Pemurnian Senyawa Organik

BAB I

PENDAHULUAN

            1.1    Latar Belakang

Senyawa organik sering dijumpai dalam keadaan tidak murni atau dalam keadaan campuran. Hal ini sering kali terjadi pada pengerjaan isolasi suatu senyawa organik. Pemurnian banyak dilakukan dengan berbagai cara tergantung sifat senyawa yang akan dimurnikan. Pemisahan dan pemurnian merupakan suatu cara yang dilakukan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau sekelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Pada prinsipnya, pemisahan dilakukan  untuk memisahkan dua zat atau lebih yang saling bercampur, sedangkan pemurnian dilakukan untuk mendapatkan zat murni dari suatu zat yang telah tercemar oleh zat lain.

Jenis-jenis pemurnian tersebut antara lain ekstraksi yang dilanjutkan dengan isolasi dan akhirnya akan dimurnikan dengan cara kristalisasi atau kromatografi lapis tipis serta preparatif. Teknik-teknik lain untuk pemurnian dapat dilakukan dengan beberapa cara lain destilasi dan sublimasi. Sublimasi adalah proses pemurnian berdasarkan sifat senyawa yang dapat berubah dari keadaan padat langsung menjadi gas. Teknik kristalisasi merupakan proses melarutnya zat padat tidak murni dalam pelarut panas, yang dilanjutkan dengan pendinginan larutan tersebut untuk membiarkan zat tersebut mengkristal. kristalisasi ini didasarkan pada dua prinsip, yaitua adanya perbedaan kelarutan zat-zat padat dalam pelarut tertentu, baik dalam pelarut murni maupun dalam pelarut campuran dan suatu zat padat akan lebih larut dalam pelarut panas dibandingkan dalam pelarut dingin. 

1.2 Tujuan Percobaan

                 Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk pemurnian campuran senyawa organik dengan berbagai teknik pemurnian.

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Ekstraksi pelarut merupakan metode pemisahan yang paling sempurna. Pemisahan ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro ataupun mikro. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur. Proses ekstraksi pelarut berlangsung tiga tahap yaitu pembentukan kompleks, tidak bermuatan distribusi dari kompleks yang tereksitasi, dan interaksinya yang mungkin dalam fase organik (Saptaharjo, 2003).

Ekstraksi cairan-cairan merupakan suatu teknik dimana suatu larutan dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua. Pemisahannya bersifat sederhana, bersih, cepat dan mudah. Senyawa ionik tidak bisa mengekstraksi kedalam pelarut organik dari larutan air karena akan menimbulkan kehilangan energi solvasi elektrostatik yang besar. Kromatografi didefinisikan terutama sebagai proses pemisahan. Campuran yang bersifat atau yang ada hakekatnya molekuler kromatografi bergantung pada pembagian ulang molekul-molekul campuran antara dua fasa atau lebih (Pudjaatmaka, 1994).

Tekanan uap komponen murni suatu larutan ideal biasanya berbeda dan karena alasan ini maka larutan akan memiliki komposisi berbeda dengan fasa uapnya yang berkesetimbangan dengannya. Teknik pemisahan campuran kedalam komponen. Komponen murninya destilasi bertingkat yakni proses yang komponen-komponennya secara bertingkat diuapkan dan dihembuskan. Suatu cairan dapat diuapkan dengan berbagai cara yang paling mudah mendidihnya sampai semua menguap dan komposisi akhirnya akan sama dengan cairan asalnya. Campuran mendidih pada suatu kisaran tertentu  (Achmadi, 2001).

Rekristalisasi merupakan salah satu cara pemurnian zat padat yang jamak digunakan, dimana zat-zat tersebut atau zat-zat padat tersebut dilarutkan dalam suatu pelarut kemudian dikristalkan kembali. Cara ini bergantung pada kelarutan zat dalam pelarut tertentu di kala suhu diperbesar. Karena konsentrasi total kemurnian  biasanya lebih kecil dari konsentrasi zat yang dimurnikan, bila dingin, maka konsentrasi impuriti yang rendah tetapi dalam larutan sementara produk yang berkonsentrasi tinggi akan mengendap (Arsyad, 2001).

