Pemisahan dan Pemurnian Zat dalam Proses Kimia

Pemisahan dan pemurnian adalah proses pemisahan dua zat atau lebih yang saling bercampur serta untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yangtelah tercemar atau tercampur. Campuran adalah setia contoh materi yang tidak murni, yaitu bukan sebuah unsur atau sebuah senyawa. Susunan suatu campuran tidak sama dengan sebuah zat, dapat bervariasi, campuran dapat berupa homogendan heterogen (Ralph H Ptrucci,1996)

Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Unsur adalah zat kimia yang tidak dapat dibagi lagi menjadi zat yang lebih kecil. Sedangkan senyawa adalah zat kimia murni yang terdiri dari dua atau beberapa unsur yang dapat dipecah-pecah lagi menjadi unsur-unsur pembentuknya dengan reaksi kimia tersebut. 

Baca juga : Buku Siswa Instalasi Motor Listrik SMK Kelas 12

Contohnya dihidrogen monoksida (air,H2O) adalah sebuah senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen untuk setiap atom oksigen. Contoh-contoh dari larutan dan unsur adalah larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Contoh unsur adalah hidrogen, dilambangkan dengan (H), termasuk kedalam kategori gas. Campuran merupakan suatu materi yang dibuat dari penggabungan dua zat berlainan atau lebih menjadi satu zat fisik.Tiap zat dalam campuran ini tetap mempertahankan sifat-sifat aslinya. 

Sifat-sifat asli campuran : 

- Campuran terbentuk tanpa melalui reaksi kimia 

- Mempunyai sifat zat asalnya 

- Terdiri dari dua jenis zat tunggal atau lebih 

- Komposisinya tidak tetap. 

Campuran terbagi menjadi dua (2) bagian, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran homogen (larutan) adalah campuran unsur-unsur dan atau senyawa yang mempunyai susunan seragam dalam contoh itu tetapi berbeda susunan dari contoh lain, selain itu juga merupakan penggabungan zat tunggal atau lebih yang semua partikelnya menyebar merata sehingga membentuk satu fase. 

Yang disebut satu fase adalah zat dan sifat komposisinya sama antara satu bagian dengan bagianlain didekatnya dan juga campuran dapat dikatakan campuran homogen jikaantara komponennya tidak terdapat bidang batas sehingga tidak terbedakan lagi walaupun menggunakan mikroskop ultra. Selain itu campuran homogen mempunyai komposisi yang sama pada setiap bagiannya dan juga memiliki sifat-sifat yang sama diseluruh cairan. 

Baca juga : Buku Siswa Animasi 2D SMK Kelas 11

Campuran heterogen adalah campuran yang komponen-komponennya dapat memisahkan diri secara fisik karena perbedaan sifatnya dan penggabungan yang tidak merata antara dua zat tunggal atau lebih sehingga perbandingan komponen yang satu dengan yang lainnya tidak sama diberbagai bejana. Dan juga campuran dapat dikatakan campuran heterogen jika antara komponennya masihterdapat bidang batas dan sering kali dapat dibedakan tanpa menggunakan mikroskop, hanya dengan mata telanjang, serta campuran memiliki dua fase, sehingga sifat-sifatnya tidak seragam (Ralph H.Petrucci,1987) 

Campuran dapat dipisahkan melalui peristiwa fisika atau kimia. Pemisahan secara fisika tidak mengubah zat selama pemisahan, sedangkan secara kimia, satu komponen atau lebih direaksikan dengan zat lain sehingga dapat di pisahkan. Cara atau teknik pemisahan campuran bergantung pada jenis, wujud,dan sifat komponen yang terkandung didalamnya. Jika komponen berwujud padatdan cair , misalnya pasir dan air, dapat dipisahkan dengan saringan. Saringan bermacam-macam, mulai dari yang porinya besar sampai yang sangat halus, contohnya kertas saring dan selaput semi permiabel. Kertas saring dipakai untuk memisahkan endapan atau padatan dari pelarut. Selaput semi permiabel dipakaiuntuk memisahkan suatu koloid dari pelarutnya (Syukri S,1999). Karena perbedaan keadaan agregasi (bentuk penampilan materi) sangat mempengaruhi metode pemisahan dan pemurnian yang diperlukan, maka diadakan pembedaan : 

a. Memisahkan zat padat dari suspensi 

Suspensi adalah sistem yang didalamnya mengandung partikel sangat kecil (padat), setengah padat, atau cairan tersebutr secara kurang lebih seragam dalam medium cair. Suatu suspensi dapat dipisahkan dengan penyaringan (filtrasi) dan sentrifugasi. 

- Penyaringan (filtrasi) Operasi ini adalah pemisahan endapan dari larutan induknya, sasarannya adalah agar endapan dan medium penyaring secara kuantitatif bebas dari larutan. 

Media yang digunakan untuk penyaring adalah: 

- kertas saring 

- penyaring asbes murni atau platinum 

- lempeng berpori yang terbuat dari kaca bertahanan misalnya pyrex darisilika atau porselin. 

