian dari rangkaian distilasi:
a. Pemanas digunakan untuk memanaskan campuran. Pemanas yang baik memiliki pengontrol panas dan pengaduk (stirrer heat plate).
b. Heating bath berfungsi sebagai wadah pemanas dimana proses heating bath lebih banyak menggunakan metode pemanasan oil bath. Metode oil bath dianggap sebagai pilihan yang tepat. Karena sifatnya yang stabil, tidak mudah terbakar. Meskipun mencapai suhu 100°C, tidak mudah menguap dan mampu mempertahankan suhu konstan untuk menjamin kesatabilan reaksi yang terjadi.
c. Labu distilasi, pada labu distilasi terdapat campuran yang mengandung larutan dengan zat – zat yang berbeda yang akan dipisahkan (labu no. 2 pada Gambar 2.) sedangkan pada labu no. 8 pada Gambar 2. berisi cairan yang telah terkondensasi.
d. Kolom fraksionasi merupakan kolom yang digunakan untuk memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang turun dapat bersentuhan.
e. Termometer menunjukkan suhu penguapan gas.
f. Kondensor merupakan tempat uap didinginkan oleh air dingin yang mengalir di sekeliling tabung dalam.
g. Vacuum/gas inlet berfungsi untuk menurunkan titik didih pada residu sehingga menghasilkan produk yang diinginkan.
h. Cooling bath berfungsi sebagai wadah pendingin.
≈ Jenis – jenis distilasi:
a. Distilasi Sederhana
Pada distilasi sederhana, prinsip dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang berbeda jauh dengan salah satu komponen yang bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Contoh aplikasi pemisahan campuran dengan teknik distilasi sedehana yaitu pemisahan antara campuran air dan alkohol.
b. Distilasi fraksionasi
Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen – komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan yang lebih rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah.
Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana yaitu adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.
c. Distilasi Uap
Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari daun eucalyptus dan minyak sitrus dari lemon atau jeruk.
d. Distilasi Vakum
Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, atau dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya (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 dimana berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.
2. Filtrasi
Ketika zat di dalam campuran memiliki ukuran partikel berbeda, partikel – partikel tersebut dapat dipisahkan dengan cara filtrasi (menyaring). Campuran dituang melalui saringan. Partikel – partikel berukuran kecil akan masuk ke dalam lubang, sedangkan partikel – partikel yang besar tidak. Filtrasi merupakan tahap pertama dalam daur ulang air. Ahli kimia menggunakan penyaring yang disebut zeolit, yang memiliki lubang kecil sehingga dapat mengeluarkan partikel mikroskopik dari air.
»»Menyaring air kotor
Kita dapat mengubah air kotor menjadi air jernih menggunakan saringan yaitu dengan cara menempatkan wadah dengan sebuah lubang di dasarnya (corong filtrasi) di dalam wadah lain (erlenmeyer) dan lapisi dengan kertas saring. kemudian tuang air kotor ke dalam wadah. Lapisan – lapisan tersebut akan menyaring partikel kecil dan partikel yang lebih kecil dari air kotor. Hasilnya adalah air yang lebih jernih (tetapi belum dapat diminum).
Untuk memisahkan partikel kita dapat menggunakan mesin sentrifugasi yang mirip dengan pengering putar yang sangat cepat. Sentrifugasi memutar cairan dengan sangat cepat sehingga partikel – partikel terpisah. Partikel yang lebih berat akan jatuh ke dasar dan yang lebih ringan akan terkumpul di bagian atas. salah satu contoh pemisahan partikel yaitu Dokter yang memisahkan sampel darah untuk dianalisis menggunakan sentrifugasi. Adapun proses pemisahannya yaitu sebagai berikut:
1.Sebuah tabung mikro diisi dengan darah yang akan dipisahkan. Sel darah merah yang paling berat yang memberi warna merah pada darah.
2.Tabung mikro ditempatkan pada pemegang yang aman di dalam sentrifugasi. Sebuah sentrifugasi dapat diisi 50 buah tabung mikro.
3.Penutup sentrifugasi ditutup dengan kuat, dan sentrifugasi diputar sekitar 4000 putaran per menit (rpm).
4.Sel darah merah akan terkumpul di dasar tabung, sedangkan cairan plasma yang berwarna kuning akan berada di permukaan.
3. Kromatografi
Para ilmuwan memisahkan campuran cair menggunakan kromatografi. Campuran dilarutkan di dalam zat cair atau gas untuk membuat larutan. Benda padat ditempatkan pada larutan (sebagian terbenam dalam larutan) zat yang terlarut paling mudah akan bergerak jauh ke atas materi padat, membentuk pita – pita warna yang disebut kromatogram. Para peneliti makanan mempelajari kromatogram untuk menemukan kandungan pewarna makanan.
≈ Jenis – jenis kromatografi:
a. Kromatografi kertas
Para peneliti makanan memisahkan pewarna makanan untuk dianalisis menggunakan kromatografi kertas. Setitik pewarna diletakkan di atas kertas saring. Tepi bawah kertas dicelupkan ke dalam suatu larutan. Kemudian larutan tersebut akan naik membawa warna dimana terdapat beberapa warna yang bergerak lebih cepat dan terbentuklah pita – pita warna.
b. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
Para ahli genetika menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT) untuk mempelajari zat -z at yang menyusun gen kita. Pada KLT materi padatnya merupakan suatu pelat kaca atau plastik yang dilapisi bahan kimia, biasanya aluminium oksida atau silikon oksida. Ketika campuran cairan naik ke pelat, beberapa zat bergerak lebih tinggi dibandingkan yang lain. Zat – zat ini akan terlihat sebagai bintik -bintik pada pelat.