Banyak senyawa dan berbagai jenis unsur kimia yang tidak ditemukan di alam dalam bentuk murninya, tapi ditemukan sebagai bagian dari proses dasar dalam proses campuran. Oleh karenanya, setidaknya pemisahan zat dari dalam prinsip pemisahan dan pemurnian ini menjadi bagian penting dari penerapan kimia dan industri modern.
Disisi lain, manusia sendiri telah memisahkan campuran untuk mendapatkan zat spesifik yang mereka butuhkan. Salah satu contoh pemisahan campuran secara kimia misalnya saja dengan mengekstraksi ikatan logam dari bijih untuk membuat perkakas dan senjata.
Pemisahan Campuran
Pemisan campuran adalah serangkaian proses penyusun yang dilakukan untuk memisahakan sifat fisik dan jenis zat kimia sehingga ditemukan proses senyawa yang sesuai dengan kebutuhan dan keinginan dalam penggunaan berbagai alat laboratorium kimia.
Jenis Metode Pemisahan Campuran
Adapu untuk macam-macam bentuk dalam metode pemisahan campuran, diantaranya;
-
Menggunakan corong pisah (separating funnel)
Corong pisah kerapkali digunakan untuk memisahkan komponen campuran antara dua fase cair yang tidak bercampur. Satu fase adalah fase air dan fase lainnya adalah pelarut organik. Dasar yang digunakan dalam pemisahan campuran dengan teknik yang satu ini adalah perbedaan massa dalam contoh pemuaian zat cair.
Cairan yang memiliki massa jenis lebih banyak membentuk lapisan bawah dan cairan yang memiliki massa jenis lebih sedikit membentuk lapisan atas.
-
Kromatografi
Kromatografi kolom adalah teknik pemisahan yang digunakan untuk memisahkan berbagai komponen dalam campuran cairan. Hal ini awal mulanya diperkenalkan oleh Ilmuwan Rusia Michael Tswett. Kromatografi melibatkan sampel yang dilarutkan dalam pelarut tertentu yang disebut fase gerak (mobile phase).
Fase gerak tersebut bisa berupa gas atau cairan. Fase gerak kemudian dilewatkan melalui fase lain yang disebut fase diam (stationary phase). Fase diam dapat berupa bahan padat yang dikemas dalam pelat kaca atau selembar kertas kromatografi.
Berbagai komponen campuran bergerak dengan kecepatan berbeda, menyebabkannya terpisah. Ada berbagai jenis teknik kromatografi seperti kromatografi kolom, KLT, kromatografi lapis tipis, kromatografi kertas, dan kromatografi gas.
Kromatografi kertas adalah salah satu metode kromatografi penting. Kromatografi kertas menggunakan kertas sebagai fase diam dan pelarut cair sebagai fase gerak. Dalam kromatografi kertas, sampel diletakkan di atas kertas dan kertas dengan hati-hati dicelupkan ke dalam pelarut. Pelarut naik ke atas kertas karena aksi kapiler dan komponen campuran naik pada laju yang berbeda dan dengan demikian dipisahkan satu sama lain.
-
Filtrasi
Filtrasi adalah metode pemisahan yang digunakan untuk memisahkan zat murni dalam campuran yang terdiri dari partikel yang beberapa di antaranya berukuran cukup besar untuk ditangkap dengan bahan berpori (misalnya kertas saring). Ukuran arti partikel dapat sangat bervariasi, tergantung jenis campurannya.
Misalnya, air sungai adalah campuran yang mengandung organisme biologis alami seperti bakteri, virus, dan protozoa. Beberapa filter air bisa menyaring bakteri, yang memiliki ukuran panjang sekitar 1 mikron. Campuran lain, seperti tanah, memiliki ukuran partikel yang relatif besar, yang dapat disaring melalui penyaring kopi.
-
Sentrifugasi
Terkadang partikel padat dalam suatu cairan sangat kecil dan dapat melewati kertas saring. Untuk partikel seperti itu, teknik filtrasi tidak dapat digunakan untuk pemisahan. Campuran semacam itu dipisahkan dengan sentrifugasi. Jadi, sentrifugasi adalah proses pemisahan bahan yang tidak larut dari cairan dimana filtrasi normal tidak bekerja dengan baik.
