DISTILASI

Apa Itu Distilasi?

   Gambar 1. Skema proses distilasi

       Distilasi atau penyulingan adalah metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali kedalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. sedangkan zat yang memiliki titik didih yang lebih tinggi akan mengembun dan akan menguap apabila telah mencapai titik didihnya. Metode ini termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya.

        Tekanan uap suatu cairan akan meningkat seiring dengan bertambanya suhu atau temperatur, dan titik dimana tekan uap sama dengan tekanan eksternal cairan disebut sebagai titk didih. Proses pemisahan campuran cairan biner A dan B menggunakan distilasi dapat dijelaskan dengan hukum Dalton dan Raoult. Menurut hukum Dalton, tekanan gas total suatu campuran biner, atau tekanan uap suatu cairan (P), adalah jumlah tekanan parsial dari masing-masing komponen A dan B (P_A dan P_B) sehingga:

P = P_A + P_B (1)

        Sedangkan menurut Hukum Raoult yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan tertentu, tekanan parsial uap komponen A (P_A) dalam campuran sama dengan hasil kali antara tekanan uap komponen murni A (P_A murni) dan fraksi molnya adalah X_A  

P_A = P_A murni . X_A (2)

        Sehinnga dari persamaan tersebut di atas diketahui bahwa tekanan uap total suatu campuran cairan biner tergantung pada tekanan uap komponen murni dan fraksi molnya dalam campuran.

        Hukum Dalton dan Raoult merupakan pernyataan matematis yang dapat menggambarkan apa yang terjadi selama distilasi, yaitu menggambarkan perubahan komposisi dan tekanan pada cairan yang mendidih selama proses distilasi. Uap yang dihasilkan selama mendidih akan memiliki komposisi yang berbeda dari komposisi cairan itu sendiri. Komposisi uap komponen yang memiliki titik didih lebih rendah akan lebih banyak (fraksi mol dan tekanan uapnya lebih besar). Komposisi uap dan cairan terhadap suhu tersebut dapat digambarkan dalam suatu grafik diagram fasa berikut ini.

Gambar 2. Komposisi uap dan cairan terhadap suhu

        Ketika campuran cair menguap, beberapa fraksi ada sebagai fase uap dan sisa fraksi adalah fase cair. Idealnya, komposisi fase uap dan fase cair harus berbeda satu sama lain. Diagram T-xy dari campuran cair tertentu memberi tahu kita komposisi fase uap dan fase cair pada suhu tertentu pada tekanan konstan. Jika kita memiliki campuran biner maka diagram T-xy dibangun dalam hal komponen yang lebih mudah menguap. T menunjukkan suhu; x menunjukkan komposisi fase cair dari komponen yang lebih mudah menguap; y menunjukkan komposisi fase uap dari komponen yang lebih mudah menguap.

        Misalkan kita memiliki campuran yang keadaan saat ini diberikan oleh titik A, keadaan berarti nilai yang sesuai dari T, x dan y. Dalam diagram T-xy setiap keadaan yang terletak di bawah kurva titik gelembung benar-benar cair dan setiap keadaan yang terletak di atas kurva titik embun benar-benar uap.

        Jika kita mulai memanaskan campuran cair, suhunya akan terus meningkat; komposisi campuran akan tetap konstan sampai mencapai titik B. Pada titik ini kita akan mendapatkan sedikit uap. Jika kita menggambar garis suhu konstan T1 melewati titik B, itu akan memotong kurva titik embun di titik C, itu memberikan komposisi fase uap. Komposisi fase cair diberikan oleh titik B.

        Jika kita akan terus meningkatkan suhu semakin banyak uap akan terbentuk, sistem ada dalam keseimbangan uap-cair. Misalkan kita mencapai titik T2, Titik D memberikan informasi komposisi fase cair komponen yang lebih mudah menguap dan titik E memberikan informasi komposisi fase uap dari komponen yang lebih mudah menguap. Garis yang ditarik antara titik D dan titik E disebut garis dasi dan titik F disebut titik campuran.

        Satu hal penting yang perlu dicatat di sini adalah bahwa ketika kita terus meningkatkan suhu, komposisi fase uap menjadi lebih ramping dan lebih ramping sehubungan dengan komponen yang lebih mudah menguap. Jika kita akan terus meningkatkan suhu kita akan mencapai titik H setelah beberapa waktu. Ini adalah titik di mana tetes cairan terakhir tersisa dan istirahat semua telah dikonversi menjadi uap. Ketika titik ini disilangkan, tetes terakhir menguap. Dan jika kita akan terus meningkatkan suhu komposisi tidak akan berubah, komposisi yang dimiliki fase uap ini sama dengan fase cair yang kita mulai.

        Pada dasarnya, dalam penyulingan kami mencoba untuk menangkap uap ketika lebih kaya dalam komponen yang lebih mudah menguap dan kemudian memadatkan uap untuk mendapatkan cairan yang lebih kaya dalam komponen yang lebih mudah menguap. Beberapa metode penyulingan telah dikembangkan untuk melakukan ini dengan benar dan efisien.

Referensi:

chemicalengineeringworld.com

Fatimura, M. (2017). Tinjauan Teoritis Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Operasi Pada Kolom Destilasi. Jurnal Media Teknik, 11(1).