Pemisahan Campuran dalam Kimia

Ilustrasi pemisahan campuran dalam kimia

Dalam kimia, sering sekali digunakan istilah, larutan, campuran, dan koloid. Namun tahukah anda bahwa ketiganya memiliki pengertian yang berbeda? Campuran dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan ukuran bentuk partikel penyusunya. Yang pertama adalah campuran homogen dan yang kedua adalah campuran heterogen. Campuran homogen adalah campuran dari dua zat atau lebih yang komponen penyusunnya sudah dapat dibedakan. Contonhya adalah campuran garam dengan air. campuran homogeny selanjutnya lebih dikenal dengan nana Larutan.

Sedangkan campuran heterogen merupakan campuran dua zat atau lebih yang komponen penyusunnya masih dapat dibedakan. Contohnya adalah campuran pasir dengan air. dalam kimia, campuran yang demikian, biasanya sering disebut sebagai koloid.

Cara Pemisahan Campuran

Campuran Di alam ini, terdapat berbagai macam campuran. Contohnya, air garam yang tersusun atas air, garam, dan zat padat terlarut lainnya. Agar unsur dan senyawa dalam campuran dapat dipisahkan, diperlukan beberapa cara yang disesuaikan dengan sifat zat penyusunnya. Pemisahan campuran dalam kimia dapat dilakukan dalam beberapa cara, yaitu sebagai berikut.

1. Filtrasi (Penyaringan)

Filtasi atau penyaringan merupakan salah satu metode pemisahan campuran dalam kimia yang berdasarkan pada perbedaan ukuran partikel zat terlarut dan pelarut.

Apakah kamu pernah membuat es jeruk atau melihat penjual es jeruk sedang melayani pelanggannya? Apa yang digunakan sang penjual es untuk memisahkan air jeruk (sari jeruk) dari ampasnya? Para penjual ini menggunakan alat penyaring dan proses yang dilakukannya disebut filtrasi atau penyaringan.

Dalam melakukan proses ini (penyaringan), perlakuan campuran satu dengan yang lainnya tentu saja beda, bergantung pada sifat penyusun zatnya. Sebagai contoh, alat penyaring yang digunakan untuk menyaring pasir dari kerikil pasti berbeda dengan alat penyaring yang digunakan untuk menyaring tepung dari batu-batu halus.

2. Destilasi (Penyulingan)

Destilasi merupakan salah satu metode pemisahan campuran dalam kimia yang berdasarkan pada perbedaan titik didih zat terlarut dan pelarut.

Ketika kamu akan memisahkan spiritus yang tercampur air, cara yang terbaik digunakan adalah destilasi. Mengapa? Karena titik didih spiritus berbeda dengan titik didih air sehingga keduanya akan berpisah ketika dididihkan.

Coba masukkan campuran spiritus dan air ke dalam labu destilasi, lalu panaskan. Ketika suhu mencapai 80 derajat Celsius, spiritus akan menguap, sementara air belum mencapai titik didihnya (100 derajat Celsius). Setelah itu, dinginkan uap spiritus dalam pendingin Liebieg agar mengembun dan menetes di dalam tabung erlenmeyer.

3. Kristalisasi (Pengkristalan) 

Kristalisasi merupakan salah satu metode pemisahan campuran dalam kimia yang berdasarkan pada kemampuan salah satu zat yang tercampur untuk menguap. 

Setiap hari kamu pasti makan garam. Ya. Setidaknya, garam yang kamu makan itu sudah tercampur di dalam masakan ibumu. Apakah kamu pernah memikirkan bagaimana pemisahan garam dari air laut?

Para produsen garam memisahkan campuran garam dari air laut dengan cara kristalisasi. Hal pertama yang dilakukan adalah mengalirkan air laut ke tambak-tambak, lalu menguapkannya di bawah sinar matahari hingga beberapa hari. Ketika seluruh air laut tersebut menguap, akan diperoleh kristal-kristal garam.

4. Sublimasi

Dalam proses menyublim, zat padat menguap menjadi gas (contohnya kapur barus). Sebagai catatan, proses sublimasi hanya bisa dilakukan ketika zat yang dapat menyublim tercampur dengan zat yang tidak dapat menyublim.

