EKSTRAKSI PELARUT

Ekstraksi : Pemisahan yang dikerjakan dimana satu atau lebih zat terlarut terdistribusi diantara dua pelarut yang saling tak campur ( immiscible) Pelaksanaan ekstraksi dengan : (Skala Laboratorium)

Corong Pemisah Soxchlet Counter Current Craig

Gambar

Hukum Distribusi NernstSolut terdistribusi antara dua cairan yang saling tak campur sehingga perbandingan konsentrasi pada kesetimbangan pada suhu tertentu adalah tetap.Ax 2 = Tetap = Kd Ax 1

X2

X1

X2

X

X1

1

Kd:

Tetapan koefisien distribusi yang tergantung kepada temperatur, tetapi tidak tergantung kepada konsentrasi. Syaratnya, x yang terdistribusi kedalam 2 pelarut tak campur mempunyai BM yang sama

Hasil EkstraksiMisal Xo gram zat dalam Va ml air, larutan ini diekstrak dengan Vo ml pelarut organik. Berapa gram x masih tertinggal dalam fasa air sesudah dilakukan n kali ekstraksi? 1 kali ekstraksi : misal X1 gram zat x tertinggal dalam fasa air

Kd = Sehingga

[ X ]o ( Xo X 1 ) / Vo = Kd [ X ]a = X 1 / Va Va

X1 = Xo Kd .Vo +Va

2 kali Ekstraksi: misal X2gram zat X tertinggal dalam fasa air

[ X ]o =Kd = X2 =

X1 X 2 X2 dan [ X ]a = Vo Va

( X 1 X 2 ) / VoX 2 / VaX 1.Va Kd .Vo + Va Va 2

= X1 Kd .Vo +Va Va = Xo Kd .Vo +Va

dengan cara yang sama pada n kali ekstraksi, zat yang masih tertinggal dalam fasa air adalah: Xn = Xo Kd .Vo +Va Va n

2

Contoh: 40 mg I2 terlarut dalam 100 ml air kemudian diekstraksi dengan pelarut organik CS2. Diketahui nilai Kd I2 CS 2 air pada suhu percobaan = 400 Ditanya: Berapa mg I2 yang masih tertinggal dalam fasa air jikaa. b.

Setelah diekstraksi 1 kali dengan 50 ml CS2 Setelah diekstraksi 2 kali dengan masing masing 25 ml CS2

Jawab a. N = 1 Vo = 50ml 100

Xo = 40 mg

Va = 100ml

X1 = 40 mg = 0.1990 mg 400 .50 +100 I2 yang tertinggal 0,2 mg b. N = 2 Vo = 25 ml 100

Xo = 40 mg2

Va = 100 ml

X2 =40 mg = 0,0039 mg 400 .25 +100 I2 yang tertinggal 0,004 mg Berapa kali ekstraksi dengan 25 ml CS2 agar I2 yang tertinggal dalam fasa air = 0,000001 ( 1x10 6mg)? Perhitungan ekstraksi sering dilakukan berdasarkan jumlah ter-ekstrak. Misalkan zat X sebesar W gram dalam Va ml air diekstrak dengan Vo pelarut organik. Satu kali ekstraksi didapatkan Wo gram dalam Vo pelarut organik. W Kd = (W wo ) / Va , K d W Va +K d V o

W- Wo

Wow.kd

W / Vo o

wo = Va + kdVo

Wo =

Wo = mg zat yang terekstraksi dalam fasa organik Fraksi zat terkesktraksi dalam fasa organik fo adalah:

3

Kd w o Fo = = Va + Kd W Vo

Fraksi zat yang tertinggal dalam fasa air, fa adalah Fa = 1 foKd

= 1 - Va + KdVo

Va Kd + Kd Va / Vo Vo = Va - Va + Kd = Va / Vo + kd + Kd Vo Vo

fa =

Va Va + Kd .Vo

Soal!1.

I2 dalam sistem sir Ccl4 memiliki Kd = 85. Sebanyak 50 ml 0,010 M larutan I2 dalam air diekstraksi dengan 50 ml Ccl4a. b.

Hitung milimol I2 yang diekstraksi Hitung konsentrasi I2 dalam fasa air setelah diekstraksi

2.

Dua kali ekstraksi dengan 20 ml pelarut organik dapat memindahkan 89 % soket dari 100 ml larutan air. Hitung harga tetapan koefisien distribusi 50 ml 0,050 M larutan X dalam air diekstraksi dengan kloroform. Hitung Kd yang dapat menyisakan 1,0 x 10-3 M. X dalam fasa air a. b. untuk 2 kali ekstraksi 25 ml dan 10 kali ekstraksi masing masing 10 ml kloroform

3.

