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 Nernst Solut terdistribusi antara dua cairan yang saling tak campur sehingga perbandingan

konsentrasi pada kesetimbangan pada suhu tertentu adalah tetap.

X1 X2 = Tetap = Kd

1

X

X2

X1

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 = = = Kd

Sehingga X1 = Xo

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

= dan =

Kd =

X2 =

= X1

= Xo

dengan cara yang sama pada n kali ekstraksi, zat yang masih tertinggal dalam fasa air

adalah:

Xn = Xo

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 jika

a. Setelah diekstraksi 1 kali dengan 50 ml CS2

b. Setelah diekstraksi 2 kali dengan masing – masing 25 ml CS2

Jawab

a. N = 1 Vo = 50ml Xo = 40 mg Va = 100ml

X1 = 40 mg = 0.1990 mg

I2 yang tertinggal 0,2 mg

b. N = 2 Vo = 25 ml Xo = 40 mg Va = 100 ml

X2 =40 mg = 0,0039 mg

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 W- Wo Wo

Kd = , wo =

Wo = W

Wo = mg zat yang terekstraksi dalam fasa organik

Fraksi zat terkesktraksi dalam fasa organik fo adalah:

3

Fo = =

Fraksi zat yang tertinggal dalam fasa air, fa adalah

Fa = 1 – fo

= 1 -

= - =

fa =

Soal!

1. I2 dalam sistem sir – Ccl4 memiliki Kd = 85. Sebanyak 50 ml 0,010 M larutan I2

dalam air diekstraksi dengan 50 ml Ccl4

a. Hitung milimol I2 yang diekstraksi

b. 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

3. 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. untuk 2 kali ekstraksi 25 ml dan

b. 10 kali ekstraksi masing – masing 10 ml kloroform

4

Ekstraksi Asam LemahAsam lemah dalam fasa air akan terionisasi, dalam fasa organik tidak terionisasi

Fasa organik [HA]o

Fasa air [HA]a A- + H+

Ka

Ka = , [A-]a =Ka

Kd =

Angka banding distribusi D

D = Total asam dalam fasa organik

Total asam dalam fasa air

D =

=

=

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 7

Jawab: D =

5

% ekstraksi dan faktor pemisahan

% ekstraksi = % E = fo =

% E = atau % E =

Kd = atau D =

Faktor Pemisahan

S =

D1 = harga D untuk komponen 1

D2 = harga D untuk komponen 2

Pemisahan kuantitatif, 99% zat terpisahkan dari zat lainnya untuk 1 kali ekstraksi.

Supaya minimal 99 % terekstraksi

S =

=

=

= x

= x = 99 x 99 = 9801 104

Contoh Soal

1. 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

6

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 –4 dan 1.0 x 10-8. Hitung

perbandingan distribusi D kedua asam ini pada pH 4 sampai 11. Anggap volume

kedua pelarut sama. Hitung pH minimum agar D = 105

3. Diketahui data 2 macam asam sebagai berikut

Kd Ka

HA 10 1x10 -5

HB 1000 1 x10-10

Hitung perbandingan distribusi (D) kedua asam pada pH 3, 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?

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+ + nR- MRn

Mn+ = ion logam dengan muatan n

R- = Liganda (donor elektron)

MRn = kompleks Sepit yang tak bermuatan

Contoh:

Gambar

Angka banding distribusi (D)

Mn+ + nRH MRn + H+

8

Dalam Fasa Organik [MRn]o + [RH]o

Kdx Kdr

[Mn+]a + [nR]a [MRn]a

Dalam Fasa Air [H+]a + [R-]a [RH]a

Ka

Dalam keadaan setimbang terdapat spesi kimia

Fasa organik [MRn]o dan [RH]o

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

Kesetimbangan yang terjadi ada 4 macam:

Ka

[HR]a [H+]a + n[R-]a Ka =

Kf

[Mn+] + nR- [MRn]a Kf =

Kdx

[MRn]o [MRn]a Kdx =

Kdr

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

D = Konsentrasi total M dalam fasa organik =

Konsentrasi total M dalam fasa air

[CM]o = [MRn]o

[CM]a = [MRn]a + [Mn+]

maka

D =

Selain [MRn]a masih ada pula kompleks lain seperti:

Mn+ + n-1 R [MRn-1]+1

[MRn-2]dsb

9

Tetapi dengan penambahan logam berlebih kompleks – kompleks ini dapat diabaikan.

Dalam banyak ekstraksi kompleks sepit,[MRn]a << [MRn]o sehingga [MRn]a +

[Mn+]a [Mn+]. Angka banding distribusi menjadi

D = Kdx =

[MRn]o = Kdx [MRn]a

D =

Dengan memasukkan harga – harga spesi kimia dalam kesetimbangan diperoleh

rumus: D =

Dengan mengambil = K eks

D = K eks

Log D = Log K eks + n Log [HR]o – n Log [H+]a

Log D = Log K eks + n Log [HR]o + n pH

Log D

Slope = n

Intersept

pH

Intersept = log K eks + n log [HR]o

Slope = n

Dari kurva ini:

a. semakin tinggi muatan ion logam n, lereng garis semakin besar (semakin curam)

b. bila [HR]o dirubah, garis kurva akan berubah letaknya sepanjang sumbu pH

10

Dari persamaan akhir ekstraksi:

a. Persamaan tidak lagi terdapat [Mn+]. Artinya persamaan tersebut berlaku untuk

jumlah renik maupun makro ion logam Mn+

b. Untuk 2 logam M atau N yang berbeda, dengan sendirinya nilai Kf dan Kdx

berbeda, sehingga D untuk M berbeda dengan D untuk N

Harga D dapat diubah – ubah dengan mengatur pH fasa air.

11