laporan ekstrasi cair cair

BAB V

EKSTRAKSI CAIR-CAIR

I. TUJUAN

1. Mengenal dan memahami prinsip operasi ekstraksi cair – cair.

2. Mengetahui nilai koefisien distribusi dan yield proses ekstraksi.

3. Menghitung neraca massa proses ekstraksi pada beberapa variabel percobaan.

II. DASAR TEORI

Ekstraksi adalah salah satu metode memisahkan larutan dua komponen dengan

menambahkan komponen ketiga (solvent) yang larut dengan solute tetapi tidak larut dengan

pelarut (diluent). Dengan penambahan solvent ini sebagian solute akan berpindah dari fasa

diluent ke fasa solvent (disebut ekstraksi) dan sebagian lagi akan tetap tinggal di dalam fasa

diluent (disebut rafinat). Perbedaan konsentrasi solute di dalam suatu fasa dengan

konsentrasi pada keadaan setimbang merupakan pendorong terjadinya pelarutan (pelepasan)

solute dari larutan yang ada. Gaya dorong (driving force) yang menyebabkan terjadinya

proses ekstraksi dapat ditentukan dengan mengukur jarak sistem dari kondisi setimbang.

Pelarut ekstraksi yang meninggalkan kontaktor cari – cair disebut ekstrak. Rafinat

adalah fase cair yang tersisa dari umpan setelah proses ekstraksi pada kedua fase. Pelarut

pencuci adalah cairan yang ditambahkan proses fraksinasi cari – cair untuk mencuci atau

memperkaya kemurnian zat terlarut dalam fase ekstrak. Pemisahan antara ekstrak dan rafinat

terjadi apabila kedua fase tersebut dalam keadaan keseimbangan sehingga, secara fisik

pemisahan kedua fase dalam lapisan yang jelas. (Perry, 1997)

Jenis aliran pada proses ekstraksi yaitu :

1. Crosscurrent ekstraksi

Adalah serangkaian proses ekstraksi di mana rafinat R dari satu tahap ekstraksi

dikontakkan langsung dengan tambahan solven S pelarut dalam tahap berikutnya.

2. Countercurrent Ekstraksi

Adalah skema ekstraksi dimana pelarut memasuki tahap atau akhir ekstraksi

dan umpan F masuk dan dua fase berkontak berlawanan satu sama lain. Tujuannya

adalah untuk mentransfer satu atau lebih komponen dari larutan umpan F ke ekstrak E.

(Perry, 1997)

Gambar II.1 Aliran Proses Ekstraksi

Pemisahan komponen dengan ekstraksi cair-cair tergantung pada partisi

kesetimbangan komponen – komponen termodinamika antara dua fase cair. Partisi ini

dugunakan untuk memilih rasio pelarut ekstraksi untuk umpan yang masuk proses ekstraksi

dan untuk mengevaluasi laju perpindahan massa atau efisiensi teoritis pada peralatan. Sejak

dua fase cair yang bercampur digunakan, kesetimbangan termodinamika melibatkan larutan

non-ideal. Dalam kasus yang paling sederhana feed pelarut F mengandung zat terlarut yang

akan ditransfer ke dalam pelarut ekstraksi S. (Perry, 1997)

Pertimbangan – pertimbangan dalam dalam pemilihan pelarut yang digunakan adalah :

1. Yield (Ye)

Dari komponen senyawa yang berpindah ke fase ekstrak selama ekstraksi dapat

dihitung dengan persamaan :

𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 =𝑀𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

𝑀𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑢𝑚𝑝𝑎𝑛 𝑥 100%

2. Selektifitas (faktor pemisahan = β).

B = fraksi massa solute dalam ekstrak/fraksi massa diluent dalam ekstraksi.

Fraksi massa solute dalam rafinat/fraksi massa diluent dalam rafinat pada keadaan

setimbang. Agar proses ekstraksi dapat berlangsung, harga β harus lebih besar dari

satu. Jika nilai β = 1 artinya kedua komponen tidak dapat dipisahkan.

3. Koefisien distribusi, yaitu :

𝐤𝐨𝐧𝐬𝐞𝐧𝐭𝐫𝐚𝐬𝐢 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐟𝐚𝐬𝐚 𝐞𝐤𝐬𝐭𝐫𝐚𝐤, 𝐘

𝐤𝐨𝐧𝐬𝐞𝐧𝐭𝐫𝐚𝐬𝐢 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐟𝐚𝐬𝐚 𝐫𝐚𝐟𝐢𝐧𝐚𝐭, 𝐗 … … … … … (2)

Sebaiknya dipilih harga koefisien distribusi yang besar, sehingga jumlah solvent yang

dibutuhkan lebih sedikit.

