Pemisahan Campuran

Pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya merupakan hal yang penting dalam berbagai proses komersial. Pada proses pertambangan tembaga, bijih tembaga dipisahkan terlebih dahulu dari mineral sampingan yang ada bersama-sama dalam batuan hasil galian. Bijih tembaga yang telah dipisahkan ini barulah kemudian dapat diolah untuk menghasilkan tembaga murni. Pada kilang minyak, minyak bumi yang merupakan campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon dipisahkan menjadi berbagai produk bahan bakar melalui proses distilasi.

Pemisahan campuran pada dasarnya mengandalkan perbedaan sifat fisis ataupun sifat kimia dari komponen-komponennya. Berikut akan dibahas beberapa metode pemisahan campuran yang umum dikenal.

1. Dekantasi

Dekantasi: pemisahan zat cair (supernatan) dari zat padat (endapan) yang paling sederhana, dengan hanya menuangkan zat cair ke wadah lain secara perlahan-lahan hingga menyisakan endapan saja. Padatan yang ingin dipisahkan harus dapat mengendap ke dasar agar diperoleh zat cair yang jernih. Oleh karena itu, metode ini tidak efektif untuk memisahkan endapan yang terlalu halus.

2. Filtrasi

Filtrasi (penyaringan): pemisahan zat padat dari zat cair dalam suspensi dengan menggunakan suatu medium yang memungkinkan hanya dapat dilewati zat cair sedangkan zat padat akan tertahan. Salah satu medium yang umum digunakan untuk filtrasi di laboratorium adalah kertas saring. Mula-mula kertas saring dilipat menjadi dua bagian sama besar, lalu dilipat kembali dan dibuka membentuk kerucut yang ukurannya sesuai dengan corong. Kertas saring berbentuk kerucut kemudian diletakkan pada corong yang telah disangga. Selanjutnya, campuran zat padat dan zat cair dituang menyusuri batang pengaduk sehingga padatan (residu) akan tertinggal pada kertas saring sedangkan cairan (filtrat) akan menembus kertas saring dan tertampung dalam wadah yang telah disiapkan.

3. Sentrifugasi

Sentrifugasi: pemisahan campuran heterogen padat-cair maupun cair-cair dengan memutarnya pada kecepatan sangat tinggi. Di laboratorium, campuran yang akan dipisahkan diisi ke dalam tabung sentrifuga lalu diputar dengan alat sentrifuga. Semua bagian campuran akan mengalami gaya sentrifugal sehingga tertarik ke dasar tabung. Komponen yang memiliki massa lebih besar atau densitas lebih besar akan lebih dahulu terendapkan pada dasar tabung sentrifuga sehingga komponen-komponen akan terpisah ke dalam lapisan-lapisan. Metode ini biasanya digunakan sebagai alternatif untuk memisahkan suspensi yang partikel padatnya terlalu halus hingga tidak dapat dipisahkan dengan filtrasi. Beberapa aplikasi sentrifugasi, antara lain:

• pemisahan komponen-komponen darah,
• pemisahan susu skim dan lemak susu, dan
• pemisahan air dari pakaian basah pada sistem pengering mesin cuci.

4. Evaporasi

Evaporasi (penguapan): pemisahan zat padat (zat terlarut) dari zat cair (pelarut) dalam larutan dengan memanaskan pelarut hingga habis menguap dan menyisakan zat padat terlarut. Metode ini digunakan pada tambak garam untuk menghasilkan garam dari air laut dengan panas sinar matahari. Kelemahan metode ini adalah tidak cocok digunakan untuk zat terlarut yang mudah terdekomposisi ataupun ikut menguap ketika dipanaskan.

5. Kristalisasi

Kristalisasi: pemisahan zat padat (zat terlarut) dari larutan melalui proses pembentukan kristal zat terlarut dari larutan jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung zat terlarut dengan jumlah maksimum yang masih dapat larut dalam volum pelarut tertentu pada suhu tertentu. Mula-mula larutan jenuh panas dibuat dengan memanaskan larutan hingga sejumlah pelarut menguap. Larutan tersebut kemudian didinginkan perlahan-lahan. Seiring dengan menurunnya suhu, kelarutan dari zat terlarut juga akan menurun dan sejumlah zat terlarut akan mulai tidak dapat larut dan membentuk kristal dalam larutan. Kristal yang terbentuk tersebut kemudian dipisahkan dari larutan.

6. Distilasi (Penyulingan)

Distilasi (penyulingan): pemisahan zat cair (pelarut) dari zat padat (zat terlarut) dalam larutan (misalnya air dari larutan garam), atau dari zat cair lain dengan titik didih berbeda jauh (misalnya air dari aseton) melalui proses penguapan dan kondensasi. Proses distilasi dimulai dari memanaskan campuran hingga zat cair menguap. Uap tersebut akan naik dan memasuki bagian kondensor lalu mengembun. Kondensor, dengan aliran air yang berperan sebagai penukar panas, berfungsi mendinginkan uap panas agar uap terkondensasi kembali menjadi cair. Zat cair murni yang diperoleh dari proses kondensasi ini disebut distilat. Aplikasi distilasi antara lain, untuk pemisahan air tawar dari air laut dan pemurnian air menghasilkan aquades (air suling).

