REKRISTALISASI DAN TITIK LELEH

Transkripsi

1 REKRISTALISASI DAN TITIK LELEH I. Tujuan Dapat memahami teknik teknik dasar dalam pemisahan dan pemurnian zat padat dengan rekristalisasi serta menentukan kemurniannya dengan titik leleh. II. Teori Zat padat umumnya mempunyai kelarutan terbatas dalam pelarut cair. Fraksi mol I 2 dalam CCl 4 mencapai jenuh pada 25 sekitar 0,011. Jika dibandingkan dengan Br 2 yang berwujud cair pada suhu sama tidak mempunyai batas kelarutan dalam CCl 4 sehingga Br 2 dalam CCl 4 tidak dapat membentuk larutan jenuh. Perbedaan gaya tarik antar molekul menyebabkan zat padat mempunyai kelarutan terbatas di dalam suatu pelarut. Gaya tarik antar molekul dalam zat padat lebih besar daripada gaya tarik antar molekul dalam zat cair untuk suhu yang sama, sehingga dapat diduga bahwa gaya tarik antar molekul I 2(s) lebih besar daripada gaya tarik antarmolekul CCl 4(l). oleh sebab itu, kelarutan I 2 dalam CCl 4 relatif rendah. Keadaan ini didukung oleh fakta bahwa zat padat dengan titik leleh lebih rendah akan memiliki kelarutan yang lebih besar dibandingkan dengan zat padat dengan zat padat yang memiliki titik leleh lebih tinggi untuk struktur molekul yang serupa. Zat padat nonpolar atau sedkit polar memiliki kelarutan tinggi dalam zat cair yang memiliki kepolaran rendah, tettapi kelarutannya rendah dalam pelarut polar. Zat terlarut Titik leleh/ Fraksi mol terlarut Antrasen 218 0,008 Fenantren 100 0,210 Naftalen 80 0,260 Bifenil 69 0,390 Kelarutan hidrokarbon dalam benzene pada 25 Yayan Sunarya.2012.hal:9 1

2 Pelelehan adalah konversi dari keadaan padat ke cair. Titik leleh normal suatu padatan ialah suhu pada saat padatan dan cairan berada dalam kesetimbangan dibawaha tekanan 1 atm. Titik leleh normal es adalah 0,00, sehingga air cair dan es berada bersama sama dalam waktu tak berhingga (dalam kesetimbangannya) pada suhu ini dan tekanan 1 atm. Jika suhu diturunkan sedikit saja, maka semua air akan membeku; jika suhu dinaikan sedikit saja, semua es akhirnya akan meleleh. Istilah normal sering ditiadakan dalam pembicaraan titik leleh sebab titik leleh kurang bergantung pada tekanan. Dibandingkan titik didih, titik leleh lebih bergantung pada bentuk molekul dan pada rincian interaksi molekul, jadi, keragaman titik leleh kurang sistematis bila dibandingkan dengan gaya tarik. Pengendepan terkontrol dengan memainkan kelarutan adalah teknik yang banyak digunakan untuk memurnikan produk reaksi dalam kimia sintesis. Menjalankan reaksi dapat memakan waktu barjam jam, tetapi kerja lanjutannya (pemisahan produk mentah) dan pemurnian berikutnya membutuhkan waktu sampai mingguan. Rekristalisasi, satu dari metode yang paling ampuh untuk pemurnian zat padat, didasarkan atas perbedaan antara kelarutan zat dan kotorannya. Sebuah produk tidak murni dilarutkan dan diendapkan kembali, berulang kali jika perlu, dengan pengawasan hati hati terhadap factor yang mempengaruhi kelarutan. Dalam rekristalisasi, sebuah larutan mulai mengendapkan sebuah senyawa bila larutan tersebut mencapai titik jenuh terhadap senyawa tersebut. Dalam pelarutan, pelarut menyerang zat padat dan mensolvatasinya pada tingkat partikel individu. Dalam pengendapan, terjadi kebalikannya: tarik menarik zat terlarut terjadi kembali saat zat terlarut meninggalkan larutan. Saat Litium Sulfat (Li 2 SO 4 ) mengedap dalam air, satu molekul air ikut terbawa persatuan rumus : 2Li + (aq) + (aq) + H 2 O Li 2 SO 4.H 2 O (s) Pelarut yang mempunyai ikatan longgar seperti ini dikenl dengan pelarut kristalisasi. Dengan melarutkan dan kemudian mengendapkan suatu senyawa dapat juga menghasilkan bahan dengan rumus kimia berbeda dan massa 2