4. Recoverability (kemampuan untuk dimurnikan)

Pemisahan solute dari sovent biasanya dilakukan dengan cara destilasi, sehingga

diharapkan harga “relative volatility” dari campuran tersebut cukup tinggi.

5. Densitas

Bila beda kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan

menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal). Perbedaan

densitas ini akan berubah selama proses ekstraksi dan mempengaruhi laju perpindahan

massa.

6. Tegangan antar muka (interphase tention)

Tegangan antar muka besar menyebabkan penggabungan (coalescense) lebih mudah

namun mempersulit proses pendispersian.

7. Chemical Reactivity

Pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-kornponen

bahan ekstraksi. Ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang

akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

8. Titik didih

Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan,

destilasi atau rektifikasi, maka titik didit kedua bahan itu tidak boleh terlalu dekat, dan

keduanya tidak membentuk azeotrop.

9. Viskositas

Tekanan uap dan titik beku dianjurkan rendah untuk memudahkan penanganan dan

penyimpanan.

10. Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar

(kebutuhan pelarut lebih sedikit).

11. Pelarut tidak beracun dan tidak mudah terbakar.

12. Memiliki kemampuan tidak saling bercampur

III. ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat

1. Shaker

2. Pipet ukur 5 ml, 25 ml

3. Erlenmeyer 250 ml

4. Statif

5. Corong pemisah

6. Beaker gelass 100 ml

7. Labu takar 25 ml

8. Gelas ukur 10 ml, 25 ml

9. Ball filler

10. Spektrofotometer

11. Kuvet

3.2 Bahan

1. Kresol

2. Kerosen

3. Methanol

4. Aquades

3.3 Sekema Kerja

Dicampur dilabu takar

Dicampur didalam elemeyer

Selama 15 menit dishaker dengan

kecepatan 200 rpm

Dimasukan kecorong, selama 90

menit terbentuk dua lapisan

Diambil larutan ekstrasi dan

dimasukkan ke Spektrofotometer

UV-Vis

Mandapatkan absorbansi ekstrak dari masing-masing variabel

Gambar 3.3 SkemaKerja Ekstraksi Cair-Cair

98% kerosen +

2% kresol = 25

ml

96% kerosen +

4% kresol = 25

ml

94% kerosen +

6% kresol = 25

ml

80% methanol + 20%

aquades = 50 ml

Larutan methanol & aquades (solven) Larutan kresol & kerosen (umpan)

Solven dan umpan

Larutan campuran

Larutan homogen

Larutan ekstrasi & rafinat

Larutan ekstraksi

IV. DATA PENGAMATAN

Tabel 4.1 Hasil ekstrasi dengan tiga variabel yang berbeda

Sampel Massa gelas ukur + ekstrak Volume Absorbansi Densitas Massa kresol

0.5 ml 293.53 gram 51 ml 0.505 A 4.140 g/ml 0.6175 M

1.0 ml 293.59 gram 51 ml 0.592 A 4.141 g/ml 0.7262 M

1.5 ml 293.77 gram 51 ml 0.868 A 4.145 g/ml 1.0712 M

V. PEMBAHASAN

(Nur Indah)

Ekstraksi pelarut cair-cair merupakan proses pemisahan fase cair yang memanfaatkan

perbedaan kelarutan zat yang akan dipisahkan antara larutan asal dan pelarut pengekstrak

(solvent). Pada eksperimen ini, pengadukan campurannya menggunakan shaker. Shaker

dilakukan selama 15 menit. Variabel yang membedakan dieksperimen ini terletak pada feed

yang dibuat dengan kosentrasi kresol yang berbeda yaitu 2%, 4%, dan 6%. Larutan umpan

yang dibuat untuk 3 sampel sebanyak 25 ml. Sampel yang pertama terdiri dari 2% kresol dan

98 % kerosin. Sehingga kresol yang dibutuhkan sebanyak 0,5 ml dimasukkan ke dalam labu

ukur. Kemudian penambahan kerosin menyesuaikan sampai volume 25 ml. Untuk sampel

yang kedua dibutuhkan 4% kresol dan 96% kerosin, sehingga 1 ml kresol dimasukan ke

dalam labu ukur dan dicampur dengan kerosin samapai volume umpan 25 ml. Dan sampel

terahir dibutuhkan 6% kresol dan 94% kerosin untuk dicampur didalam labu ukur sampai

didapat volume 25 ml.