Sentrifugasi didasarkan pada ukuran, bentuk, dan kepadatan partikel, viskositas medium, dan kecepatan rotasi. Prinsipnya adalah bahwa partikel yang lebih padat dipaksa ke bawah dan partikel yang lebih ringan tetap berada di atas ketika berputar dengan cepat.
Alat yang digunakan untuk sentrifugasi disebut sentrifugal. Sentrifugal terdiri dari dudukan tabung sentrifus yang disebut rotor.
-
Destilasi Sederhana
Destilasi sederhana adalah metode pemisahan campuran kimia yang digunakan untuk pemisahan komponen campuran yang mengandung dua cairan larut yang mendidih tanpa dekomposisi dan memiliki perbedaan titik didih yang cukup.
Proses destilasi sederhana, uap, dan vakum akan senantisa melibatkan pemanasan cairan ke titik didihnya, dan memindahkan uap ke bagian dingin peralatan, kemudian mengembunkan uap dan mengumpulkan cairan yang terkondensasi dalam wadah. Dalam proses ini, ketika suhu zat cair naik, tekanan uap zat cair tersebut meningkat.
Ketika tekanan uap cairan dan tekanan atmosfer mencapai tingkat yang sama, cairan masuk ke dalam keadaan uapnya. Uap melewati bagian yang dipanaskan dari peralatan sampai menyentuh permukaan dingin dari kondensor berpendingin air. Ketika uap mendingin, itu akan mengembun dan melewati kondensor dan dikumpulkan ke penerima melalui adaptor vakum.
-
Destilasi Fraksional
Arti destilasi fraksional digunakan untuk pemisahan campuran dua atau lebih cairan yang dapat bercampur dengan perbedaan titik didih kurang dari 250 K. Peralatan untuk destilasi fraksional serupa dengan peralatan destilasi sederhana, kecuali bahwa kolom fraksionasi dipasang di antara labu destilasi dan kondensor.
Kolom fraksionasi sederhana adalah tabung yang dikemas dengan manik-manik kaca. Manik-manik memberikan permukaan bagi uap untuk mendingin dan mengembun berulang kali. Ketika uap suatu campuran dilewatkan melalui kolom fraksionasi, karena kondensasi dan penguapan yang berulang, uap cairan dengan titik didih yang lebih rendah pertama-tama keluar dari kolom fraksionasi, mengembun dan dikumpulkan dalam labu penerima.
Cairan lainnya, dengan titik didih sedikit lebih tinggi, dapat dikumpulkan dengan cara yang sama di labu penerima lain.
-
Penguapan (Evaporasi)
Penguapan adalah teknik yang digunakan untuk memisahkan campuran homogen di mana ada satu atau lebih padatan terlarut. Metode ini menghilangkan komponen cairan dari komponen padat. Prosesnya biasanya melibatkan pemanasan campuran sampai tidak ada lagi cairan yang tersisa.
Sebelum menggunakan metode ini, campuran sebaiknya hanya mengandung satu komponen cairan, kecuali jika tidak penting untuk mengisolasi komponen cairan. Hal itu disebabkan karena semua komponen cairan akan mengalami penguapan seiring waktu, sehingga teknik pemisahan yang satu ini sesuai untuk memisahkan padatan terlarut dari cairan.
Di banyak belahan dunia, garam meja diperoleh dari penguapan air laut. Panas untuk proses tersebut berasal dari matahari
-
Elektroforesis
Elektroforesis adalah gerakan partikel terdispersi relatif terhadap fluida di bawah pengaruh medan listrik yang seragam secara spasial. Elektroforesis dengan partikel bermuatan positif (kation) dinamakan kataforesis, sedangkan elektroforesis dengan partikel bermuatan negatif (anion) dinamakan anaforesis.
Fenomena elektrokinetik elektroforesis diamati untuk pertama kalinya pada tahun 1807 oleh profesor Rusia Peter Ivanovich Strakhov dan Ferdinand Frederic Reuss di Universitas Moskow, yang memperhatikan bahwa penerapan medan listrik konstan menyebabkan partikel tanah liat tersebar di air untuk bermigrasi (berpindah tempat).