3 berbeda. Sebagai akibatnya, proses rekristalisasi untuk pemurnian produk hasil reaksi harus direncanakan dengan harti hati. David W Oxtoby.2001.Hal 144&344 Jika suatu reagensia dengan kemurnian yang memadai untuk suatu penetapan tertentu tidak tersedia, maka produk termurni yang tersedia harus dimurnikan. Zat padat dengan bobot yang diketahui dilarutkan dalam air dengan volume cukup untuk memperoleh jenuh atau hamper jenuh pada titik didih: dapat dihunakan piala, labu Erlenmeyer, ataupun pinggan porselen. Zat padat itu kemudian dipisahkan dari larutan induk dengan penyaringan dengan menggunakan salah satu tipe corong Buchner yang ditunjukan dalam gambar Beberapa zat padat atau terlalu dapat larut, atau kelarutannya tidak cukup berubah oleh temperature, sehingga kristalisasi langsung dari dalam suatu pelarut menjadi tidak praktis. Dalam banyak hal, dapat diendapkan dari, katakan suatu larutan air yang pekat dengan penambahan suatu cairan, yang dapat campur dengan air, dalam mana zat padat itu kurang dapat larut. Umumnya digunakan etanol dalam mana banyak senyawa anorganic hamper tak larut, harus dijaga agar banyknya etanol atau pelarut lain yang ditambahkan tidak terlalu banyak sehingga kotoran ikut mengendap. Kalium hydrogen karbonat dan stibium kalium tartrat dapat dimurnikan dengan metode ini. J. Bassett Hal:108&

4 III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Alat - Corong tangkai pendek 15 cm - Corong Buchner 15 cm - Erlenmeyer 125 dan 200 ml - Karbon / arang / norit - Etanol 95% - Pembakar Bunsen - Labu isap 250 ml - Kaca arloji - Kertas saring - Alat thiele Bahan - Asam benzoat murni - Asetanilida - Naftal 3.2 Skema Kerja Penentuan Titik Leleh Kristal Benzoat Murni - Digerus sebagian sampai halus Dimasukkan kedalam tabung kapiler hingga tingginya sekitar 0,5 cm Dipanaskan dengan api kecil hingga meleleh Diperhatikan dan dicatat hasilnya Hasil 4

5 3.2.2 Rekristalisasi Kristalisasi dari pelarut air Asetinilida Kotor 5 gr Dimasukkan ke dlaam Erlenmeyer 250ml Ditambahkan air panas 50 ml secara bertahap sambil diaduk sampai larut Ditambahkan sedikit berlebih 5 7 ml air panas Didihkan campuran ini diatas kasa asbes dengan Bunsen Ditambahkan sedikit demi sedikit 0,5 1 gr karbon/norit sambil diaduk Didihkan beberapa saat supaya penyerapan warna lebih sempurna Larutan Dituang ke atas corong yang telah disediakan sebelumnya tanpa menunggu dingin Diulangi pemanasan dan penyaringan jika larutan terlanjur dingin Filtrat 5

6 Dibiarkan dingin dengan penurunan suhu secara perlahan hingga terbentuk kristal Kristal Disaring dengan menggunakan corong Buchner yang telah dilengkapi dengan peratalan pengisapan Dicuci dengan sedikit air dingin sebanyak satu sampai dua kali Ditekan dengan spatula sekering mungkin Ditimbang dan ditentukan titik lelehnya. Hasil Pengamatan Kristalisasi dalam pelarut organic Naftalena kotor 5 gr Dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 ml Ditambahkan 20 ml etanol 95% secara bertahap sambil diaduk Dipanaskan dan dididihkan didakam penangas air 6