Untuk membuat larutan solven, membutuhkan 50 ml yang akan digunakan untuk 3

sampel. Larutan solven terdiri dari 80 % methanol dan 20 % aquades. Sehingga methanol

yang dibutuhkan sebanyak 40 ml. Berdasarkan kebutuhan volume kerosin dan aquades yang

ditambahkan pada labu ukur tidak sesuai dengan perhitungan teoretisnya, disebabkan oleh

perbedaan partikel antara larutan umpan yaitu kresol dan kerosin, dan larutan solven yaitu

methanol dan aquades. Methanol dipilih sebagai solven karena mempunyai kelarutan yang

relatif tinggi dan bersifat inert sehingga tidak bereaksi dengan komponen lainnya. Pada

eksperimen ini, solven dan diluen bersifat immiscible yaitu tidak saling larut dan mempunyai

fase yang berbeda. Dikondisikan untuk proses shaker selama waktu yang sudah ditentukan

dan frekuensi pengadukan 200 rpm. Setelah selesai di shaker kemudian masukkan campuran

ke dalam corong pisah, diamkan selama 90 menit agar memisah antara fase ekstrak dan

rafinat.

Setelah 90 menit, sampel hasil ekstraksi terdiri dari fase ekstrak yang merupakan

lapisan pelarut (metanol dan air) dengan lapisan solut (kresol) berada di lapisan bawah dan

fase rafinat yang merupakan lapisan diluen (kerosin) dengan sisa lapisan solut (kresol) yang

berada di lapisan atas. Pemisahan fase ekstrak dan rafinat dilakukan dengan membuka kran

pada corong pisah. Pemisahan yang pertama yaitu mengeluarkan ekstraknya karena terdapat

pada lapisan terbawah. Kemudian ditimbang untuk memperoleh massa ekstrak dan diukur

volume yang diperoleh. Hasil volume, massa dan densitas di fase ekstrak pada variable waktu

ekstraksi 15 menit, dapat dilihat pada tabel 4.1. Sedangkan untuk lapisan atas atau fase rafinat

dipisahkan setelah lapisan ekstrak dikeluarkan dari corong pemisah. Pada fase rafinat

mengandung diluen (kerosin) dan sedikit kresol yang belum terlarut dalam solven.

Untuk mengetahui absorbansi fase ekstrak menggunakan Spektrofotometer UV-Vis.

Dalam ekperimen ini, tidak membuat kurva standar untuk memperoleh λmax. Data λmax

diperoleh dari eksperimen sebelumnya yaitu 321 nm. Persamaan yang diperoleh adalah y =

0,008x + 0,011 dengan R2 = 0,993. Persamaan kurva kalibrasi tersebut dapat digunakan untuk

mencari nilai konsentrasi kresol di fase ekstrak yang dihasilkan. Setelah mengetahui nilai λmax

maka dapat diperoleh absorbansi masing-masing fase, yang dapat dilihat pada tabel 4.1.

Setelah memperoleh nilai absorbansi masing-masing fase, gunakan persamaan tersebut

untuk mencari konsentrasi. Besar kecilnya konsentrasi masing-masing fase dipengaruhi oleh

feed sampel, semakin banyak volume kresol yang digunakan maka konsentrasi akan semakin

naik. Karena pada eksperimen kemarin tidak mengukur absorbansi pada rafitan, sehingga

massa pada rafinat dapat diketahui dari massa umpan dikurangi massa ekstrak. Pada sampel

pertama didapat Ki sebesar 2.125. Sampel kedua didapat Ki sebanyak 2,125. Sampel ketiga

didapat Ki sebesar 2.125. Penentuan koefisien distribusi merupakan salah satu parameter yang

dijadikan ukuran dalam pemilihan pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi cair-cair.

Jika nilai Ki besar maka jumlah solven yang dibutuhkan lebih sedikit.