Proses pemisahan dengan teknik elektroforesis biasanya digunakan di laboratorium untuk memisahkan makromolekul berdasarkan pada ukurannya. Selain itu, teknik ini juga digunakan secara luas dalam analisis DNA, RNA dan sintesis protein.
-
Ekstraksi
Dalam kimia, ekstraksi bisa diartikan sebagai proses pemisahan yang terdiri atas pemisahan suatu zat dari matriks. Contoh umum termasuk ekstraksi cair-cair, dan ekstraksi fase padat. Distribusi zat terlarut antara dua fasa ialah kondisi kesetimbangan yang dapat dijelaskan oleh teori partisi.
Hal tersebut didasarkan pada bagaimana persisnya analit bergerak dari pelarut awal ke pelarut ekstraksi. Istilah pencucian (washing) juga dapat digunakan untuk merujuk pada ekstraksi dimana pengotor diekstraksi dari pelarut yang mengandung senyawa yang diinginkan.
-
Fraksionasi aliran medan
Fraksionasi aliran medan (Field-flow fractionation), disingkat FFF, adalah teknik pemisahan di mana medan (termal, listrik, magnet, hidrolik, gravitasi, dan lain-lain) diterapkan pada suspensi yang diencerkan dalam fluida atau ke larutan yang dipompa melalui suatu aliran yang panjang dan sempit.
Teknik ini dirancang dan dilaporkan oleh J. Calvin Giddings pada tahun 1976. Giddings, yang dikreditkan untuk penemuan FFF, adalah profesor kimia dan spesialis kromatografi dan teknik pemisahan di Universitas Utah. Metode FFF unik untuk teknik pemisahan lainnya karena dapat memisahkan material pada kisaran ukuran koloid yang lebar dengan tetap mempertahankan resolusi tinggi.
-
Flotasi
Flotasi buih merypakan proses untuk melakukan pemisahan bahan hidrofobik dari hidrofilik secara selektif. Teknik ini biasanya digunakan untuk keperluan daur ulang kertas, pengolahan mineral, dan industri pengolahan air limbah. Secara historis ini pertama kali digunakan dalam industri pertambangan, di mana itu adalah salah satu teknologi pendukung yang hebat di abad ke-20.
Teknik pemisahan campuran yang satu ini telah digambarkan sebagai “satu-satunya operasi terpenting yang digunakan untuk pemulihan dan peningkatan bijih sulfida“, yang pada perkembangannya telah meningkatkan pemulihan mineral berharga, seperti mineral yang mengandung tembaga dan timbal.
-
Handpicking (Pemisahan zat dengan tangan)
Metode ini melibatkan pengambilan semua zat yang tidak diinginkan dengan tangan dan memisahkannya dari zat yang berguna. Zat yang dipisahkan mungkin merupakan zat pengotor yang harus dibuang atau mungkin zat yang dipisahkan tersebut berguna. Misalnya, ketika kita memisahkan anggur hitam dari yang hijau dari campuran keduanya.
-
Threshing (Perontokan)
Cara ini banyak dilakukan pada saat panen tanaman. Biasanya, batang gandum akan dikeringkan setelah dipanen. Biji-bijian tersebut kemudian dipisahkan dari batangnya dan ditumbuk ke lantai dengan cara menepuk-nepuk batang kering untuk menghilangkan biji-bijian yang telah dikeringkan.
-
Winnowing (Menampi)
Saat biji-bijian dikumpulkan dari proses perontokan, itu perlu dibersihkan dari sekam sebelum diubah menjadi tepung.
Biasanya pemisahan campuran dilakukan dengan bantuan angin atau hembusan udara. Sekam tertiup angin kencang saat petani menjatuhkan campuran dari ketinggian tertentu ke tanah. Biji-bijian yang lebih berat dikumpulkan di satu tempat.
-
Sieving (Pengayakan)
Sieving atau dikenal pula dengan pengayakan akan senantisa dilakukan untuk memisahkan campuran yang sebagian besar mengandung zat dengan ukuran berbeda. Campuran dilewatkan melalui pori-pori saringan. Semua zat yang lebih kecil dapat lewat dengan mudah sementara komponen campuran yang lebih besar dipertahankan.
Itulah tadi artikel yang bisa kami kemukakan pada semua kalangan berkenaan dengan macam metode dalam teknik pemisahan campuran.