7. Distilasi Bertingkat

Distilasi bertingkat: metode distilasi menggunakan kolom fraksinasi yang lebih efektif untuk memisahkan dua atau lebih zat cair yang perbedaan titik didihnya lebih sedikit. Contoh aplikasi distilasi bertingkat adalah pemisahan minyak bumi menjadi komponen-komponennya (seperti elpiji, bensin, minyak tanah, solar, avtur, dan lain-lain.

7. Pengayakan

Pengayakan: pemisahan zat-zat padat berdasarkan perbedaan ukuran partikel zat, di mana partikel-partikel yang berukuran lebih kecil dapat lolos melewati lubang ayakan sedangkan partikel-partikel yang lebih besar akan tertahan pada ayakan. Metode ini banyak digunakan untuk keperluan analisis tanah.

8. Sublimasi

Sublimasi: pemisahan zat padat yang mudah menyublim dari zat padat sukar menyublim dengan memanaskan campuran. Beberapa contoh zat padat mudah menyublim, antara lain iodin, ammonium klorida, kapur barus (kamper), dan naftalena. Sebagai contoh, campuran kristal padat ammonium klorida dan garam dapur dapat dipisahkan dengan sublimasi menggunakan susunan alat sederhana seperti pada gambar berikut.

9. Pemisahan Magnetik

Pemisahan magnetik: pemisahan zat padat magnetik (seperti besi, kobalt, dan nikel) dari zat padat non-magnetik. Metode ini sangat banyak digunakan dalam penambangan besi maupun pengolahan limbah dan daur ulang besi tua.

10. Ekstraksi

Ekstraksi: pemisahan zat dari campurannya melalui transfer zat tersebut dari satu fasa (padatan ataupun cairan) ke dalam pelarut atau fasa lainnya. Contoh sederhana ekstraksi dalam kehidupan sehari-hari, yaitu ketika kita membuat teh dengan menyeduh daun teh dengan air panas. Zat-zat warna dan zat-zat pemberi aroma teh akan terekstraksi dari daun teh ke dalam air. Di laboratorium kimia, ekstraksi yang paling umum dilakukan adalah ekstraksi cair-cair menggunakan bantuan corong pisah. Ekstraksi cair-cair merupakan pemisahan zat menggunakan dua pelarut berbeda yang tidak saling melarutkan, di mana keberhasilan pemisahan bergantung pada kelarutan relatif dari zat yang dipisahkan dalam masing-masing pelarut.

11. Kromatografi

Kromatografi: pemisahan campuran berdasarkan kuat interaksi masing-masing komponen dengan fasa gerak dan fasa diam. Fasa gerak pada kromatografi merupakan zat gas ataupun zat cair tertentu yang disesuaikan terhadap fasa diam yang digunakan. Fasa diam dapat berupa zat padat tertentu yang disusun dalam suatu kolom kaca, lapisan silika tipis, atau kertas kromatografi. Fasa gerak akan “membawa” komponen-komponen campuran bergerak melalui fasa diam. Komponen yang larut lebih baik dalam fasa gerak akan bergerak lebih cepat melewati fasa diam. Sedangkan, komponen yang mengalami interaksi tarikan antarmolekul lebih kuat dengan fasa diam akan bergerak lebih lambat. Dengan demikian, komponen-komponen campuran dapat dipisahkan berdasarkan pergerakannya bersama fasa gerak pada fasa diam. Beberapa aplikasi kromatografi, antara lain untuk pemisahan zat-zat warna penyusun tinta, pemisahan protein, analisis zat-zat aditif dalam makanan, dan analisis zat pestisida dalam air tanah.

Contoh Soal Pemisahan Campuran dan Pembahasan

1. Metode yang paling tepat digunakan untuk memperoleh garam dari air laut adalah …

A. filtrasi
B. dekantasi
C. evaporasi
D. pengayakan
E. kromatografi

Jawab: C

Dengan evaporasi (penguapan), air dari air laut akan habis menguap ke udara dan menyisakan padatan garam.

2. Berikut contoh dari penggunaan distilasi, kecuali …

A. pembuatan air suling
B. pemisahan plasma darah
C. desalinasi air laut
D. pemurnian alkohol
E. pemisahan minyak mentah

Jawab: B

Pemisahan plasma darah dilakukan dengan metode sentrifugasi, bukan dengan distilasi.

Referensi

Cracolice, Mark S. & Peters, Edward I. 2016. Introductory Chemistry: An Active Learning Approach (6^th edition). Boston, MA: Cengage Learning
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2009. Kimia SMA dan MA untuk Kelas X Jilid 1. Jakarta: Esis
amrita.olabs.edu.in,. 2012. “Separation of Mixtures Using Different Techniques“, amrita.olabs.edu.in/?sub=73&brch=2&sim=96&cnt=1, diakses pada 2 Juni 2021 pukul 14.05

Harvey, David. 2021. “Classifying Separation Techniques”, chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Book%3A_Analytical_Chemistry_2.1_(Harvey)/07%3A_Obtaining_and_Preparing_Samples_for_Analysis/7.06%3A_Classifying_Separation_Techniques, diakses pada 4 Juni 2021 pukul 15.36

matharena.com.sg,. 2017. “Introduction to Separation Techniques”, chemistrynotesblog.wordpress.com/seperation-techniques/introduction-to-separation-techniques-2/, diakses pada 14 Juni 2021 pukul 16.23

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI

Materi Kimia lainnya di StudioBelajar.com:

• Tabel Periodik
• Konfigurasi Elektron
• Sifat Koligatif Larutan