Zat padat umumnya mempunyai titik lebur yang tajam (rentangan suhunya kecil), sedangkan zat padat amorf akan melunak dan kemudian melebur dalam rentangan suhu yang besar. Partikel zat padat amorf sulit dipelajari karena tidak teratur. Oleh sebab itu, pembahasan zat padat hanya membicarakan kristal. Suatu zat mempunyai bentuk kristal tertentu. Dua zat yang mempunyai struktur kristal yang sama disebut isomorfik (sama bentuk), contohnya NaF dengan MgO, K₂SO₄ dengan K­₂SeO₄, dan Cr₂O₃ dengan Fe₂O₃. Zat isomorfik tidak selalu dapat mengkristal bersama secara homogen. Artinya satu partikel tidak dapat menggantikan kedudukan partikel lain. Suatu zat yang mempunyai dua kristal atau lebih disebut polimorfik (banyak bentuk) (Hadyana, 1999).

Rekristalisasi merupakan teknik pemisahan berdasarkan titik beku perbedaan titik beku komponen. Perbedaan itu harus cukup besar dan sebaiknya komponen yang akan dipisah berwujud padat dan lainnya cair pada suhu kanan. Contohnya garam dapat dipisahkan dari air karena garam berupa padatan. Air garam bila dipanaskan perlahan dalam bejana terbuka, maka air akan menguap sedikit demi sedikit. Pemanasan dihentikan saat larutan tepat jenuh. Jika dibiarkan akhirnya terbentuk kristal garam secara perlahan. Setelah pengkristalan sempurna, garam dapat dipisahkan dengan menyaring  (Hadyana, 1999).

Rekristalisasi merupakan metode yang sangat penting untuk pemurnian komponen larutan organik. Ada tujuh metode dalam rekristalisasi yaitu: memilih pelarut, melarutkan zat terlarut, menghilangkan warna larutan, memindahkan zat padat, mengkristalkan larutan, mengumpul dan mencuci kristal, mengeringkan produknya (hasil) (Syukri,1999).

Terdapat tiga jenis kristal cair: smektik, nematik, dan kholesterik. Hubungan struktural antara kristal padat-smektik, nematik dan kholesterik. Kristal cair digunakan secara luas untuk tujuan praktis semacam layar TV atau jam tangan.  Keteraturan dalam kristal cair. Keteraturan dalam kristal adalah tiga dimensi. Dalam kristal cair smektik dapat dikatakan keteraturannya di dua dimensi. T adalah temperatur transisi (Syukri,1999).

Sublimasi merupakan prinsip pengering-bekuan (freeze drying) adalah menghilangkan air dan pelarut lain dari produk beku tanpa melewati fase cair. Tingkat kebekuan produk yang dapat dicapai, lama pengeringan dan jenis produk yang dikering-bekukan serta faktor personil yang mengoperasikan alat dalam proses sublimasi tersebut. Pembekuan secara perlahan-lahan lebih baik dibandingkan dengan pembekuan secara cepat sebab dengan pembekuan secara perlahan-lahan akan terbentuk kristal es yang besar sehingga kondisi ini akan memperlancar proses sublimasi dari setiap lapisan es dalam produk. Tahap pengeringan pertama dimulai pada saat produk sudah berada dalam kondisi beku sempurna dan keadaan beku ini harus tetap dipertahankan selama proses pengeringan (Riawan, 2010)

Cara melakukan rekristalisasi yaitu mula-mula molekul zat terlarut membentuk agnegat dengan molekul pelarut, lalu terjadi kisi-kisi di zat antara molekul kristal yang membentuk disaring umum dari larutannya. Ada 2 cara melakukan rekristalisasi, yaitu :

1.        Jika pengotornya sedikit larut dalam pelarut, langkah yang harus dilakukan yaitu campuran zat padat dengan pelarut panas disaring biasa hingga terpisahkan antara zat pelarut  dengan pengotor. Kemudian mendinginkan dan menyaring zat terlarut dengan diisap hingga terbentuk pelarut dan kristal.

