Menurut
hukum distribusi Nernst bila dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur
dimasukkan solute yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut, maka akan
terjadi pembagian kelarutan. Kedua pelarut tersebut umumnya pelarut organik dan
air.
Dalam
campuran solute akan terdistribusi dengan sendirinya ke dalam dua pelarut
tersebut, setelah di kocok – kocok, kemudian dibiarkan maka akan terjadi
2 fasa yang terpisah. Perbandingan kosentrasi solute di dalam kedua pelarut
tersebut tetap dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut
dikenal dengan tetapan distrbusi atau koefisien distribusi.
Koefisien
distribusi (KD) dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
KD
= C2/C3 atau KD = Co/Ca
C1
atau Ca adalah kosentrasi solute dalam pelarut pertama atau pelarut air
C2
atau Co adalah kosentrasi solute dalam pelarut dua atau pelarut organik
Sesuai
dengan kesepakatan, kosentrasi solute dalam pelarut organik dituliskan di
bawah. Dari rumus diatas apabila harga KD besar, solut secara kuantitatif akan
cenderung terdistribusi lebih banyak dalam pelarut organik demikian sebaliknya.
Rumus
diatas dapat berlaku jika
- Solute tidak ter ionisasi dalam salah satu pelarut
- Solut tidak berasosiasi dalam salah satu pelarut
- Zat terlarut tidak dapat bereaksi dengan salah satu pelarut atau adanya reaksi – reaksi lain
Ekstraksi
campuran-campuran merupakan suatu teknik dimana suatu larutan (biasanya dalam
air) dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua (biasanya organik), yang
pada hakikatnya tidak tercampurkan dengan yang pertama, dan menimbulkan
perpindahan satu atau lebih zat terlarut (solut) ke dalam pelarut kedua itu.
Untuk suatu zat terlarut A yang didistribusikan antara dua fasa tidak
tercampurkan a dan b, hukum distribusi (atau partisi) Nernst menyatakan bahwa
asal keadaan molekulnya sama dalam kedua cairan dan temperatur adalah konstan :
II. TEORI
Distribusi adalah
penyebaran aktifitas zat terlarut yang dilarutkan dalam dua pelarut yang tidak
saling melarutkan. Menurut hukum distribusi yang dinyatakan
oleh Nernst pada tahun 1891, bahwa suatu zat yang terlarut akan membagi diri
antara dua pelarut yang tidak saling melarutkan sedemikian rupa, sehingga
perbandingan aktifitas pada keadaan setimbang dan suhu tertentu adalah tetap.
Hukum distribusi berlaku
apabila:
1.
Larutan encer
Apabila konsentrasi zat terlarut tinggi,
misalnya asam asetat dalam air dan kloroform, maka asam asetat dalam air
cenderung untuk mengalami asosiasi. Asosiasi tersebut dapat digambarkan dengan
terbentuknya ikatan hydrogen antara molekul asam asetat, sehingga konsentrasi
dinyatakan persamaan:
Dimana:
Ka = tetapan distribusi
a1
= aktifitas zat dalam pelarut 1
a2
= aktifitas zat dalam pelarut 2
n =
perbandingan berat molekul pelarut 1 dan 2
Maka persamaan tersebut tidak berlaku karena
hukum distribusi akan menyimpang, sehingga persamaan menjadi:
2.
Zat terlarut mempunyai massa molekul relatif yang sama
untuk kedua pelarut tersebut karena angka konstan.
Angka perbandingan
distribusi tidak tergantung pada spesies atau jenis molekul yang mungkin ada.
Harga perbandingan berubah dengan sifat dasar dari zat terlarut serta
temperatur, sedangkan angka berubah apabila konsentrasi zat berubah dalam kedua
pelarut setelah tercapai kesetimbangan pada temperatur tertentu dalam larutan
tertentu, sehingga akan memberikan persamaan:
Kc merupakan konstanta
terpakai sebagai koefisisen distribusi. Konsntanta distribusi disebut juga
konstanta partisi.
Hukum distribusi banyak
dipakai dalam proses ekstraksi pelarut dalam analisa, antara lain:
1.
Mengelurkan brom dan iod dalam larutan air apabila
larutan iod dalam air dikocok dengan karbon disulfide.konsentrasi ion dalam
disulfida dapat dipisahkan dengan corong pisah dan dilakukan berulang kali.
Dengan cara ini, konsentrasi iod dalam larutan air menjadi kecil.
2.
Uji dalam analisa kuantitatif
Kromium pentaoksida lebih larut dalam
alkoholamil dari air dengan mengocok larutan encer dalam air dengan adanya
kromat atau H2O2.
3.
Studi hidrolisis
Dalam hidrolisis suatu garam dari basa lemah
dengan asam kuat atau asam lemah dengan basa kuat terdapat kesetimbangan antara
garam, basa, atau asam bebas.
Pada industri, ekstraksi
dipakai untuk menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan dalam hasil seperti
minyak tanah, minyak goreng, dan lain-lain. Dapat dinyatakan bahwa proses
ekstraksi adalah proses pengambilan zat terlarut dalam larutan dengan pelarut
lain.
