Flotation, Filtration, Chemical Transport Reaction &

Thermodiffusion

Disampaikan Oleh :Linda Jati Kusumawardani

FMIPA-Magister Kimia Universitas Indonesia

1. Flotation

Pengertian :

Proses dimana terjadinya dispersi partikel padat atau cairan, presipitasi, partikel koloid dan zat terlarut dalam air yang kemudian dapat dibawa ke permukaan pada fase air dengan bantuan meningkatkan aliran gelembung udara.

Flotation (Lanjutan)

Gelembung Udara

Material (Hydrophobi

c)

Permukaan air tidak stabil &

akan memecah secara spontan Gelembung akan menarik partikel sehingga akan

tersuspensi

Metode FlotasiSenyawa yang akan dilepas harus hidrofobik, Mengapa????

Untuk menciptakan kondisi agar terjadi kontak dengan gelembung gas.

Untuk memberikansifat menempel pada udara sehingga mineral tersebut senang pada udara diperlukan penambahan Collector merupakan zat organik dalam bentuk asam, basa atau garam yang berbentuk heteropolar, yaitu satu ujungnya senang pada air dan ujung lainnya senang pada udara.

Butiran zat yang mempunyai permukaan hidrofilik akan terikat air sehingga akan tinggal pada dasar tank penampung.

Butiran zat yang mempunyai permukaan non-polar atau hidrofob akan ditolak air, jika ukuran butirannya tidak besar, maka akan naik ke permukaan dan terikat gelembung udara.

Froth Agent yang senyawa untuk mengisolasi senyawa hidrofilik sehingga membuat sifat hidrofilik menjadi hidrofobik.

Aplikasi Metode Flotasi :Flotasi banyak digunakan sebagai metode yang sangat efektif memperoleh sumber daya mineral yang cukup banyak setelah mengalami proses grinding untuk memisahkan dengan pengotor yang tidak diinginkan

How??? mencampur mineral tersebut dalam air, kemudian Mensuspensi mineral tersebut dengan kolektor yang anion dan kation aktif dan surfaktan non-ionogeneous. Kolektor akan menyerap permukaan yang dapat memisahkan partikel-partikel yang rendah dari kebasahan (Hidrofobik)

Kemudian diberikan gelembung udara yang akan dilewati suspensi tersebut senyawa dipisahkan yang dengan cara mengapungkannya dan berbentuk buih yang memiliki permukaan cukup stabil

Butiran mineral halus akan terbawa gelembung udara ke permukaan, sehingga terpisahkan dengan materi pengotor (gangue ) yang tinggal dalam air ( tertinggal pada bagian bawah tank penampung ).

• Reagent lain juga dapat ditambahkan ke dalam suspensi, Yang biasa disebut dengan Suppressors untuk mencegah melekatnya gelembung udara ke material-material yang berat dan sebagai aktivator yang meningkatkan proses adsorpsi kolektor dan sifat hydrophobia.

Metode Flotasi

Flotation After Co-Precipitation

Ionic Flotation

a. Flotation After Co-Precipitation• Organik dan anorganik presipitan dalam larutan

diflotasikan/ diapungkan dengan menggunakan permukaan aktif suatu senyawa yang memiliki muatan berlawanan dengan menggunakan kolektor yang sesuai.

• Kolektor yang biasa digunakan : hidrida atau senyawa organik

• Contoh : 1. Penetapan arsen dalam air murni. Metode yang dilakukan dengan kopresipitasi ion arsenik oleh ion hidroksida pada pH 8-9, Flotasi akan dibawa ke permukaan larutan dalam waktu 30 detik dengan mmenggunakan Sodium Oleate.

Metode Flotasi

Contoh 2. Dengan menggunakan senyawa organik.

Pemisahan Ag dari air melalui teknik copresipitasi dengan penambahan larutan aseton dari 2-mercaptobenzthiozole. Dengan menggunakan metode Flotasi memungkinkan > 95% Ag yang dapat diisolasi dari 0.1 M sea water dalam asam nitrat. Endapan yang terkumpul pada permukaan cairan dipisahkan dengan melewatkan sampel melalui filter kaca berpori dan dianalisis dengan metode AAS.

b. Ionic Flotation

Teknik ini tidak cukup akurat karena pada ionic flotation bukanlah ion yang diflotasikan, namun komponen tersebut terikat pada permukaan senyawa aktif dengan muatan yang berlawanan. Karena permukaan aktif suatu senyawa tersebut dapat memperbesar quantity dibandingkan ion yang dikonsentrasikan dan jumlah tersebut tidaklah diinginkan.