5. Kromatografi

Kromatografi adalah metode pemisahan campuran dalam kimia berdasarkan perbedaan kecepatan merambat antarpartikel penyusun campuran. Rembesan air pada dinding ketika musim hujan juga merupakan contoh proses kromatografi. Dalam proses tersebut, akan muncul garis-garis terpisah pada dinding yang dilalui air.

Dalam penerapannya, proses kromatografi dimanfaatkan untuk memisahkan dan mengidentifikasi zat-zat yang kompleks dari minuman beralkohol, zat warna, dan pestisida.

Setelah kita mengetahui perbedaan antara campuran,larutan dan koloid, serta mengetahui beberapa metode pemisahan campuran dalam kimia, selanjutnya akan dibahas salah satu contoh aplikasi pemisahan campuran dalam kimia. Minyak bumi merupakan salah satu jenis campuran ynag tersusun atas beberapa fraksi. Untuk memisahkan minyak bumi digunakan merode pemisahan dengan destilasi bertingkat. Seerti yang telah diuraikan diatas, destilasi digunakan untuk memisahkan zat yang memiliki perbedaan titik didih. Untuk uraian lebih jelasnya akan di bahas di bawah ini .

Contoh aplikasi Pemisahan campuran dalam Kimia : Pemisahan Minyak Bumi 

Minyak bumi tersusun dari berbagai macam hidrokarbon. Akan tetapi penyusun utamanya adalah alkana dan sikloalkana. Perbandingan unsur–unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

• Karbon    : 83,0 – 87,0 %
• Hidrogen  : 10,0 – 14,0 %
• Nitrogen  :  0,1 – 2,0 %
• Oksigen   :  0,05 – 1,5 %
• Sulfur      :  0,05 – 6,0 %

Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan, yaitu :

• golongan parafinik 
• golongan naphthenik 
• golongan aromatik
• sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil, demikian juga hidrokarbon asetilenik sangat jarang. Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawaan Organo Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam – garam anorganik (sebagai suspensi koloidal). 

Minyak bumi terdiri dari senyawa hidrokarbon berantai panjang dan mengandung berbagai macan alkana yang berbeda jumlah atom C-nya (fraksi). Perbedaan jumlah atom C mengakibatkan perbedaan pada titik didihnya. Proses pengolahan minyak bumi menggunakan destilasi bertingkat. Prinsip pengolahannya adalah minyak mentah dipanaskan melalui tanur pemanasan, kemudian minyak dialirkan ke kolom fraksional sehingga sebagian minyak menguap dan begerak ke atas melalui melalui sengkup gelembung gas. Senyawa dengan rantai panjang akan mencair dan mengalir melalui pelat sehingga terpisah dari fraksi lain. Demikian seterusnya sampai semua fraksi minyak bumi terpisah.

Tahap awal proses pengilangan berupa proses distilasi (penyulingan) yang berlangsung di dalam Kolom Distilasi Atmosferik dan Kolom Distilasi Vacuum. Di kedua unit proses ini minyak mentah disuling menjadi fraksi-fraksinya, yaitu gas, distilat ringan (seperti minyak bensin), distilat menengah (seperti minyak tanah, minyak solar), minyak bakar (gas oil), dan residu. Pemisahan fraksi tersebut didasarkan pada titik didihnya.

Kolom distilasi berupa bejana tekan silindris yang tinggi (sekitar 40 m) dan di dalamnya terdapat tray-tray yang berfungsi memisahkan dan mengumpulkan fluida panas yang menguap ke atas. Fraksi hidrokarbon berat mengumpul di bagian bawah kolom, sementara fraksi-fraksi yang lebih ringan akan mengumpul di bagian-bagian kolom yang lebih atas. Fraksi-fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari kolom distilasi ini akan diproses lebih lanjut di unit-unit proses yang lain, seperti: Fluid Catalytic Cracker, dll.

Fraksi-fraksi Minyak Bumi dan Kegunaannya

Minyak bumi akan menghasilkan fraksi-fraksi yang bisa kita manfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun hasi fraksi minyak bumi beserta kegunaannya disajikan dalam bentuk tabel berikut.

Demikanlah uraian tentang salah satu contoh aplikasi pemisahan campuran dalam kimia di kehidupan sehari-hari. Semoga memberikan tambahan pengetahuan baru.