2.  Jika pengotornya lebih larut dalam pelarut, maka langkah yang harus dilakukan yaitu campuran zat padat dengan pelarut panas yang menghasilkan larutan, kemudian didinginkan dan disaring dengan diisap hingga terbentuk pelarut dan kristal (Syahmani, 2007).

BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN

3.1     Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu buret, corong pisah, cincin besi, statif dan klem, gelas kimia, erlenmayer, kaca arloji, pembakar spritus, cawan penguap, batang pengaduk dan termometer.

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu larutan resorsinol, larutan besi ( III ) klorida, eter, asam asetat glasial, larutan natrium hidroksida, indikator fenolptalein, naftalena, arang aktif dan aquades.

3.2     Skema Kerja

1. Ekstraksi Dengan Perbandingan Warna

Dimasukan dalam corong pisah 10 mL larutan resorsinol, ditambahkan beberapa tetes FeCl₃ lalu diamati perubahan. Ditambahkan kembali 5 mL eter lalu dikocok sampai terbentuk dua lapisan, lalu dipisahkan kedua larutan dengan corong pisah, dibandingkan warna larutan dengan sebelum diekstrak, dimasukan kembali 5 mL eter dan dikocok dan dibandingkan lagi warnanya.

2. Ekstraksi Dengan Cara Titrasi

Dimasukkan ke dalam erlenmayer larutan asam asetat (10 ml) yang belum diketahui konsentrasinya dan ditentukan kadarnya dengan mentiter menggunakan larutan standar natrium hidroksida 0,5 N. Dimasukkan ke dalam erlenmeyer 2 tetes fenolptalein sebagai indikator. Dihitung konsentrasi asam asetat dengan menggunakan rumus V₁N₁=V₂N_2. Setelah konsentrasi asam asetat diketahui dicatat hasilnya dan digunakan sebagai konsentrasi pembanding. Sama dengan cara kerja di atas diambil 25 ml larutan asam asetat yang sama di masukkan ke dalam corong pisah, kemudian ditambahkan 5 ml eter, dikocok sambil membuka-buka kerannya. Lapisan larutan asam asetat diambil dan diukur sebanyak 10 ml, kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan diberi 2 tetes indikator fenolptalein. Larutan tersebut dititer dengan larutan standar natrium hidroksida 0,5 N. Dihitung konsentrasi asam asetat dan dibandingkan konsentrasinya dengan asam asetat yang tidak diekstraksi.

3. Sublimasi

Diletakkan ke dalam cawan penguap naftalena (2 gram) digerus bersama dengan 2 gram arang aktif atau krokoal. Tutup cawan penguap dengan kaca arloji yang diatasnya telah diletakkan kapas basah. Panaskan cawan penguap dengan api kecil. Proses sublimasi dihentikan jika sudah tidak ada lagi zat yang menyublim. Kumpulkan zat murni hasil sublimasi yang diperoleh, timbang beratnya dan tentukan titik lelehnya sesuai dengan cara kerja penentuan titik leleh.

BAB IV

DATA HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1     Data Hasil Pengamatan

          Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan

Reaksi	Pengamatan
Ekstraksi dengan perbandingan warna
Larutan resorsinol + FeCl3 + eter Terbentuk dua lapisan : -lapisan atas -lapisan bawah, diekstraksi + eter	Warna larutannya ungu pekat Terbentuk gas Warna larutannya mulai memudar, Warna ungu pekatnya menjadi ungu pudar.
Ekstraksi dengan cara titrasi
CH3COOH + NaOH + Indikator PP CH3COOH + Eter Lapisan CH3COOH + Indikator PP + NaOH	Berwarna pink pada volume 9,8 mL Terbentuk Gas Berwarna pink pada volume 8,25 mL
Sublimasi
Naftalena + Krokoal	Terbentuk gas yang kemudian membeku menjadi naftalena murni pada permukaan kaca arloji

4.2       Pembahasan

Percobaan pertama, digunakan sampel berupa resorsinol. Resorsinol memiliki rumus struktur C₆H₆O₂ yang merupakan senyawa polar dan larut dalam air. Gambar 3.1 menunjukkan resorsinol memiliki nama IUPAC Benzena, 1-3 diol sebagai berikut :

                         

           Gambar 3.1 Stuktur Benzena, 1-3.