Yield yang dihasilkan pada eksperimen ini bervariasi sesuai dengan variabel kresol

yang digunakan dalam proses ekstraksi. Berdasarkan eksperimen, variabel yang pertama

dengan waktu ekstraksi 15 menit yield yang dihasilkan sebesar 32,85%, variabel kedua

dihasilkan yield sebesar 38,62% dan variabel ketiga dihasilkan yield sebesar 56,94%. Yield

yang dihasilkan tidak sesuai target yang diinginkan yaitu sebesar 65 %. Hal ini dapat

dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain yaitu waktu pengadukan, semakin lama waktu

yang dibutuhkan untuk ekstraksi dalam pelarut, yield yang diperoleh semakin tinggi. Tetapi,

penambahan waktu ekstraksi tidak sebanding dengan yield yang diperoleh. Oleh karena itu,

ekstraksi dilakukan pada waktu optimum.

Yield yang diperoleh juga dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan. Hal ini

dikarenakan semakin cepat pengadukan maka solut (kresol) yang berpindah dari permukaan

partikel (campuran kresol-kerosin) ke cairan pelarut semakin banyak. Hal ini dikarenakan

pengadukan dapat meningkatkan difusi dan perpindahan solut dari permukaan campuran

(kresol-keresin) ke larutan solven. Pada eksperimen ini, frekuensi pengadukan yang

digunakan yaitu 200 rpm dengan shaker dan ternyata kecepatan tersebut mengurangi yield

yang diperoleh. Kecepatan pengadukan yang lambat akan menyebabkan campuran yang

diaduk tidak merata dan perpindahan partikel kresol yang ada dalam campuran (kresol-

kerosin) ke solven sangat sedikit sehingga yield yang dihasilkan juga sedikit dan tidak dapat

mencapai target.

Selain waktu pengadukan dan kecepatan pengadukan, solven yang digunakan juga

mempengaruhi perolehan yield. Hal ini karena semakin banyak pelarut yang digunakan, maka

semakin banyak kresol yang dapat terambil dari campuran kresol-kerosin. Pada ekperimen ini

menggunakan solven methanol sehingga dalam penggunaannya juga dibatasi. Yield paling

besar pada eksperimen ini sebesar 56,94% dengan variabel kresol sebesar 6% dengan waktu

ekstraksi 15 menit. Hal-hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan yield ekstraksi adalah

dengan memperkecil rasio umpan terhadap solven yakni memperkecil massa umpan.

(Aji Setiawan)

Ekstraksi pelarut cair-cair (liquid liquid extraction) merupakan proses pemisahan fase

cair yang memanfaatkan perbedaan kelarutan zat yang akan dipisahkan antara larutan asal dan

pelarut pengekstrak . Pemisahan dapat dilakukan dengan mengocok-ngocok dalam sebuah

corong pemisah selama beberapa menit. Namun pada eksperimen ini, mengocok/pengadukan

campurannya menggunakan shaker. Variable yang digunakan pada praktikum ekstraksi cair-

cair ini yaitu waktu ekstraksi shaker 15 menit.

Larutan umpan yang dibuat untuk 3 sampel sebanyak 25 ml, yang terdiri dari 2%

kresol dan 98 % kerosin. Sehingga kresol yang dibutuhkan sebanyak 0,5 ml dimasukkan ke

dalam labu ukur. Sedangkan kerosin membutuhkan 24,5 ml, namun pada kenyataannya tidak

sama dengan jumlah kerosin yang ditambahkan ke dalam labu ukur. Untuk mendapatkan

volume umpan sebesar 25 ml, perlu ditambahkan kerosin sebanyak 24,6 ml .

Untuk sampel yang kedua dibutuhkan 4% kresol dan 96% kerosin, sehingga 1 ml

kresol dimasukan ke dalam labu ukur dan dicampur dengan kerosin samapai volume umpan

25 ml. Dan sampel terahir dibutuhkan 6% kresol dan 94% kerosin untuk dicampur didalam

labu ukur sampai didapat volume 25 ml.

Untuk membuat larutan solven, membutuhkan 50 ml yang akan digunakan untuk 3

sampel. Larutan solven terdiri dari 80 % methanol dan 20 % aquades. Sehingga methanol

yang dibutuhkan sebanyak 40 ml, dan berdasarkan teoretisnya aquades yang ditambahkan

untuk membuat solven 50 ml yaitu 10 ml. Namun, sama seperti pada pembuatan larutan

umpan, kebutuhan aquades yang dibutuhkan tidak sesuai dengan teorinya. Pada

kenyataannya, aquades yang dibutuhkan sebanyak 11,6 ml.

Methanol dipilih sebagai solven karena mempunyai kelarutan yang relatif tinggi dan

bersifat inert sehingga tidak bereaksi dengan komponen lainnya. Pada eksperimen ini, solven

dan diluen bersifat immiscible yaitu tidak saling larut dan mempunyai fase yang berbeda.