- Sentrifugasi (pemusingan) 

Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan suspensi yang jumlahnya sedikit. Sentrifugasi digunakan untuk memutar dengan cepat hingga gaya sentrifugal beberapa kali lebih besar daripada gorsa berat, digunakan untuk mengendapkan partikel tersuspensi. 

b. Memisahkan zat padat dari larutan 

Zat terlarut padat tidak dapat dipisahkan dari larutannya dengan penyaringan dan pemusingan (sentrifugasi).Zat padat terlarut dapat dipisahkan melalui penguapan atau kristalisasi. 

- Penguapan 

Pada penguapan, larutan dipanaskan sehingga pelarutnya meninggalkanzat terlarut. Pemisahan terjadi karena zat terlarut mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada pelarutnya. 

 - Kristalisasi 

Kristalisasi adalah larutan pekat yang didinginkan sehingga zat terlarut mengkristal. Hal itu terjadi karena kelarutan berkurang ketika suhu diturunkan.Apabila larutan tidak cukup pekat, dapat dipekatkan lebih dahulu dengan jalan penguapan, kemudian dilanjutkan dengan pendinginan melalui kristalisasi diperoleh zat padat yang lebih murni karena komponen larutan yang lainnya yang kadarnya lebih kecil tidak ikut mengkristal. 

 - Rekristalisasi 

Teknik pemisahan dengan rekristalisasi (pengkristalan kembali) berdasarkan perbedaan titik beku komponen. Perbedaan itu harus cukup besar, dan sebaiknya komponen yang akan dipisahkan berwujud padat dan yang lainnya cair pada suhu kamar. Contohnya garam dapat dipisahkan dari air karena garam berupa padatan. 

Baca juga : Buku Siswa Agroforestry SMK Kelas 12

c. Memisahkan campuran zat cair 

Zat cair dapat dipisahkan dari campurannya melalui distilasi. Campuran dua jenis cairan yang tidak saling melarutkan dapat dipisahkan dengan dekantasi dan corong pisah. 

- Distilasi 

Dasar pemisahan dengan distilasi adalah perbedaan titik didih dua cairan atau lebih. Jika canpuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen demi komponen secara bertahap. Pengembunan terjadi dengan mengalirkan uap ketabung pendingin. 

- Dekantasi (pengendapan) 

Dekantasi (pengendapan) merupakan proses pemisahan suatu zat dari campurannya dengan zat lain secara pengendapan didasarkan pada massa jenis yang lebih kecil akan berada pada lapisan bagian bawah atau mengendap,contohnya air dan pasir. selain itu zat terlarut (yang akan dipisahkan) diproses diubah menjadi bentuk yang tak larut, lalu dipisahkan dari larutan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan endapan: 

- suhu 

- ph 

- efek garam 

- kompleksasi 

- derajat supersaturasi 

- sifat pelarut (Husein H. Bahti,1998) 

- Corong Pisah 

Untuk pelarut-pelarut yang lebih ringan dari air, dapat digunakan corong pemisah yang dimodifikasi, yang dirancang untuk menyederhanakan penyingkiran fase yang lebih ringan.Setelah keadaan seimbang, lapisan yang lebih ringan dan lapisan air, didesak keatas dengan memasukkan merkurium melalui kran pada dasar bulatan corong, dengan bantuan sebuah bola pembantu pengatur permulaan merkurium. 

- Ekstraksi 

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan substansi zat dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti eter kloroform, karbon tetraklorida dan karbon disulfida. Diantara berbagai metode pemisahan, ekstraksi merupakan metode yang paling baik dan paling popular, alasan utamanya karena metode ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro. Pemisah tidak memerlukan alat khusus atau canggih, melainkan hanya memerlukan corong pisah. Pemisahan yang dilakukan sangat sederhana, bersih, cepat dan mudah. 

- Sublimasi 

Sublimasi adalah dimana suatu padatan diuapkan tanpa melalui peleburan dan hanya diembunkan uapnya dengan mendinginkannya, langsung kembali dalam keadaan padat. 

Syarat sublimasi : 

- Padatan akan menyublin bila tekanan uapnya mencapai tekanan atmosfer di bawah titk lelehnya. 

- Secara teoritis setiap zat yang dapat didestilasikan tanpa terurai, dapat disublimasikan pada suhu dan tekanan yang cocok (Syukri S,1999) 

Senyawa-senyawa adalah zat tunggal yang dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana. Jumlah senyawa jauh lebih banyak dari jumlah unsur. Pada tahun 1799, seorang ilmuwan Perancis bernama Joseph Lovis Proust (1754-1826) menemukan suatu sifat yang terpenting dalam senyawa yaitu yang disebut hukum perbandingan tetap. 

Baca juga : Buku Gambar Konstruksi Kapal Fiberglass dengan CAD SMK Kelas 11

Proust menyimpulkan bahwa perbandingan massa unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap. Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan sifat senyawa sebagai berikut : 

a. Tergolong zat tunggal 

b. Dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana 

c. Terbentuk dari dua unsur jenis zat atau lebih zat dengan perbandingan tertentu 

d. Mempunyai sifat tertentu dan berbeda dari sifat unsur penyusun 

Suspensi dan koloid : Suspensi adalah campuran kasar dan tampak heteroogen. Sedangkan koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi. Secara mikroskopis koloid tampak homogen, tetapi jika diamati dengan mikroskopis ultra akan tampak heterogen masih dapat dibedakan atas komponennya (James,1999).