Resorsinol yang dicampurkan dengan FeCl₃ dan ditetesi 5 mL eter(dietil eter) terbentuk dua lapisan yang diatas lebih pudar dibandingkan lapisan bawahnya. Sebelum ditambahkan eter, resorsinol direaksikan dengan FeCl₃ membentuk warna ungu kehitaman, karena telah berikatan FeCl₃ dengan resorsinol dengan reaksi  seperti gambar 3.2.

Gambar  3.2 Ikatan antara resorsinol dengan FeCl₃

Fe sebagai atom pusat akan berikatan dengan resorsinol yang berperan sebagai ligan. Atom pusat adalah atom transisi yang dapat menerima pasangan elektron bebas dari ligan menempati orbital-orbital kosong pada 3d, 4s, 4p, dan 4d pada ion pusat. Ligan adalah sebuah ion atau molekul netral yang mampu mengikat secara koordinasi atom atau ion logam pusat dalam senyawa komplek. Ligan berperan sebagai basa lewis (donor pasangan elektron). Setelah direaksikan dengan penambahan eter, warna larutan menjadi pudar karena resorsinol dan eter terekstrak, sedangkan resorsinol murni membentuk lapisan, eter sebagai pelarut  mampu melarutkan resorsinol. Warna larutan memudar juga dikarenakan zat pengotor dalam larutan berkurang saat proses ekstraksi.

Percobaan kedua, ekstraksi dengan cara titrasi. Dimana ekstraksi adalah penarikan suatu zat dengan pelarut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair. Seringkali campuran bahan padat dan cair tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis. Karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisikanya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah. Hal ini pula yang terjadi pada percobaan ke dua. Setelah dihitung konsentrasi dari asam asetat yang kemudian dijadikan larutan pembanding dengan konsentrasi dari larutan asam asetat yang tidak diekstraksi, hasil yang diperoleh 0,49 N, sedangkan konsentrasi kedua lebih kecil daripada konsentrasi pertama yaitu 0,412 N.

Hal ini terjadi karena jumlah ekstraksi yang relatif besar dengan jumlah pelarut yang lebih kecil. Sehingga menyebabkan perbedaan yang signifikan antara konsentrasi asam asetat yang diekstraksi dengan asam asetat yang tidak diekstraksi. Persen ekstraksi asam asetat yang diperoleh sebesar 14,8 %. Titrasi sangat membutuhkan ketelitian karena proses titrasi akan dihentikan ketika mencapai titik pertama terjadi perubahan warrna.

Percobaan ketiga adalah pemurnian senyawa dengan proses sublimasi. Sublimasi adalah suatu proses pemurnian berdasarkan sifat senyawa yang dapat berubah wujud dari padat ke gas. Pada percobaan ini, bahan atau sampel yang digunakan adalah kapur barus. Kapur barus mengandung naftalena. Naftalena merupakan senyawa organik yang bersifat non polar dengan gambar 3.3 menunjukkan formula C₁₀H₈ sebagai berikut :

                         

                               Gambar 3.3 stuktur C₁₀H₈

komponen pada percobaan ini adalah adanya krokoal dan kapas basah. Krokoal berfungsi sebagai penyerap zat lain pada kapur barus. Sedangkan kapas basah digunakan sebagai kondensor yang menurunkan suhu uap naftalena murni sehingga naftalena berubah wujud dari gas menjadi padat kembali. Rekasi yang terjadi adalah

C₁₀H_8(s)   ⟶   Uap C₁₀H_8(g)  (es atau kapas dingin) ⟶   Kristal C₁₀H_8(s)

                                                    

Setelah proses pemanasan terbentuk uap naftalena membentuk kristal. Kristal merupakan suatu padatan yang tersusun secara teratur