Dikondisikan untuk proses shaker selama waktu yang sudah ditentukan dan frekuensi

pengadukan 100 rpm. Setelah selesai di shaker kemudian masukkan campuran ke dalam

corong pisah, diamkan selama 1 jam agar memisah antara fase ekstrak dan rafinat.

Berdasarkan ketiga corong pisah yang diamati setelah beberapa waktu, Pemisahan fase

ekstrak dan rafinat dilakukan dengan membuka kran pada corong pisah. Pemisahan yang

pertama yaitu mengeluarkan ekstraknya karena terdapat pada lapisan terbawah. Kemudian

ditimbang untuk memperoleh massa ekstrak dan diukur volume yang diperoleh. Setelah

memperoleh nilai absorbansi masing-masing fase, gunakan persamaan tersebut untuk mencari

konsentrasi.

Setelah mengetahui konsentrasi masing-masing fase (rafinat dan ekstrak), menentukan

koefisien distribusi. Penentuan koefisien distribusi merupakan salah satu parameter yang

dijadikan ukuran dalam pemilihan pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi cair-cair.

Jika nilai Ki besar maka jumlah solven yang dibutuhkan lebih sedikit. Pada eksperimen ini

koefisien distribusi dari masing-masing variabel dapat dihitung untuk mengetahui seberapa

banyak solut (kresol) yang terdistribusi diantara 2 larutan campuran yang bersifat immiscible.





mencari nilai konsentrasi kresol di fase ekstrak yang dihasilkan. Pada sampel pertama didapat

Ki sebesar 2.125. Sampel kedua didapat Ki sebanyak 2,125. Sampel ketiga didapat Ki sebesar

2.125. Penentuan koefisien distribusi merupakan salah satu parameter yang dijadikan ukuran

dalam pemilihan pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi cair-cair. Jika nilai Ki besar

maka jumlah solven yang dibutuhkan lebih sedikit.

Pada praktikum ini Yield yang dihasilkan bervariasi sesuai dengan variabel kresol

yang digunakan dalam proses ekstraksi. Berdasarkan eksperimen, variabel yang pertama

dengan waktu ekstraksi 15 menit yield yang dihasilkan sebesar 32,85%, variabel kedua

dihasilkan yield sebesar 38,62% dan variabel ketiga dihasilkan yield sebesar 56,94%. Yield

yang dihasilkan tidak sesuai target yang diinginkan yaitu sebesar 65 %. Hal ini dapat

dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain yaitu waktu pengadukan, semakin lama waktu

yang dibutuhkan untuk ekstraksi dalam pelarut, yield yang diperoleh semakin tinggi. Tetapi,

penambahan waktu ekstraksi tidak sebanding dengan yield yang diperoleh. Oleh karena itu,

ekstraksi dilakukan pada waktu optimum.

Yield yang didapat juga dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan. Hal ini dikarenakan

semakin cepat pengadukan maka solut (kresol) yang berpindah dari permukaan partikel

(campuran kresol-kerosin) ke cairan pelarut semakin banyak. Hal ini dikarenakan pengadukan

dapat meningkatkan difusi dan perpindahan solut dari permukaan campuran (kresol-keresin)

ke larutan solven. Pada eksperimen ini, frekuensi pengadukan yang digunakan yaitu 200 rpm

dengan shaker dan ternyata kecepatan tersebut mengurangi yield yang diperoleh. Kecepatan

pengadukan yang lambat akan menyebabkan campuran yang diaduk tidak merata dan

perpindahan partikel kresol yang ada dalam campuran (kresol-kerosin) ke solven sangat

sedikit sehingga yield yang dihasilkan juga sedikit dan tidak dapat mencapai target.

Selain waktu pengadukan dan kecepatan pengadukan, solven yang digunakan juga

mempengaruhi perolehan yield. Hal ini karena semakin banyak pelarut yang digunakan, maka

semakin banyak kresol yang dapat terambil dari campuran kresol-kerosin. Pada ekperimen ini

menggunakan solven methanol sehingga dalam penggunaannya juga dibatasi. Yield paling

besar pada eksperimen ini sebesar 56,94% dengan variabel kresol sebesar 6% dengan waktu

ekstraksi 15 menit.

