Pengikut

Kamis, 04 April 2013

Pemisahan Komponen dari Campuran



DASAR TEORI
Ada tiga istilah yang harus dipahami dan diingat dalam ilmu kimia, yaitu unsur, senyawa, dan campuran. Unsur adalah materi yang tidak dapat diuraikan dengan reaksi kimia menjadi zat yang lebih sederhana, contohnya hidrogen, oksigen, besi, dan tembaga.
Senyawa dalah materi yang dibentuk dari dua unsur atau lebih dengan perbandingan tertentu. Jadi, senyawa masih dapat diuraikan menjadi unsur pembentuknya. Unsur dan senyawa disebut zat tunggal karena partikel terkecilnya satu macam.
Campuran adalah gabungan dua zat tunggal atau lebih dengan perbandingan sembarang. Campuran dapat dibagi dua, yaitu campuran yang homogen dan heterogen. Campuran homogen adalah penggabungan dua zat tunggal atau lebih yang semua partikelnya menyebar merata sehingga membentuk satu fasa. Yang disebut satu fasa adalah zat yang sifat dan komposisinya sama antara satu bagian dengan bagian lain didekatnya. Sebagai contoh gula dengan air.
 Campuran heterogen adalah penggabungan yang tidak merata antara dua zat tunggal atau lebih sehingga perbandingan komponen yang satu dengan yang lainnya tidak sama diberbagai bagian bejana. Contohnya, campuran air dengan minyak tanah. Untuk memperoleh zat murni kita harus memisahkannya dari campurannya. 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 dipisahkan.
Cara atau teknik pemisahan campuran bergantung pada jenis, wujud, dan sifat komponen yang terkandung didalamnya. Jika komponen berwujud padat dan cair, misalnya pasir dan air, dapat dipisahkan dengan saringan.
Saringan bermacam-macam, mulai dari porinya yang besar sampai yang sangat halus, contohnya kertas saring dan selaput semipermeabel. Kertas saring dipakai untuk memisahkan endapan atau padatan dari pelarut. Selaput semipermeabel dipakai untuk memisahkan suatu koloid dari pelarutnya.
Campuran homogen, seperti alcohol dalam air, tidak dapat dipisahkan dengan saringan, karena partikelnya lolos dalam pori-pori kertas saring dan selaput semipermeabel. Campuran seperti itu dapat dipisahkan dengan cara fisika, yaitu destilasi, rekristalisasi, ekstraksi dan kromatografi.
Dasar pemisahan dengan cara destilasi adalah perbedaan titik didih dua cairan atau lebih. Teknik pemisahan dengan rekristalisasi 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
Pemisahan campuran dengan cara ekstraksi berdasarkan kelarutan komponen dalam pelarut yang berbeda. Kromatografi adalah teknik pemisahan campuran dalam berbagai wujud, baik padat, cair, maupun gas. Cara ini dipakai jika campuran tidak dapat dipisahkan dengan cara yang lain.
Dasar kromatografi adalah perbedaan daya serap satu zat dengan zat yang lainnya. Cairan atau pelarut yang membawa komponen bergerak disebut eleun atau fase bergerak, sedangkan padatan yang menyerap komponen disebut adsorben atau fase tetap.
(Syukri. Kimia Dasar. Halaman : 13-17)
Pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan distribusi molekul-molekul komponen diantara dua fasa (fasa gerak dan fasa diam) yang kepolarannya berbeda. Cara ini dipakai jika campuran tidak dapat dipisahkan dengan cara lain. Keberhasilan pemisahan kromatografi bergantung pada daya interaksi komponen-komponen campuran dengan fasa diam dan fasa gerak. Apabila dua atau lebih komponen memiliki daya interaksi dengan fasa diam atau fasa gerak yang hampir sama maka komponen-komponen tersebut sulit dipisahkan.
Berdasarkan jenis eluen (fasa gerak) dan adsorbennya (fasa diam), kromatografi dapat dibagi menjadi 4 cara diantaranya kromatografi kolom, kromatografi kertas, kromatografi lempeng tipis (KLT), dan kromatografi gas. Kromatografi kolom adalah kromatografi yang adsorbennya (berupa padatan dalam bentuk tepung.
Kromatografi kertas adalah kromatografi yang menggunakan kertas sebagai adsorbennya dan zat cair sebagai eluennya. Kromatografi lempeng tipis (KLT) adalah kromatografi menggunakan lempeng tipis (seperti kaca atau lempengan logam) yang dilumuri padatan sebagai adsoben.
Kromatografi gas adalah kromatografi yang menggunakan gas sebagai eluennya, sedangkan komponen didalam alat akan diubah menjadi gas dan mengalir bersama eluen.
(http://hersipa.wordpress.com/pemisahan-senyawa-dan-campuran/ diakses pada tanggal 7 Mei 2011. Pukul : 20.10)
Kromatografi  kertas merupakan salah satu metode pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Pemisahan sederhana suatu campuran senyawa dapat dilakukan dengan kromatografi kertas, prosesnya dikenal sebagai analisis kapiler dimana lembaran kertas berfungsi sebagai pengganti kolom.
Kromatografi kertas adalah salah satu pengembangan dari kromatografi partisi yang menggunakan kertas sebagai padatan pendukung fasa diam. Oleh karena itu disebut kromatografi kertas. Sebagai fasa diam adalah air yang teradsorpsi pada kertas dan sebagai larutan pengembang biasanya pelarut organik yang telah dijenuhkan dengan air.
Dalam kromatografi kertas fasa diam didukung oleh suatu zat padat berupa bubuk selulosa. Fasa diam merupakan zat cair yaitu molekul H2O yang teradsorpsi dalam selulosa kertas.fasa gerak berupa campuran pelarut yang akan mendorong senyawa untuk bergerak disepanjang kolom kapiler. Analisis kualitatif menggunakan kromatografi kertas dilakukan dengan cara membandingkan harga relative response factor (Rf). Nilai Rf (retention factor) identik dengan time retention (tR) atau volume retention (VR).
Nilai Rf dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut:

Rf        =          jarak yang ditempuh zat
jarak yang ditempuh pelarut

Harga Rf zat baku dapat diidentifikasikan komponen campuran, karena harga besaran ini bersifat khas untuk setiap zat asal digunakan jenis pengembang yang sama. Kadang-kadang pemisahan dalam satu arah belum memberikan hasil yang memuaskan. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, dapat dipakai cara kromatografi kertas dua dimensi, yang mana letak kertas diubah sehingga arah pemisahan juga berubah.
Secara umum kromatografi kertas dilakukan dengan menotolkan larutan yang berisi sejumlah komponen pada jarak 0,5 sampai 1cm dari tepi kertas. Setelah penetesan larutan pada kertas, maka bagian bawah kertas dicelupkan dalam larutan pengambang(developing solution). Larutan ini umumnya terdiri atas campuran beberapa pelarut organik yang telah dijenuhkan dengan air. Sistem ini akan terserap oleh kertas dan sebagai akibat dari gaya kapiler akan merambat sepanjang kertas tersebut. Rambatan ini dapat diusahakan dalam modus naik atau menurun. Selama proses pemisahan dilakukan, sistem secara keseluruhannya disimpan dalam tempat tertutup, ruang didalamnya telah jenuh dengan uap sistem pelarut ini.
(http://forum.um.ac.id/index.php?topic=23762.0 diakses pada tanggal 7 Mei 2011. Pukul : 20.25)
Pengertian kromatografi menyangkut metode pemisahan yang didasarkan atas distribusi diferensial komponen sampel di antara dua fasa. Menurut pengertian ini kromatografi selalu melibatkan dua fasa, yaitu fasa diam (stationary phase) dan fase gerak (gerak phase). Fase diam dapat berupa cairan dapat berupa eluen atau pelarut atau gas pembawa yang inert. Gerakan fasa gerak ini ini mengakibatkan terjadinya migrasi diferensial komponen-komponen dalam sampel 
Kromatografi kertas merupakan bidang khusus kromatografi cair-cair. Fase diam berupa lapisan tipis air yang terserap oleh kertas. Selain airdapat juga dipakai cairan lain. Pengerjaannya sangatsederhana.
Penempatan satu tetes larutan cupl;ikan pada ujung kertasdan kemudian mencelupkannya ke dalam pelarut (eluen) sudah cukup untuk memisahkan komponen-komponen cuplikan.
Keuntungan pemisahan dengan metode kromatografi dibandingkan dengan metode pemisahan lainnya ialah dapat digunakan untuk sampel atau konstituen yang sangat kecil (semi mikro dan mikro), cukup selektif terutama untuk senyawa-senyawa organic multi komponen, proses pemisahan dapat dilakukan dalam waktu yang relative singkat, sering kali murah dan sederhana, karena umumnya tidak memerlukan alat mahal dan rumit.
Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas prinsipnya sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung kertas yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar kertas saring dicelupkan ke dalam pelarut yang mengisi dasar wadah.
Kemudian dasar kertas saring dicelupkan ke dalam pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol, asam asetat atau.
Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol, asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan.
Kromatografi kertas diterapkan untuk analisis campuran asam amino dengan sukses besar. Karena asam amino memiliki sifat yang sangat mirip, dan asam-asam amino larut dalam air dan tidak mudah menguap (tidak mungkin didistilasi), pemisahan asam amino adalah masalah paling sukar yang
dihadapi kimiawan di akhir abad 19 dan awal abad 20.
Jadi penemuan kromatografi kertas merupakan berita sangat baik bagi mereka. Kimiawan Inggris Richard Laurence Millington Synge (1914-1994) adalah orang pertama yang menggunakan metoda analisis asam amino dengan kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki lembaran kertas secara vertikal karena ada fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan fasa diam (air) yang teradsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketiak pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap asam amino bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu. Dari nilai R, masing-masing asam amino diidentifikasi.Kromatografi kertas dua-dimensi (2D) menggunakan kertas yang luas bukan lembaran kecil, dan sampelnya diproses secara dua dimensi dengan dua pelarut
(http://www.scribd.com/doc/38269363/Kromatografi-kertas diakses pada tanggal 7 Mei 2011. Pukul : 20.35)