Advantages of flotation over sedimentation:

• High rise velocity permits small tank

• Ability to handle variable solids loading (can adjust air flow)

• Can provide high float concentration (good thickening)

• Can remove low density particles which would require long settling periods. Disadvantages:

•capital costs

•energy, operating costs

A typical flotation system is shown here:

2. FiltrasiDefinisi :

Proses gerak padatan cair atau gas melalui media berpori, disertai dengan isolasi partikel tersuspensi.

Filtrasi dapat digunakan dalam pemisahan aerosol dalam larutan koloid, Selain itu digunakan digunakan juga untuk memisahkan partikel padat yang berada di udara atmosfer dan udara di area daerah produksi.

Prinsip pemisahan unsur runutan diudara memiliki prinsip sampling yang dikombinasian dengan tahap pemisahan dengan cara melewatkan udara pada element filter, kemudian memisahkan partikel-partikel dari filter, kemudian dilakukan pengukuran.

Filtrasi (Lanjutan)Contoh : Penetapan jumlah elemen debu yang berada

di atmosfir. Pengujian dilakukan dengan cara :Udara dilewatkan pada grafit filter yang berdiameter 47 mm selama 24 jam (Kecepatan 6-8 l/min). Konsesntrasi dianalisis dengan metode atomic emission.

Reaksi kimia berlangsung pada elemen penyaring. Contoh untuk menentukan merkuri dalam filter, Filter dibuat kertas serat kaca diresapi dengan yodium sehingga logam terkonsentrasi pada filter tersebut.

Aplikasi Metode Membran untuk Pemisahan dan Prekonsentrasi Berdasarkan Ukuran Partikel.

Filtrasi Microfiltration

Ultrafiltration

Reverse Osmosis

Volatilization through

MembraneDialysis

Electrodialysis

2.1. Ultrafiltrasi

Digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa yang memiliki berat molekul tinggi dan rendah pada fase cair.

BM tersebut akan membuat tekanan yang berbeda antara kedua sisi membran.

2.1. Ultrafiltrasi LanjutanUltrafiltrasi adalah variasi dari membran filtrasi dimana

terjadi gaya dari cairan terhadap membran semi permeabel.Padatan yang tersuspensi dan cairan pekat dengan berat molekul yang besar, dapat tertahan, tetapi air dan cairan pekat dengan berat molekul pencemar yang relatif kecil dapat melewati membran.

Proses pemisahan menggunakan proses ultrafiltrasi biasanya digunakan di bidang industri dan penelitian untuk penjernihan air karena ukuran yang dapat diolah adalah air pekat yang mengandung makromolekul yang memiliki berat atom sekitar 103 - 106 Da (1 Da = 0,000714 gram). Pengolahan menggunakan Ultra filtrasi pada umumnya menggunakan membran berukuran 0.001 mikron – 0.01 mikron

2.1. Ultrafiltrasi (Lanjutan)Biasa digunakan untuk beberapa tujuan teknologi dan

sebagai pemisahan dan metode konsentrasi dalam analisis organik dan biologis, dan untuk melakukan studi analitis untuk tujuan biologi medis.

Tabel particle size untuk teknik filtrasi pada liquid :

Aplikasi UltrafiltasiProses Penjernihan Air

Click Here

2.2. Reverse Osmosis•Prinsip : Filtrasi dengan menggunakan membran semipermiabel. larutan dengan konsentrasi tinggi diberikan tekanan untuk mendorong molekul air melewati membran menuju sisi larutan air. Proses pemisahan ini akan memisahkan antara zat terlarut pada salah satu sisi membran dan pelarut murni di sisi yang lain.

•Membran semipermeabel yang digunakan pada reverse osmosis disebut membran reverse osmosis (membran RO). Membran RO memiliki ukuran pori < 1 nm.

•Metode ini memanfaatkan fenomena osmosis-pelarut secara spontan yang masuk ke dalam larutan melalui membran. Tekanan pada saat terjadi kesetimbangan dalam suatu sistem disebut Tekanan Osmotik.