Hal-hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan yield ekstraksi adalah dengan

memperkecil rasio umpan terhadap solven yakni memperkecil massa umpan. Selain itu juga

dapat dilakukan dengan memperbesar rasio solven terhadap umpan, karena pada kondisi

tersebut akan menyebabkan gaya dorong semakin besar untuk memisahkan kresol dari

campuran. Waktu yang digunakan juga harus lebih lama dan kecepatan pengaduk lebih

dipercepat. Untuk meningkatkan yield juga diperlukan pada saat pemilihan campuran diluen

dan solven, yaitu dipilih jenis campuran diluen dan solven yang immiscible, yang jika

dipisahkan terdapat 2 fase ekstrak dan rafinat.

PEMBAHASAN (AGUS)

Pada percobaan digunakan larutan umpan sebesar 2%, 4%,dan 6% dari masing

masing 25 ml. Dan larutan solven sebanyak 50 ml. Sampel yang pertama terdiri dari 2%

kresol dan 98 % kerosin. Sehingga kresol yang dibutuhkan sebanyak 0,5 ml dimasukkan ke

dalam labu ukur. Sedangkan kerosin membutuhkan 24,5 ml. Untuk sampel yang kedua

dibutuhkan 4% kresol dan 96% kerosin, sehingga 1 ml kresol dimasukan ke dalam labu ukur

dan dicampur dengan kerosin sampai volume umpan 25 ml. Dan sampel terahir dibutuhkan

6% kresol dan 94% kerosin untuk dicampur didalam labu ukur sampai didapat volume 25 ml.

Untuk membuat larutan solven, membutuhkan 50 ml yang akan digunakan untuk 3 sampel.

Larutan solven terdiri dari 80 % methanol dan 20 % aquades. Sehingga methanol yang

dibutuhkan sebanyak 40 ml, dan berdasarkan teoretisnya aquades yang ditambahkan untuk

membuat solven 50 ml yaitu 10 ml. kenaikan jumlah pelarut yang digunakan akan

meningkatkan hasil ekstraksi tetapi harus ditentukan perbandingan perbandingan pelarut-

umpan yang minimum agar proses ekstraksi lebih ekonomis. Pada percobaan digunakan

perbandingan pelarut-umpan 1 : 2.

Berdasarkan kebutuhan volume kerosin dan aquades yang ditambahkan pada labu

ukur tidak sesuai dengan perhitungan teoretisnya, disebabkan oleh perbedaan partikel antara

larutan umpan yaitu kresol dan kerosin, dan larutan solven yaitu methanol dan aquades. Selain

itu kemungkinan masih terdapat larutan yang menempel pada dinding-dinding pipet sehingga

mengurangi volume yang ditambahkan. Methanol dipilih sebagai solven karena mempunyai

kelarutan yang relatif tinggi dan bersifat inert sehingga tidak bereaksi dengan komponen

lainnya. Proses shaker dilakukan selama 15 menit. Dengan frekuensi pengadukan 200 rpm.

Proses shaker dilakukan agar terjadi homogenisasi antara solute dengan solven dan agar

terjadi pengikatan komponen solute yang lebih sempurna. Kecepatan pengadukan

mempengaruhi hasil dalam ekstraksi. Untuk ekstraksi yang efisien maka pengadukan yang

baik adalah yang memberikan hasil ekstraksi maksimum dengan kecepatan pengadukan

minimum, sehingga konsumsi energi menjadi minimum Kemudian masukkan campuran ke

dalam corong pisah, diamkan selama 90 menit agar memisah antara fase ekstrak dan rafinat.

Setelah 90 menit, sampel hasil ekstraksi terdiri dari fase ekstrak yang merupakan

larutan pelarut (metanol dan air) dengan larutan solut (kresol) berada di lapisan bawah dan

fase rafinat yang merupakan lapisan diluen (kerosin) dengan sisa lapisan solut (kresol) yang

berada di lapisan atas. Pemisahan yang pertama yaitu mengeluarkan ekstraknya karena

terdapat pada lapisan terbawah. Kemudian ditimbang untuk memperoleh massa ekstrak dan

diukur volume yang diperoleh. Hasil volume, massa dan densitas di fase ekstrak pada variable

waktu ekstraksi 15 menit, dapat dilihat pada tabel 4.1. Pada tabel 4.1 terlihat bahwa hasil

ekstraksi yang dihasilkan dari ketiga sampel sama yaitu 51 ml. hal ini dipengaruhi oleh

perbandingan pelarut yang sama,waktu ekstraksi yang sama dan kecepatan pengadukan yang

sama.





mencari nilai konsentrasi kresol di fase ekstrak yang dihasilkan. Setelah mengetahui nilai λmax

maka dapat diperoleh absorbansi masing-masing fase, yang dapat dilihat pada tabel 4.1.