Harga konstanta distribusi
atau partisi dapat digunakan untuk menentukan derajat disosiasi. Derajat
disosiasi merupakan beberapa bagian yang terurai dalam suatu larutan.
Persamaan untuk disosiasi :
Bila harga C1
dan C2 dihitung dari dua harga konsentrasi zat pelarut maka harga Kc
dapat dihitung dengan menjelaskan dua persamaan dengan dua bilangan yang tidak
diketahui.
Penambahan zat pada kedua lapisan cairan yang tidak bercampur akan membuat zat
tersebut terdistribusi diantara kedua lapisan.
Pendistribusian ini tidak
menutupi terjadinya kemungkinan disosiasi ataupun asosiasi zat dalam
salah satu lapisan ataupun keduaaanya. Terdapat dua kasus utama yang
sering terjadi pada penambahan ketiga zat yaitu tidak berdisosasiasi ataupun
asosiasi dalam kedua larutan. Kasus ini dapat berlangsung persamaan distribusi.
I.
HUKUM DISTRIBUSI
Bila suatu sistem terdiri dari dua lapisan
cairan yang tidak tercampur atau sebagian, jika ditambahkan zat ketiga yang
larut dalam kedua lapisan tersebut, maka zat terlarut tersebut akan
terdistribusi diantara kedua lapisan dengan perbandingan tertentu.
II.
Kesetimbangan Reaksi
Suatu keadaan dimana kecepatan reaksi dari
kiri ke kanan sama dengan kecepatan dari kanan ke kiri.
III.
Titrasi Redoks
Salah satu cara analisis yang memungkinkan
kita untuk mengukur jumlah pasti dari suatu larutan dengan mereduksikannya
dengan larutan lain yang konsentrasinya lebih diketahui dan didasarkan pada
proses pemindahan elektron antara zat pengoksidasi dan pereduksi.
IV.
Prinsip Le Chatelier
Bila suatu sistem yang berada dalam
kesetimbangan dinamik dipengaruhi oleh sesuatu dari luar, sehingga
kesetimbangan terganggu, maka sistem akan memberikan reaksi perubahan pada arah
yang akan mengurangi pengaruhi gangguan dan bila memungkinkan akan
mengembalikan sistem kembali keadaan setimbang tersebut.
Kesetimbangan adalah
keadaan dimana reaksi berakhir dengan suatu campuran yang
mengandung baik zat hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada diruas
kanan dibagi hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada diruas kiri,
masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.
Dalam percobaan yang
dilakukan, yaitu dalam larutan encer molekul iodium berekaksi lemah I-
membentuk ion I3-. kesetimbangan reaksi yang terjadi
berlangggsung cepat sekali sehingga sulit untuk mengukur konsentrasi dari
komponennya menggunakan peralatan kimiawi.
Koefisien dan Angka Banding Distribusi pada Ekstraksi
02:05 No comments
Pada
sistem heterogen, reaksi berlangsung antara dua fase atau lebih. Jadi pada
sistem heterogen dapat dijumpai reaksi antara padat dan gas, atau antara padat
dan cairan. Cara yang paling mudah untuk menyelesaikan persoalan pada sistem
heterogen adalah menganggap komponen-komponen dalam reaksi bereaksi pada fase
yang sama.
Kesetimbangan
heterogen ditandai dengan adanya beberapa fase. Antara lain fase kesetimbangan
fisika dan kesetimbangan kimia. Kesetimbangan heterogen dapat dipelajari dengan
3 cara :
a. Dengan mempelajari tetapan kesetimbangannya, cara ini digunakan untuk kesetimbangan kimia yang berisi gas.
b. Dengan hukum distribusi nerst, untuk kesetimbangan suatu zat dalam 2 pelarut.
c. Dengan hukum fase, untuk kesetimbangan yang umum.
a. Dengan mempelajari tetapan kesetimbangannya, cara ini digunakan untuk kesetimbangan kimia yang berisi gas.
b. Dengan hukum distribusi nerst, untuk kesetimbangan suatu zat dalam 2 pelarut.
c. Dengan hukum fase, untuk kesetimbangan yang umum.
Hukum
distribusi adalah suatu metode yang digunakan untuk menentukan aktivitas zat
terlarut dalam satu pelarut jika aktivitas zat terlarut dalam pelarut lain
diketahui, asalkan kedua pelarut tidak tercampur sempurna satu sama lain.
Faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien distribusi diantaranya:
1. Temperatur yang digunakan.
Semakin tinggi suhu maka reaksi semakin cepat sehingga volume titrasi
menjadi kecil, akibatnya berpengaruh terhadap nilai k.
2. Jenis pelarut.
Apabila pelarut yang digunakan adalah zat yang mudah menguap maka akan sangat mempengaruhi volume titrasi, akibatnya berpengaruh pada perhitungan nilai k.
3. Jenis terlarut.
Apabila zat akan dilarutkan adalah zat yang mudah menguap atau higroskopis, maka akan mempengaruhi normalitas (konsentrasi zat tersebut), akibatnya mempengaruhi harga k.