7 Diangkat dan ditambahkan 0,5 gr karbon / norit sambil diaduk Dididihkan kembali sebentar di atas penangas air, Disaring selagi panas di atas corong kaca kertas saring lipat, Filtrat Didinginkan hinga terbentuk Kristal Disaring dengan menggunakan corong Buchner yang telah dilengkapi pengisapan Dicuci dengan 2-3 ml etanol dingin Dikeringkan dengan cara menekan sekering mungkin Ditimbang dan ditentukan titik lelehnya, Hasil 7

8 IV. Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil No Perlakaun Hasil 1 Penentuan Titik Leleh Kristal benzoate murni dimasukkan Percobaan ini tidak dilakukan hingga selesai, karena dibutuhkan kedalam tabung reaksi dan waktu yang cukup lama hingga dipanaskan diatas penangas air, benzoate meleleh semuanya, dicatat suhunya ketika benzoat tepat menurut literature titik leleh meleleh. benzoal yaitu 122,4 dan thermometer yang dipergunakan hanya sampai Kristalisasi dari pelarut air 5 gr asetinilida dilarutkan dengan 50 ml air panas dan didihkan kemudian - Massa Kristal + kertas saring = 5,399 gram - Massa kertas saring = 1 gram ditambahkan 0,5 gr karbon, - Massa Kristal = 4,399 gram kemudian disaring, filtratnya dibiarkan hingga membentuk Kristal. Kristal yang terbentuk kemudian di keringkan dan ditimbang 3 Kristalisasi denga pelarut organik 5 gr naftalena kotor, 2o ml etanol 95% dipanaskan hingga mendidih, diangkat dan ditambahkan 0,5 gr karbon dan dipanaskan kembali lalu - Massa Kristal + kertas saring = 5,939 gr - Massa kertas saring = 1 gr - Massa Kristal = 4,939 gr disaring selagi panas, filtratnya didiamkan hingga terbentuk Kristal. Kristal yang terbentuk dikeringkan dan ditimbang. 8

9 4.2 Pembahasan Titik Leleh dan Cara Penentuannya Titik leleh senyawa murni adalah suhu dimana fasa padat dan fasa cair senyawa tersebut berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm. Titik leleh suatu zat padat tidak mengalami perubahan yang berarti dengan adanya perubahan tekanan. Oleh karena itu tekanan biasanya tidak dilaporkan pada penentuan titik leleh, kecuali kalau perbedaan dengan tekanan normal terlalu besar. Pada umumnya titik leleh senyawa organic mudah diamati sebab temperatur dimana pelelehan mulai terjadi hampir sama dengan temperatur dimana zat telah meleleh semuanya. Trayek suhu leleh senyawa murni biasanya tidak lebih dari satu derajat, sedangkan senyawa tidak murni trayek leleh lebih makin lebar. Pada percobaan penentuan titik leleh ini, praktikan belum berhasil menentukan titik leleh dari Kristal benzoate, karena pada saat penentuan titik leleh ini, praktikan melakukannya secara manual dan tidak menggunakan alat penentuan titi leleh seperti metling point apparatus, hal ini disebabkan karena alat melting point apparatus tidak berfungsi dengan baik, sehingga praktikan melakukan secara manual dengan menggunakan penangas air. Dengan menggunakan penangas air pun praktikan masih belum berhasil untuk menentukan titik leleh dari asam benzoate karena thermometer yang digunakan yaitu thermometer dengan skala 100, hal ini bertolak belakang dengan apa yang akan dilakukan, asam benzoate memiliki titik leleh 122, sehingga untuk menentukan titik leleh asam benzoate diperlukan thermometer dengan skala lebih dari 100. Asam benzoat adalah senyawa turunan benzena yang salah satu atom hidrogennya tersubstitusi oleh gugus asam karboksilat (-COOH). Dengan demikian asam benzoat mempunyai rumus molekul C 6 H 5 COOH. Produk ini merupakan bahan kimia yang berupa asam organik padat berbentuk kristal putih, mudah terbakar, larut dalam alkohol, ether, mudah menguap, dan mudah meledak. Asam benzoat dengan nama dagang benzenecarboxylic acid atau carboxybenzene merupakan carboxylic acid aromatik yang paling sederhana. 9

10 Asam benzoat dan garamnya digunakan untuk mengawetkan makanan, yang biasanya mempunyai kode E210, E211, E212, and E213. Kadar asam benzoat dalam makanan berkisar antara 0,05-0,1%. Asam benzoat terbukti mampu menghambat pertumbuhan bakteri dan jamur. Asam benzoat juga digunakan sebagai larutan standar untuk mengtahui kapsitas kalor pada kalorimeter bom. Di bidang medis, asam benzoat digunakan untuk perawatan kulit akibat jamur Rekristalisasi Rekristalisasi adalah pemurnian zat padat dari campurannya atau pengotornya dengan cara mengkristalkan kembali setelah dilarutkan dalam pelarut yang cocok. Prinsip rekristalisasi itu sendiri yaitu perbedaan kelarutan anatara zat yang akan dimurnikan dengan kelarutan zat pencampurnya. Metoda rekristalisasi didasarkan pada prinsip bahwa zat tertentu mempunyai sifat kelarutan tertentu yang berbeda dari campuran lainnya, dalam suatu system pelarut tertentu. Ada tiga tahapan dasar rekristalisasi yaitu : 1. Melarutkan zat padat campuran dalam pelarut yang minimal, biasanya pada titik didihnya. 2. Kristalisasi selektif dalam suatu pelarut tertentu, dengan cara menurunkan suhu larutan secara perlahan. 3. Penyaringan terhadap Kristal murninya dipisahkan dari larutannya Kristalisasi dari pelarut air Kristalisasi dengan pelarut air yakni melarutkan zat padat yang akan direkristalisasi dengan menggunkan air. Zat padat yang digunakan adalah asetinilida. Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer, dimana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Asetinilida berbentuk butiran berwarna putih 10

11 (kristal) tidak larut dalam minyak parafin dan larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Asetanilida atau sering disebut phenilasetamida mempunyai rumus molekul C 6 H 5 NHCOCH 3. Pada percobaan ini digunakan air panas agar zat padat dapat melarut sempurna karena asetinilida tidak dapat larut dalam air pada suhu kamar, asetinilida dapat larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Ketika dilakukan pemanasan ditambahkan karbon yang bertujuan untuk menyerap atau menghilangkan warna yang terdapat dalam campuran. Kemudian dipanaskan agar karbon aktif tersebut dapat melakukan penyerapan warna lebih sempurna. Campuran disaring selagi panas untuk memisahkan karbon aktif dari campuran. Residu yang dihasilkan dari penyaringan berwarna hitam dan filtrat berwarna bening yang setelah didinginkkan terbentuk kristal. Kristal yang terbentuk disaring dengan corong Buchner yang telah dilengkapi dengan alat penghisap, Kristal yang terbentuk dicuci dengan air agar didapatkan kristal yang lebih murni. Kristal yang didapat pada percobaan ini sebanyak 4,399 gram dengan kemurnian 87,98% ini menunjukan Kristal yang didapat cukup murni karena setelah dilakukan perhitungan zat pengotor yang didapat sebesar 0,601 gram. Akan tetapi, pada percobaan ini pengeringan Kristal yang didapat tidak maksimal karena proses pengeringan dilakukan dibawah sinar matahari dan hanya dilakukan sebentar sehingga kemungkinan Kristal masih mengandung zat pelarut dan zat pengotornya, walaupun setelah dilakukan perhitungan zat pengotornya tidak terlalu banyak.pada percobaan ini seharusnya praktikan juga melakukan penentuan titik leleh dari asetinilida, namun karena keterbatasan waktu jadi penentuak titik leleh tidak dilakukan. Menurut literature, titik leleh dari asetinilida sebesar 114,16 o C. 11

12 Pada percobaan ini pelarut yang digunakan adalah air, karena : 1. Pelarut air tidak melarutkan asam benzoat pada suhu kamar, tetapi dapat melarutkan setelah dipanaskan. 2. Titik didih air lebih rendah dibandingkan asam benzoat. 3. Pelarut tidak bereaksi dengan zat yang dimurnikan karena titik didih air lebih rendah daripada titik leleh zat terlarut asam benzoat Kristalisasi dalam pelarut Organik Kristalisasi dengan menggunkan pelarut organik, disini digunakan etanol sebagai pelarut organiknya dan zat padat yang dikristalisasi adalah naftalena. Naftalena adalah hidrokarbon kristalin aromatik berbentuk padatan berwarna putih dengan rumus molekul C10H8 dan berbentuk dua cincin benzena yang bersatu. Senyawa ini bersifat volatil, mudah menguap walau dalam bentuk padatan. Uap yang dihasilkan bersifat mudah terbakar. Pada percobaan ini, naftalena dilarutkan dalam etanol dan menghasilkan larutan yang keruh. Kemudian dipanaskan dan semua naftalena larut dengan larutan berwarna bening. Untuk menghilangkan pengotor yang mungkin ada pada naftalena maka ditambahkan carbon sebagai penyerap zat pengotor yang terkandung. Penambahan arang aktif membuat larutan berwarna hitam. Larutan disaring selagi masih panas agar zat padat yang tersuspensi dalam larutan dapat dipisahkan dari naftalena, sehigga dari penyaringan didapatkan filtrat yang murni. Setelah semua kristal terbentuk, mencuci kristal dengan etanol agar kristal yang dihasilkan lebih bersih. Pada kristalisasi naftalena ini digunakan etanol karena etanol mempunyai sifat-sifat yang cocok sebagai pelarut dalam rekristalisasi ini yaitu : 1. Tidak dapat melarutkan naftalena pada suhu kamar, tetapi dapat melarutkannya setelah dipanaskan. 12

13 2. Titik didih etanol lebih rendah yaitu 78 o C yang mempermudah pengeringan kristal naftalena yang ternemtuk, karena etanol mudah menguap. 3. Etanol tidak bereaksi dengan naftalena karena titik didih etanol lebih rendah daripada naftalena, sehingga naftalena mudah terurai menjadi senyawa lain. Dari hasil perhitungan didapatkan hasil kadar kemurnian naftalena sebesar 98,78%. Ini menunjukan naftalena yang diperoleh melalui rekristalisasi ini hampir mendekati murni, dengan zat pengotor sebanyak 0,061 gram. Pengeringan Kristal yang terbentuk hanya dengan bantuan sinar matahari sehingga kemungkinan besar naftalena yang ditimbang masih mengandung air. Disini seharusnya praktikan melakuakn penentuan titik leleh dari naftalena, akan tetapi penentuan titik leleh ini tidak dilakukan, menurut literature nilai titik leleh naftalena yaitu 80.2 C V. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang didapat dari percobaan ini adalah 1. Titik leleh senyawa murni adalah suhu dimana fasa padat dan fasa cair senyawa tersebut berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm. Penentuan titik leleh dapat dilakukan dengan menggunakan alat penentuan titik leleh seperti melting point apparatus 2. Titik leleh asam benzoate menurut literature yaitu Rekristalisasi adalah pemurnian zat padat dari campurannya atau pengotornya dengan cara mengkristalkan kembali setelah dilarutkan dalam pelarut yang cocok. 4. Kadar kemurnian asetinilida sebesar 87,98% dan Menurut literature titik leleh dari asetinilida sebesar 114,16 o C. 5. Kadar kemurnian naftalena sebesar 98,78% dan menurut literature nilai titik leleh naftalena yaitu 80.2 C 5.2 Saran Untuk kelancaran jalannya praktikum, diharapkan kelengkapan alat dan bahan yang akan dipergunakan, sehingga praktikan dapat melakukan percobaan sebagaimana mestinya. 13

14 VI. DAFTAR PUSTAKA Basset, J Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik Edisi Keempat. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. Oxtoby, David Prinsip Prinsip Kimia Modern. Jakarta : Erlangga Sunarya, Yayan Kimia Dasar 2. Bandung : Yrama Widya 14