Setelah memperoleh nilai absorbansi masing-masing fase, gunakan persamaan tersebut

untuk mencari konsentrasi. Besar kecilnya konsentrasi masing-masing fase dipengaruhi oleh

feed sampel, semakin banyak volume kresol yang digunakan maka konsentrasi akan semakin

naik. Pada eksperimen kita bisa menentukan besaran ki yang dihitung dari besar mol pada

fase ekstrak dibagi dengan besar mol pada fase rafinat. Pada percobaan didapat Koefisien

distribusi(Ki) sama pada setiap variable yaitu 2.125. Penentuan koefisien distribusi

merupakan salah satu parameter yang dijadikan ukuran dalam pemilihan pelarut yang

digunakan dalam proses ekstraksi cair-cair. Jika nilai Ki besar maka jumlah solven yang

dibutuhkan lebih sedikit. Jika nilai Ki besar maka jumlah solven yang dibutuhkan lebih

sedikit.

Yield yang dihasilkan pada eksperimen ini beragam sesuai dengan variabel kresol

yang digunakan dalam ekstraksi. Berdasarkan eksperimen, dengan waktu ekstraksi 15 menit

yield yang dihasilkan sebesar 32,85%, variabel kedua dihasilkan yield sebesar 38,62% dan

variabel ketiga dihasilkan yield sebesar 56,94%. Yield yang dihasilkan tidak sesuai target yang

diinginkan yaitu sebesar 65 %. Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

yaitu lama separasi separasi yang baik yaitu semakin cepat waktu separasi dan hasil ekstrak

yang banyak. Kurangnya waktu separasi dapat menyebabkan solute yang masih mencampur

di dalam diluen masih ada sehingga tidak terjadi separasi secara sempurna akibatnya Yield

yang dihasilkan tidak memenuhi target. Pengadukan yang kurang sempurna juga bisa

menghasilkan ekstrak yang sedikit. Sebab solute yang di homogenkan dengan solven tidak

bisa mencampur secara sempurna juga akibatnya ekstrak yang dihasilkan sedikit maka hal ini

bisa mempengaruhi hasil yield

Pada eksperimen ini, frekuensi pengadukan yang digunakan yaitu 200 rpm dengan

shaker dan ternyata kecepatan tersebut mengurangi yield yang diperoleh. Kecepatan

pengadukan yang lambat akan menyebabkan campuran yang diaduk tidak merata dan

perpindahan partikel kresol yang ada dalam campuran (kresol-kerosin) ke solven sangat

sedikit sehingga yield yang dihasilkan juga sedikit dan tidak dapat mencapai target.

Selain waktu separasi dan kurang sempurnanya pengadukan , solven yang digunakan

juga mempengaruhi perolehan yield. Hal ini karena semakin banyak pelarut yang digunakan,

maka semakin banyak kresol yang dapat terambil dari campuran kresol-kerosin. Pada

ekperimen ini menggunakan solven methanol sehingga dalam penggunaannya juga dibatasi.

Yield paling besar pada eksperimen ini sebesar 56,94% dengan variabel kresol sebesar 6%

dengan waktu ekstraksi 15 menit.

VI. SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa:

1. Ekstraksi cair-cair dengan campuran diluen (kresol-kerosin) dan solven

(methanol-air) memisahkan kresol dari kerosin dengan solven, sehingga

membentuk 2 fase yaitu fase ekstrak (di lapisan bawah) dan fase rafinat (di

lapisan atas).

2. Yield yang diperoleh paling besar pada variabel 1,5 ml larutan kresol yaitu

sebesar 56,94%.

B. SARAN

1. Hati hati dalam mengambil larutan kresol, karena larutan kresol sangat berbahaya.

2. Perhatikan pada saat membuka valve, apakah ekstrak sudah terpisah semua atau

belum karena akan mempengaruhi yield yang diperoleh.

3. Pada saat membuang limbah kresol harus diperhatikan tempat untuk membuang

limbahnya tersebut.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Ariyani, Fransiska. Ekstraksi Minyak Atsiri dari Tanaman Sereh dengan Menggunakan

Pelarut Metanol, Aseton, dan n-Heksana.Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia

Universitas Katolik Widya Mandala: Surabaya.

Zulyana, dkk. 2010. Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Dedak dan Metanol

dengan Proses Esterifikasi dan transesterifikasi. Skripsi Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro: Semarang. Perry, Robert H.

1997.

Perry’s Chemical Engineers’ Handbook Seventh Edition. McGraw-Hill, a division of the

McGraw-Hill Companies.

LAMPIRAN

PERHITUNGAN

1. Penentuan Konsentrasi, Densitas Kresol pada Fase Ekstrak

a. Waktu Ekstraksi 15 menit, Rasio solven-umpan = 1 : 2

1. Variabel 0,5 ml

Absorbansi ekstrak = 0,505 A

Diketahui : y = 0,008x + 0,011 (diperoleh dari kurva kalibrasi)

y = absorbansi ekstrak

x = Mkresol di ekstrak

Jawab :

𝑥 = 𝑦 − 0,011

0,008

𝑀𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 0,505 − 0,011

0,008= 0,6175 𝑀

2. Variabel 1,0 ml


𝑥 = 𝑦 − 0,011

0,008


0,008= 0,7262 𝑀

3. Variabel 1,5 ml


𝑥 = 𝑦 − 0,011

0,008


0,008= 1,0712 𝑀

b. Densitas pada ekstrak

Diketahu massa gelas ukur kosong = 82,35 gram

1. Variabel 0,5 ml

⍴ = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑖𝑠𝑖 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑒𝑙𝑎𝑠 𝑢𝑘𝑢𝑟=

293,53 − 82,35

51= 4,14 𝑔/𝑚𝑙

2. Variabel 1 ml



293,59 − 82,35

51= 4,141 𝑔/𝑚𝑙

3. Variabel 1,5 ml



293,77 − 82,35

51= 4,145 𝑔/𝑚

2. Perhitungan Ki

1. Variabel 0,5 ml

𝐾𝑖 = 𝑛𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

𝑛𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎𝑡 =

51 ∗ 0.6175

75 ∗ 0.6175 − 51 ∗ 0.6175= 2.125

2. Variabel 1 ml



51 ∗ 0.7262

75 ∗ 0.7262 − 51 ∗ 0.7262= 2.125

3. variable 1.5 ml



51 ∗ 1.0712

75 ∗ 1.0712 − 51 ∗ 1.0712= 2.125

3. Perhitungan yield

a. Variabel 0,5 ml

Massa kresol di umpan:

𝜌 = 𝑚

𝑣

4,14 = 𝑚

2,5

𝑚𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑢𝑚𝑝𝑎𝑛 = 10,35 𝑔𝑟𝑎𝑚

Massa kresol di fase ekstrak:

𝑀 = 𝑔𝑟

𝑀𝑟 𝑥

1000

𝑣𝑜𝑙

0,6175 = 𝑔𝑟

108 𝑥

1000

51

𝑚𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 3,401 𝑔𝑟𝑎𝑚

Maka :

𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 = 𝑚𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

𝑚𝑘𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙 𝑑𝑖 𝑢𝑚𝑝𝑎𝑛 × 100%

= 3,401 𝑔𝑟𝑎𝑚

10,35 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

= 32,85 %

b. Variabel 1 ml


𝜌 = 𝑚

𝑣

4,141 = 𝑚

2,5



𝑀 = 𝑔𝑟

𝑀𝑟 𝑥

1000

𝑣𝑜𝑙

0,7262 = 𝑔𝑟

108 𝑥

1000

51


Maka :



= 3,998𝑔𝑟𝑎𝑚

10,35 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

= 38,62 %

c. Variabel 1,5 ml


𝜌 = 𝑚

𝑣

4,145 = 𝑚

2,5



𝑀 = 𝑔𝑟

𝑀𝑟 𝑥

1000

𝑣𝑜𝑙

1,0712 = 𝑔𝑟

108 𝑥

1000

51


Maka :



= 5,9𝑔𝑟𝑎𝑚

10,36 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

= 56,94 %

4. Kurva kalibrasi dari eksperimen sebelumnya

Tabel 3.1 konsentrasi terhadap absorbansi

konsentrasi Absorbansi

2 0.039

4 0.057

6 0.068

8 0.08

10 0.091

12 0.119

14 0.133

16 0.14

20 0.191

40 0.375

Gambar 3.2 kurva kalibrasi

y = 0.0089x + 0.0119R² = 0.9934

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 10 20 30 40 50

ab

sorb

an

si

konsentrasi

kurva kalibrasi

laporan ekstrasi cair cair

Engineering