Hidrasi Air



Beberapa reaksi yang dilakukan di laboraturium kimia pasti selalu berkaitan dengan larutan. Beberapa diantaranya bekerja atau bereaksi pada pelarut air Ketika air diuapkan, sehingga hasil reaksi dapat diisolasi dan sering hasil yang didapatkan yaitu dalam bentuk padatan. Dimana ada kemungkinan produk dalam bentuk padatan ini mengandung molekul air sebagian daripada komposisinya. Yang dapat dicontohkan jika nikel (II) Oksida (NiO) dilarutkan dalam larutan H2SO4 encer, maka akan terbentuk NiSO4.
LiO(s)              +          H2SO4(aq)              NiSO4(aq)       +          H2O(I)
Jika suatu air diuapkan, maka akan terbentuk kristal berwarna hijau gelap. Ketika dianalisis kristal tersebut mengandung air sebesar 6 mol untuk setiap mol nikel (II) sulfat senyawa ini dinamakan hidrat dan air merupakan bagian dari komposisinya yang dapat kita sebut sebagai hidrasi air.
            Hidrat merupakan istilah yang dipergunakan dalam senyawa penting baik senyawa organik maupun senyawa anorganik untuk mengindikasikan bahwa senyawa tersebut mengandung air. Untuk senyawa organik hidrat dibentuk dengan
penambahan H2O atau penambahan elemen H+ dan OH- pada molekul organik. Yang dapat kita contohkan dengan senyawa etilen dan etena. Contohnya CH2=CH2 bila kita tambah dengan molekul H2O maka akan terbentuk menjadi etanol CH3-CH2-OH. Jadi dapat dikatan etanol merupakan hidrat dari senyawa etena.
CH2 = CH2    +          H2O           CH3-CH2-OH
            Hidrat dalam senyawa anorganik adalah garam yang mengandung molekul air dalam perbandingan tertentu yang terikat baik pada atom pusat atau terkristalisasi dengan senyawa kompleks. Hidrat seperti ini juga bisa kita sebut dengan hidrat terkristalisasi.
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.
Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-).
Beberapa bagian akan menyerap sedikit air jika ditempatkan dalam atsmosfer yang mengandung banyak uap air. Penambahan akan membentuk hidrat. Dan bila kehilangan air yang juga akan disebut dengan anhidrat, dan proses tersebut merupakan proses bolak balik. Sebagai contoh nikel (II) sulfat aabila kita panaskan maka akan terbentuk nikel (II) anhidrat. Nikel (II) anhidrat dapat dilarutkan kembali dalam air dan akan terkristal ulang sebagai senyawa hidrat.
Perubahan kimia pada reaksi kedua juga berlangsung spontan, tanpa penambahan panas atau tampa penambahan larutan berupa air. Pada kelembaban relatif tinggi zat anhidrat yang hidroskopis dapat menyerap air dari atmosfir. Zat yang menyerap air sering dapat digunakan sebagai pengering atau pengawet gas atau cairan. Jika jumlah air diserap terlalu besar, maka zat tersebut dapat meleleh dan dapat menghilang secara spontan bila ditempatkan pada kelembaban yang rendah, zat ini dinamakan sebagai zat pemekar (efloresensi) yang seiring ditandai dengan hancurnya kristal hidrat yang terbentuk dari kristal yaitu serbuk anhidrat padat.
Presentase dari beberapa samel dapat ditentukan dengan secara tidak langsung. Pemanasan akan menguapkan air, sehingga akan terjadi penyusutan bobot sampel. Besarnya penyusutan merupakan bobot air yang ada pada sampel, dan dalam hal ini dianggap tidak ada gas lain yang dihasilkan dalam proses tersebut.
Pada percobaan yang dilakukan, akan menenttukan presentase air dalam sampel hidrat. Melakukan pengamatan kualitas yang menarik pada proses hidrasi dan melakukan pengamatan penyusutan air pada sejumlah sampel yang diujika.