2.2. Reverse OsmosisContoh :

Metode Pemisahkan radium dari nitrat encer, klorida atau larutan sulfat dengan melewatkan mereka melalui membran berpori.

Membran : Cellulose Acetate Tekanan : 2-2.275 MpaHasil : 88-99% terpisah

2.3. DialysisDialisis merupakan suatu metode yang digunakan

untuk memisahkan biomolekul berukuran besar atau kecil melalui membran semipermeabel. Di dalam larutan, molekul-molekul kecil dapat melalui pori membran, namun molekul-molekul besar tidak dapat.

Pada awalnya hanya membran cellulose, termasuk nitrocellulose dan cellulose acetate yang digunakan .

Contoh : Metode pemisahan molekul besar (seperti pati atau protein) dari molekul kecil (seperti glukosa atau asam amino) dengan difusi selektif melalui membrane semipermeabel.

Namun pada perkembangannya saat ini, membran penukar anion-kation menunjukan kemampuan yang baik untuk dilakukan pemisahan.

2.3. DialysisDonnan System adalah Proses ketika sauatu elektrolit dapat

dipisahkan dengan elektrolit yang lain dalam larutan. Donnan system memiliki 2 sifat yang cocok untuk pemisahan unsur-unsur runutan, yaitu :

1. Ion akan secara spontan terdifusi melalui membran dari larutan yang yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi.

2. Konsentrasi ion dalam receiver-elektrolit akan sesuai dengan konsentrasi awal dalam senyawa yang dianalisis dan durasi waktu dialisis. Tingginya nilai koefisien konsentrasi dapat dicapai dalam pemilihan kondisi yang sesuai.

3. Chemical Transport ReactionPrinsip: Transport reaction mirip dengan sublimasi, namun

dalam hal ini tidak ada senyawa yang diuapkan. Penguapan dari senyawa volatil intermediete akan

berfungsi sebagai zat pembawa.Unsur runutan dibawa dari satu zona ke yang lain

dalam tiga cara, yaitu oleh :a. Aliran dari gas reagent yang bereaksi dengan

produkb. Difusi molekul dari gas reagent dan produkc. Difusi konvektif gas reagent dan produk reaksi.

3. Chemical Transport ReactionBanyak digunakan untuk memperoleh senyawa kemurnian

tinggi, dan juga lapisan epitaksial dan monokristal.

Selain kemudahan mengendalikan proses dan kemungkinan otomatisasi, reaksi ini tidak menghasilkan limbah, proses dapat dilakukan dalam siklus tertutup dan gas reagent atau gas pembawa selalu kembali ke siklus.

Metode ini baik untuk zat yang relatif sederhana yang dapat membentuk produk gas antara yang mampu mengubah kembali ke keadaan padat ketika kondisi (suhu, tekanan) bervariasi.

3. Chemical Transport ReactionContoh : Pemurnian Nickel dengan Transport

reaction nickel tetrecarbonyl.

Nikel ditempatkan pada ujung tube, udara digantikan dengan gas CO. Nickel tetracarbonyl akan terbentuk pada ujung tube yang dingin.Reaksi : Ni + 4CO Ni(CO)4

Difusi sampai pada suhu tinggi, produk dekomposisi intermediet yang dihasilkan adalahReaksi : Ni(CO)4 Ni + 4CO

3. Chemical Transport Reaction (Lanjutan)

Nikel terisolasi dan menempel pada dinding tube yang bersuhu panas, kemudian karbon monoksida kembali lagi untuk berdifusi dengan nikel yang berada pada ujung tube bersuhu dingin.

4. ThermodiffusionAdalah metode pemisahan, didasarkan pada bentuk

gradien konsentrasi dalam gas atau campuran cairan bidang temperatur yang tidak seragam.

Ini adalah metode yang cukup efektif untuk memisahkan campuran gas, khususnya untuk memecahkan masalah yang kompleks dari pemisahan isotop uranium setelah mentransfer matriks dalam gas heksafluorida.

Metode ini dapat dilakukan dalam tabung kaca biasa ditutup di kedua ujungnya, salah satu ujung yang didinginkan sementara yang lain dipanaskan.

Namun dalam praktek analisis belum digunakan.

Terima Kasih

4. Thermodiffusion (Lanjutan)Secara umum prinsip thermodifusi adalah :

Click Here