DISTILASI /PENYULINGAN

1. DISTILASI/PENYULINGAN suatumetodepemisahanbahankimiaberdasarkanperbedaankecepatanataukemudahanmenguap (volatilitas) bahan. Suatuproses yang menghasilkanuapdarisuatucairan yang dipanaskandalamsuatubejana, kemudianuaptersebutdiembunkandenganmenggunakanpendingindandikumpulkandalambejana lain. Dalampenyulingan, campuranzatdididihkansehinggamenguap, danuapinikemudiandidinginkankembalikedalambentukcairan.

2. Metode ini digunakan untuk memisahkan salah satu zat dari campurannya dan untuk memurnikan zat dari pengotornyaberdasarkan perbedaan titik didih atau tekanan uap komponen-komponen dalam campuran. • Pada distilasi ada 2 dasar metode yang digunakan : • Uap yang terbentuk diembunkan seluruhnya dan ditampung tanpa ada yang dikembalikan ke dalam bejana didih (no Reflux) • Uap yang terbentuk sebagian diembunkan serta didinginkan pada tempat tertentu, sedangkan sebagian lagi dikembalikan ke dalam cairan yang dipanaskan (with Reflux).

3. Titik didih dan Tekanan Uap Jenuh • Titik Didih: temperatur pada saat tekanan uap cairan (Ptot)= tekanan atmosfer (Patm) • Tekanan uap jenuh: tekanan yang dihasilkan oleh uap yg berkesetimbangan dengan cairannya

4. Tekanan Uap dan Hukum Raoult’s Cairan dlm wadah tertutup didiamkan --- menurut teori kinetik --- molekul zat cair pd permukaan terus menerus meninggalkan permukaan zat cair dan masuk ke ruang diatasnya, dsbl. Bila Σ molekul yg meninggalkan = kembali --- keadaan stb (berhenti) pada P ttt yg tergantung T (keadaan uap jenuh)

5. Saturated vapour pressure

6. Tek Uap (P) : • dinyatakan dg tinggi kolom air raksa • Naik dg naiknya T • Apabila = tek jumlah pd permukaan cairan --- cairan mendidih Pendidihan cairan : • Pendidihan teratur • Pendidihan tak teratur--- (perlu penangas/batu didih)

8. Titik didih (Td) : • Suhu dimana tek uap cairan = tek uap pada permukaan (tekanan barometer) • Td normal : Td pd tek 1 atm (760 mm Hg) • Td cairan murni, mpy nilai ttt dan tetap pada P tetap. • Td cairan tak murni tgt pada zat pengotor, jk zat pengotor tak menguap, mk td relatif tetap.Jk zat pengotor menguap --- td naik berangsur-angsur.

9. Syarat Pemisahan dg Distilasi: Senyawa-senyawa dalam campuran bersifat volatile / mudah menguap, dengan tingkat penguapan (volatilitas) masing-masing komponen berbeda-beda pada suhu yang sama. Pada suhu tertentu, fasa uap yang dihasilkan dari suatu campuran cairan akan selalu mengandung lebih banyak komponen yang lebih volatil & fasa cairan akan lebih banyak mengandung komponen yang kurang volatil. Cairan yang seimbang dengan uapnya pada suhu tertentu memiliki komposisi yang berbeda.

10. Dalam distilasi pada suhu tertentu, cairan yang setimbang dengan uapnya mempunyai komposisi yang berbeda  uap / destilat mengandung lebih banyak komponen volatil. Pada suhu yang berbeda, komposisi uapnya juga berbeda. Dengan demikian komposisi uap yang setimbang dengan cairannya akan berubah sejalan dengan perubahan waktu.

11. Hukum Raoult • French chemist François Marie Raoult (1830-1901) • Tekanan uap parsial suatu komp dlm suatu campuran (larutan ideal) = tekanan uap komponen murni pada temperatur tertentu dikalikan dg fraksi mol komponen dalam fasa cairnya

12. Hukum Raoult : PA = XA . PoA PB = XB . PoB Pt = PA + PB = XA . PoA + XB . PoB Rumus di atas menunjukkan hub antara tekanan uap dg komposisi cairan Bagaimana hubungan komposisi uap, tekanan uap dan komposisi dalam keadaan cair pada tekanan tetap ?