4

Ekstraksi Asam LemahAsam lemah dalam fasa air akan terionisasi, dalam fasa organik tidak terionisasi Fasa organik [HA]o Fasa air [HA]n Ka A- + H+

Ka =

[ HA ]n [ HA ]o Kd = [ HA ]aD =

[H ][ A ]+

,

[A-]a =Ka

[ HA ]a

[H ]a+

Angka banding distribusi D Total asam dalam fasa organik Total asam dalam fasa air D =

[ HA ]o [ HA ] a + [ A ]a

=

[ HA ]o [ HA ]a + Ka [ HA ]n

[ H ]a+

Kd = 1 + Ka H+

[

]

Efisiensi ekstraksi dapat dicapai dengan mengatur pH Contoh: 1gram asam benzoat dilarutkan dalam 100 ml air kemudian diekstrak dengan 100 ml eter. Diketahui Kd = 100 dan Ka = 6,5 x 10 3. Hitung D untuk pH 3, 5 dan 7Kd 1 + Ka / H +

Jawab: D =

5

PH

= 3, [H+]=10-3 5, [H+]=10-5 7, [H+] =10-7 10, [H+]=10-10

D = 93,9 D = 13,3 D = 0,15 D = 0,00015

% ekstraksi dan faktor pemisahanKd

% ekstraksi = % E = fo = Va + KdVo Kd .100 Va %E= + Kd Vo

x100

atau

D.100 Va %E= +D Vo

Kd =

Va %E V a %E . atau D = Vo 100 % E V 100 % E o

Faktor Pemisahan S D1 D2 =D1 D2

= harga D untuk komponen 1 = harga D untuk komponen 2

Pemisahan kuantitatif, 99% zat terpisahkan dari zat lainnya untuk 1 kali ekstraksi. Supaya minimal 99 % terekstraksi S ==

D1 D2 Va / Vo.%E1 /(100 % E1 ) Va / Vo.% E2 /(100 % E2 ) % E1 /(100 % E1 ) % E2 /(100 % E2 ) % E1 (100 % E2 ) x % E2 (100 % E1 )

=

=

6

=

(100 1) 9 9 x = 99 x 99 = 9801 104 (100 99 ) 1

Contoh Soal1.

Dua basa lemah, A dan B masing masing memiliki tetapan ionisasi Kb, A = 1 x 10-4 dan Kb,b =1 x 10-8. Dalam sistem kloroform.air keduanya memiliki harga koefisien distribusi (Kd) yang sama sebesar 10. Bagaimana caranya memisahkan dua basa ini secara ekstraksi menggunakan pelarut kloroform supaya fakor pemisahan sekali ekstraksi 99%.

2.

Dua asam lemah HX dan HY masing masing memiliki Kd 5 dan 50 dalam sistem etanol air. Tetapan ionisasi Kd masing masing 1.0 x 10 kedua pelarut sama. Hitung pH minimum agar D = 1054

dan 1.0 x 10-8. Hitung

perbandingan distribusi D kedua asam ini pada pH 4 sampai 11. Anggap volume 3. Diketahui data 2 macam asam sebagai berikut Kd HA HB 10 1000 Ka 1x10 -5 1 x10-10

Hitung perbandingan distribusi (D) kedua asam pada pH 4, 5, 6, 7, 8 dan 10. Jika perbandingan kedua D (Faktor pemisahan) S. kuantitatif = 106 , tanpa terkontaminasi HA yang nyata,berapa pH terendah sehingga pemisahan dapat dilakukan? HA HB S pH 4 D=? D=? 15 pH 5 200 pH 6 2200 pH 7 5000 pH 8 7000 pH 10 8500

Misal [HA] = [HB] =1M

[A-] = tidak perlu dihitung [HB] = 0,5 M

Miasl [HA] [HB]; [HA] = 2 M

7

EKSTRAKSI LOGAM Pemisahan logam dalam analisis sangat penting. Logam dalam larutannya selalu dalam bentuk ionnya. Ion logam dibuat tak bermuatan dengan jalan pengkompleksan sehingga dapat larut dalam pelarut organik. Pembentukan kompleks dapat melalui dua cara: Kompleks Sepit (khelat) Kompleks asosiasi ion 1. Kompleks Sepit Reaksi umum pembentukan kompleks Sepit: Mn+ + nRMn+R-

MRn = ion logam dengan muatan n = Liganda (donor elektron) = kompleks Sepit yang tak bermuatan

MRn Contoh:

Gambar

Angka banding distribusi (D) Mn+ + nRH MRn + H+

8

Dalam Fasa Organik [Mn+]a + [nR]a Dalam Fasa Air [H+]a + [R-]a Ka Dalam keadaan setimbang terdapat spesi kimia Fasa organik Fasa air Ka [HR]a [H ]a + n[R ]a Kf [M ] + nRn+ + -

[MRn]o Kdx [MRn]a

+ [RH]o Kdr [RH]a

[MRn]o dan [RH]o [RH]a, MRn, nR-, R-, RH+dan Mn+

Kesetimbangan yang terjadi ada 4 macam:

[H ] [R ] Ka =[ RH ] a+ a + n a

n a

[MRn]a

[Mn ] [ R ] Kf =[ MRn ] aKdx =

n a

Kdx [MRn]o Kdr n[RH]o n [RH]a Kdr = [MRn]a

[ MRn ]o [ MRn ]an [ RH ] o [ RH ] n a

D = Konsentrasi total M dalam fasa organik Konsentrasi total M dalam fasa air [CM]o = [MRn]o [CM]a = [MRn]a + [Mn+] maka D=

=

[CM ]o [ CM ] a

[ MRn ]o [ MRn ]a + [ M n + ]a[MRn-1]+1 [MRn-2]dsb

Selain [MRn]a masih ada pula kompleks lain seperti: Mn+ + n-1 R

Tetapi dengan penambahan logam berlebih kompleks kompleks ini dapat diabaikan.

9

Dalam banyak ekstraksi kompleks sepit,[MRn]a