Pada temperatur yang relatif rendah, molekul air cenderung berkumpul membentuk suatu rongga yang diikatkan oleh ikatan hidrogen antar molekul air. Rongga atau sarang sarang air tersebut akan terbentuk dari luruh karena tidak stabil. Via ikatan Van Der Vaals, molekul tamu masuk kedalam sarang tersebut dan akan membentuk hidrat. Bentuknya akan mirip es dan agak keruh. Reaksi hidrat merupakan reaksi fisika. Setelah hidrat terbentuk, maka kita dapat menghilangkan kembali dengan cara yang demikian, ikatan Van der vaals  dan ikatan hidrogen akan luruh dan pecah. Hanya ikatan kovalen antar molekul hidrogen dan oksigen sajalah yang hanya akan tetap bertahan. Hal tersebut disebabkannya diperlukan energi yang relatif besar untuk memecahkannya. (John Halal : 2008)
Menurut hukum alam, kecuali hidrogen sulfida dan karbon dioksida, kelarutan paramolekul tamu (gas alam, O2, N2, Kripton, xenon, argon, CO2, H2S, dst) didalam air. Yang sebagian besar gas gas tersebut, tidaklah besar. Untuk menaikkan kelarutan gas gas tersebut diperlukan tekana yang lebih tinggi jika ingin hidrat hidrat terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi.
 Pada tahun-tahun awal kimia anorganik, sifat kristal dan kompleks logam, yang menggabungkan air hidrasi tidak diketahui dengan benar. kita tahu air yang menggabungkan dengan struktur kristal melalui ikatan hidrogen. Para ahli kimia dari hari-hari awal tidak mengetahui sifat yang tepat dari ikatan air, tetapi ditentukan rasio molekul air yang terkait dengan setiap molekul dari senyawa kristal. Karena tidak adanya pengetahuan tentang ikatan yang tepat, rumus hidrat ditulis dengan rumus kimia kristal, diikuti oleh jumlah molekul air, yang dipisahkan oleh sebuah titik. Jumlah sebenarnya molekul air terpisah didalam struktur Kristal mungkin lebih rendah.
Dalam ilmu kimia, kompleks atau senyawa koordinasi merujuk pada molekulatau entisitas yang terbentuk dari ligan dan dengan ion logam. Dulunya sebuah kompleks merupakan asosiasi reversible dari molekul, atom atau ion dari ikatan yang lemah. Pengertian tersebut sekarang ini telah dirubah. Kebanyakan dari senyawa kompleks logam tersebut terjadi proses irreversible. Dan banyak diantara senyawa-senyawa kompleks tersebut memiliki ikatan kimia yang cukup kuat.
Sifat kestabilan senyawa kompleks dapat kita bedakan menjadi dua bagian diantaranya, kestabilan termodinamik, membahas energy ikatan logam ligan, tetapan kestabilan dan variable turunannya atau potensial redoks yang mengukur kestbilan tingkat valensi logam. Kestabilan kinetika, membahas sifat senyawa kompleks dalam larutan yang menyangkut laju dan mekanisme reaksi.
Senyawa-senyawa kompleks telah diketahui walaupun saat itu belum sepenuhnya dimengerti sejak awal ilmu kimia, misalnya Prussian blue dan
Tembaga(II) sulfat. Terobosan penting terjadi saat kimiawan Jerman Alfred Werner, mengusulkan bahwa ion kobalt(III) memiliki enam ligan dalam struktur geometri oktahedral. Dengan teori ini, para ilmuwan dapat mengerti perbedaan antara klorida koordinasi dan klorida ionik pada berbagai isomer-isomer kobalt amina klorida, dan menjelaskan kenapa senyawa ini memiliki banyak isomer, yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan. Werner juga menggolongkan senyawa kompleks ini kepada beberapa isomer optis, mematahkan teori bahwa hanya senyawa karbon yang memiliki sifat khiralitas. (Massaro Edward : 2002)
Ligan dapat kita artikan sebagai basa lewis dimana ligan merupakan molekul sederhana yang mana dalam senyawa kompleks bertindak sebagai donor pasangan electron. Ligan akan memberikan pasangan elektronnya pada atom pusat yang menyediakan orbital kosong. Interaksi antara ligan dan atom pusat akan menghasilkan suatu ikatan koordinasi. Jenis jenis ligan yang dapat kita kenali diantaranya monodentat, bidentat, polidentat. (Antony Wilbraham. 2002 : 36)