13. Jika XAdan XBadalahfraksi mol A dan B dalamkeadaancair, serta YAdan YBadalah mol fraksi A dan B dalamkeadaaanuap, makahubunganantaratekananparsialdengankomposisidapatdituliskansebagaiberikut : Dari hubungandiatasdapatdituliskanperbandinganantara PAdengan PBsebagaiberikut : Notasi  merupakanbilanganvolatilitasrelatifterhadap B yang merupakanperbandingantekananuapjenuhmasing-masingkomponen, yaitu :

14. Volatilitas relatif utk camp biner A dan B Diketahui tekanan total campuran biner A dan B adalah 560 Torr. Fraksi mol A dalam campuran adalah 0,65. Tekanan uap B murni adalah 665 Torr. Hitunglah fraksi mol uap masing-masing komponen dan volatilitas relatifnya! Komponen manakah yang lebih mudah menguap?

15. CONTOH SOAL Bagaimanakah komposisi uap yang seimbang dengan cairan yang mempunyai komposisi 46% mol heptana dan 54% mol heksana pada titik didihnya. Diketahui titik didih cairan itu 80oC, Po heksana 1050 torr & Po heptana 427 torr. Pada suhu & tekanan tersebut bagaimana komposisi uapnya? Penyelesaian : Pheksana = XA.PoA = 0,54 x 1050 torr = 567,00 torr Pheptana = XB.PoB = 0,46 x 427 torr = 196,42 torr Ptotal = (567,00 + 196,42) torr = 763,42 torr Komposisi Uap : Heksana Heptana

16. Hukum Raoult • Larutan ideal: larutan dengan gaya tarik menarik antar molekul-molekul yg sejenis= gy tarik antar molekul-molekul yg tdk sejenis, ∆H pencampuran = nol • Contoh lar ideal: metanol-etanol benzena-toluena heksana-heptana

17. Diagram komposisi/tekuaplar ideal

18. Diagram komposisi/tek uap lar ideal

19. Deviasi Positif dari Hk Raoult’s

20. Deviasi Negatif dari Hk Raoult’s

21. Diagram Fase Diagram Fase Larutan ideal/non ideal selain dapat digambarkan sebagai kurva tek uap (P) vs komposisi (x), juga dapat digambarkan sebagai kurva titik didih (T) vs komposisi (x)

22. Diagram fase larutan ideal

23. Assume that a mixture that contains equal amounts of pentane (C5H12) and octane (C8H18) is distilled. Describe the difference between the composition of the liquid in the distillation flask and the vapor given off when this liquid starts to boil.

24. Campuran Azeotrop dengan titik didih minimum Contoh • Aseton-CS2 • CS2-formaldehid • Fenol-air • Benzena-sikloheksana • etanol-air

25. Campuran azeotrop dg titik didih minimum : ethanol and water mixtures

26. Campuran Azeotrop dengan titik didih maksimum Contoh • Aseton-kloroform • As nitrat-air • As asetat-piridin

27. Campuran Azeotrop dengan titik didih maksimum : nitric acid and water mixtures

31. Diagram fase

33. CONTOH SOAL Bagaimanakah komposisi uap yang seimbang dengan cairan yang mempunyai komposisi 46% mol heptana dan 54% mol heksana pada titik didihnya. Diketahui titik didih cairan itu 80oC, Po heksana 1050 torr & Po heptana 427 torr. Pada suhu & tekanan tersebut bagaimana komposisi uapnya? Penyelesaian : Pheksana = XA.PoA = 0,54 x 1050 torr = 567,00 torr Pheptana = XB.PoB = 0,46 x 427 torr = 196,42 torr Ptotal = (567,00 + 196,42) torr = 763,42 torr Komposisi Uap : Heksana Heptana

34. SOAL Hukum Raoult • Suppose you had a mixture of 2 moles of methanol and 1 mole of ethanol at a particular temperature. The vapour pressure of pure methanol at this temperature is 81 kPa, and the vapour pressure of pure ethanol is 45 kPa. P ethanol, P methanol & P total?

35. Benzene and toluene form a solution which is very nearly ideal. Consider a mixture of benzene (Bz) and toluene (Tol) at 60o C. At 60o C the vapor pressures of pure benzene and pure toluene are 385 Torr and 139 Torr, respectively. What are the vapor pressures of benzene and toluene in a mixture with XBz = 0.400, and XTol = 0.600, and what is the composition of the vapor in equilibrium with this solution? • Diketahui tekanan total campuran biner A dan B adalah 560 Torr. Fraksi mol A dalam campuran adalah 0,65. Tekanan uap B murni adalah 665 Torr. Hitunglah fraksi mol uap masing-masing komponen dan volatilitas relatifnya! Komponen manakah yang lebih mudah menguap?

36. Campuran air dan CCl4 akan didistilasi menggunakan distilasi uap. Apabila pada suhu dan tekanan yg sama tekanan uap air adalah 210 mmHg. Berapakah tekanan uap CCl4 pada distilasi tsb? Brp perbandingan berat air dan CCl4 yang akan diperoleh? Brp % CCl4 yang diperoleh dalam distilat?