Fenolftalen(phenolpthalein) adalah asam ringan yang digunakan untuk tujuan medis dan ilmiah. Biasanya digunakan untuk menguji keasaman zat lain. Phenolpthalein sering digunakan untuk titrasi, umumnya tidak larut dalam air tetapi dapat larut dalam beberapa jenis alkohol, seperti etanol dan eter. Secara umum pemisahan dan pemurnian senyawa organik dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

a. Filtrasi (penyaringan), adalah pemisahan zat padat dari suatu larutan berdasarkan ukuran partikelnya yang berbeda menggunakan kertas saring. Contohnya bubuk kapur tulis ditambahkan air diaduk lalu disaring menggunakan kertas saring yang sangat kecil. Kapur tulis akan tersaring diatas kertas saring dikarenakan partikel kapur tulis tidak dapat menembus pori-pori kertas saring sedangkan air dapat melewati kertas saring, karena partikel air lebih kecil daripada pori-pori kertas saring tersebut

b. Dekantasi (pengendapan), salah satu jenis reaksi umumnya berlangsung dalam larutan berair adalah reaksi pengendapan yang cirinya adalah terbentuknya produk yang tidak larut, atau endapan. Endapan adalah padatan tak larut yang terpisah dari larutan. Rekasi pengendapan biasanya melibatkan senyawa-senyawa ionik

c. Destilasi, merupakan cara pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan titik didih komponen-komponen penyusunnya. Prinsip kerja cara penyulingan ini didasarkan pada perbedaan titik didih dari dua zat yang bercampur atau pertikelnya yang satu mendidih atau menguap sedangkan yang lain tidak.

Aplikasi pemurnian dalam kehidupan sehari-hari banyak diterapkan pada industri besar dan industri rumah tangga. Prinsip pemurnian dalam bidang industri seperti pemurnian bijih emas, pemurnian bijih besi , pemurnian timah, serta pemurnian senyawa-senyawa tumbuhan yang memiliki khasiat bagi kesehatan dalam industri farmasi dan pemurnian lainnya. Sedangkan pemurnian dalam industri rumah tangga seperti pemurnian garam dari pengotornya dengan cara rekristalisasi, pemurnian air minum dengan proses filtrasi dan pemurnian minyak dengan destilasi atau ekstraksi. Selain itu masih banyak lagi beberapa prinsip pemurnian yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

BAB V

KESIMPULAN

            Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :

·           Pemurnian senyawa dapat dilakukan dengan cara ekstraksi dengan melihat perbandingan warna, ekstraksi dengan cara titrasi dan sublimasi.

·           Uji ekstraksi dengan perbandingan warna, terbentuknya lapisan warna yang lebih pudar

·           Uji ekstraksi dengan cara titrasi diperoleh konsentrasi asam asetat kedua lebih kecil dibandingkan konsentrasi asam asetat pertama

·           Uji sublimasi memurnikan naftalena yang dicampurkan dengan korkoal menggunakan kapas basah sebagai pendingin menghasilkan kristal naftalena.

DAFTAR PUSTAKA 

Achmadi, Suminar, 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern, terjemahan dari Principles of Modern Chemistry, oleh Oxtoby, Erlangga, Jakarta.

Arsyad, M.N. 2001. Kamus Kimia Arti dan Penjelasan Istilah. Gramedia. Jakarta

Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., and Wood, J.H. 1989. Kimia Untuk Universitas jilid 2 Terjemahan Hadyana. Erlangga. Jakarta.

Pudjaatmaka, 1994, Kimia Analisa Kuantitatif Anorganik, terjemahan dari Vogel Text Book of Quantitative Inorganic Analysist Including Elementary Instrumental, oleh J.Bassel, EGG, Erlangga, Jakarta.

Riawan, 2010, Kimia Organik. Binarupa Aksara. Tanggerang

Saptoraharjo, 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, terjemahan dari Basic Concept of Analytical Chemistry oleh Sm. Khopkar Ul. Press, Jakarta.

Syahmani. 2007. Kimia Organik. Ganesha. Bandung                   

Syukri. 1999. Kimia Dasar . ITB. Pres . Bandung.