4. Konsentrasi
Makin besar konsentrasi zat terlarut makin besar pula harga k.
Harga K berubah dengan naiknya konsentrasi dan temperatur. Harga k tergantung jenis pelarutnya dan zat terlarut. Menurut Walter Nersnt, hukum diatas hanya berlaku bila zat terlarut tidak mengalami disosiasi atau asosiasi, hukum di atas hanya berlaku untuk komponen yang sama.
1. Temperatur yang digunakan.
Semakin tinggi suhu maka reaksi semakin cepat sehingga volume titrasi
menjadi kecil, akibatnya berpengaruh terhadap nilai k.
2. Jenis pelarut.
Apabila pelarut yang digunakan adalah zat yang mudah menguap maka akan sangat mempengaruhi volume titrasi, akibatnya berpengaruh pada perhitungan nilai k.
3. Jenis terlarut.
Apabila zat akan dilarutkan adalah zat yang mudah menguap atau higroskopis, maka akan mempengaruhi normalitas (konsentrasi zat tersebut), akibatnya mempengaruhi harga k.
4. Konsentrasi
Makin besar konsentrasi zat terlarut makin besar pula harga k.
Harga K berubah dengan naiknya konsentrasi dan temperatur. Harga k tergantung jenis pelarutnya dan zat terlarut. Menurut Walter Nersnt, hukum diatas hanya berlaku bila zat terlarut tidak mengalami disosiasi atau asosiasi, hukum di atas hanya berlaku untuk komponen yang sama.
Hukum distribusi banyak dipakai dalam proses ekstraksi, analisis dan penentuan tetapan kesetimbangan. Hukum Distribusi Nernst ini menyatakan bahwa solut akan mendistribusikan diri di antara dua pelarut yang tidak saling bercampur, sehingga setelah kesetimbangan distribusi tercapai, perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua fasa pelarut pada suhu konstan akan merupakan suatu tetapan, yang disebut koefisien distribusi (KD), jika di dalam kedua fasa pelarut tidak terjadi reaksi-reaksi apapun. Akan tetapi, jika solut di dalam kedua fasa pelarut mengalami reaksi-reaksi tertentu seperti assosiasi, dissosiasi, maka akan lebih berguna untuk merumuskan besaran yang menyangkut konsentrasi total komponen senyawa yang ada dalam tiap-tiap fasa, yang dinamakan angka banding distribusi (D).
Tetapan
distribusi atau koefisien distribusi dinyatakan dengan rumus:
dengan
Kd =
Koefisien distribusi,
Co =
konsentrasi larutan pada pelarut organik,
Ca =
konsentrasi larutan pada pelarut air.
Ekstraksi adalah teknik yang sering digunakan bila
senyawa organik (sebagian besar hidrofob) dilarutkan atau didispersikan dalam air.
Pelarut yang tepat (cukup untuk melarutkan senyawa organik; seharusnya tidak
hidrofob) ditambahkan pada fasa larutan dalam airnya, campuran kemudian diaduk
dengan baik sehingga senyawa organik diekstraksi dengan baik. Lapisan organik
dan air akan dapat dipisahkan dengan corong pisah, dan senyawa organik dapat
diambil ulang dari lapisan organik dengan menyingkirkan pelarutnya. Pelarut
yang paling sering digunakan adalah dietil eter C2H5OC2H5, yang memiliki titik
didih rendah (sehingga mudah disingkirkan) dan dapat melarutkan berbagai
senyawa organik.
Keterangan
:
(a)
adalah teknik penggojokan yang dilakukan agar larutan terpisah menjadi dua
fasa, yaitu fasa organik dan fasa air.
(b)
adalah proses memisahkan fasa yang diinginkan ke dalam erlenmeyer
Teknik ini (ekstraksi) bermanfaat untuk memisahkan campuran senyawa dengan berbagai sifat kimia yang berbeda. Contoh yang baik adalah campuran fenol C6H5OH, anilin C6H5NH2 dan toluen C6H5CH3, yang semuanya larut dalam dietil eter. Pertama anilin diekstraksi dengan asam encer. Kemudian fenol diekstraksi dengan basa encer. Toluen dapat dipisahkan dengan menguapkan pelarutnya. Asam yang digunakan untuk mengekstrak anilin ditambahi basa untuk mendaptkan kembali anilinnya, dan alkali yang digunakan mengekstrak fenol diasamkan untuk mendapatkan kembali fenolnya.
Prinsip
kerja pada ekstraksi antara lain :
1.
Prinsip Maserasi
2.
Prinsip Perkolasi
3.
Prinsip Sokhletasi
4.
Prinsip Refluks
5.
Prinsip Destilasi Uap Air
6.
Prinsip Rotavapor
7.
Prinsip Ekstraksi Cair-Cair
8.
Prinsip Kromatografi Lapis Tipis
9.
Prinsip Penampakan Noda.
http://jukrihimaki.blogspot.com/2011/04/koefisien-dan-angka-banding-distribusi.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar