1 / 36

Ekstraksi

Ekstraksi. Ekstraksi cair-cair. Pengantar. Ekstraksi cair-cair adalah pemisahan komponen dari suatu campuran cair dengan mengontakkan pada cairan lain Sering disebut juga Ekstraksi cair atau ekstraksi pelarut ( solvent extraction ) Pemisahan berdasar perbedaan kelarutan.

saxon
Download Presentation

Ekstraksi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ekstraksi Ekstraksi cair-cair Dr.-Ing. Misri Gozan

  2. Pengantar • Ekstraksi cair-cair adalah pemisahan komponen dari suatu campuran cair dengan mengontakkan pada cairan lain • Sering disebut juga Ekstraksi cair atau ekstraksi pelarut (solvent extraction) • Pemisahan berdasar perbedaan kelarutan Dr.-Ing. Misri Gozan

  3. Alat-alat utama dan Tahapan • Pencampuran atau mengkontakkan antara campuran dengan solven • Pemisahan 2 fasa yang terbentuk • Pengambilan kembali (removal and recovery) solven dari tiap fasa yang terbentuk Solven Pemisahan (Separator) Pencampuran (Mixer) Ekstrak E Rafinat R Campuran Dr.-Ing. Misri Gozan

  4. Sistem kontak ganda Ekstrak 2 Ekstrak 1 Solven Solven Pemisahan (Separator) 2 Pemisahan (Separator) 1 Pencampuran (Mixer) 2 Pencampuran (Mixer) 1 Campuran Rafinat 2 Rafinat 1 Dr.-Ing. Misri Gozan

  5. Jenis-jenis • Fisis • Kimiawi: • Melibatkan pertukaran kation, cth: ekstraksi metal dengan asam karboksilat • Melibatkan pertukaran anion, cth: ekstraksi metal dengan amina • Yang melibatkan pembentukan senyawa aditif, cth: ekstraksi dengan senyawa organo-phosphor (pemurnian uranium dari nitrat dengan tri-n-butyl phosphat) Dr.-Ing. Misri Gozan

  6. Penerapan Ekstraksi Ekstraksi banyak digunakan sebagai komplementer (tambahan) disamping distilasi. Ekstraksi diperlukan terutama: • Bila proses distilasi akan membutuhkan panas dalam jumlah terlalu besar, cth: bila volatilitas relatif mendekati satu • Bila pembentukan azeotrops menghambat pemisahan yang dalam distilasi • Bila kita ingin menghindari pemanasan terhadap suatu zat • Bila komponen yang hendak dipisahkan sangat berbeda sifat-sifatnya (kelarutan) Dr.-Ing. Misri Gozan

  7. Contoh-contoh Ekstraksi • Dalam produksi bahan bakar pada industri nuklir, proses cairan-cairan coal tar, dan terutama pada pemisahan hidrokarbon pada industri petrokimia • Pemisahan aromatik dari minyak bakar berbasis kerosin untuk meningkatkan kualitas pembakaran • Pemisahan aromatik dari senyawaan parafin atau nafta untuk meningkatkan karakter viskositas-suhu suatu minayk pelumas • Pengambilan senyawa relatif murni seperti benzena, toluen dan xylene dari reformat yang dihasilkan secara katalitis pada industri • Produksi asam asetat anhidrat • Ekstraksi phenol dari larutan coal tar • Pemurnian penicilin (dari senyawaan lain sebagai hasil fermentasi yang sangat kompleks) • Pada industri bioteknologi (biokimia) diperlukan ekstraktan (solven) yang sangat “lembut” dan khusus (misal: campuran air - polyethylene glycol – phosphat) mengingat banyak solven organik dapat mendegradasi bahan-bahan yang sensitif (seperti protein) Dr.-Ing. Misri Gozan

  8. Fluida Superkritis • Penggunaan fluida superkritis (atau mendekati superkritis), yaitu gas atau cairan di atas titik kritis • Untuk memisahkan campuran banyak komponen dengan memanfaatkan perbedaan: • volatilitas komponen (seperti pada distilasi) • Interaksi spesifik antar komponen (kelarutan) • Menarik karena: • Banyak gas-gas menunjukkan daya larut yang hebat bila dikompres melebihi titik kritisnya • Energi yang digunakan pada distilasi semakin mahal • Peraturan yang mendorong penggunaan bahan ramah lingkungan serta tidak beracun (mereduksi penggunaan hidrokarbon terklorinasi). Cth: CO2 sbg solven Dr.-Ing. Misri Gozan

  9. Pembuatan Diagram Fasa Solven 1 (Cth: Methyl isobutil ketone MIK) Solven 1 (Cth: Isopropyl - Eter) Solven 2 (Cth: Air) Asam Cuka Aseton Solven 2 (Cth: Air) Dr.-Ing. Misri Gozan

  10. Tie Line • Tie line adalah garis yang menghubungkan satu titik pada rafinat dan pada extraktan • Campuran yang komposisinya terletak dalam tie line akan memiliki kesetimbangan sama yaitu pada kedua titik diujung tie line • Tie line dibuat dengan cara membiarkan suatu campuran yang diketahui komposisinya mencapai kesetimbangan 2 fasa. Dr.-Ing. Misri Gozan

  11. Contoh soal 1 Suatu campuran dengan komposisi air 60 kg, ether 30 kg dan asam cuka 10 kg hendak dipisahkan dengan metode. Buatlah: • Diagram fasa berdasar tabel A3-24, • Kesetimbangan pada dua fasanya Dr.-Ing. Misri Gozan

  12. Jawaban soal 1 • Buatlah terlebih dahulu kesetimbngan 2 fasanya, • Buatlah tie linenya • Tentukan komposisi campuran yang diketahui (M) • Tariklah tie line utk titik M yang paling sesuai (pendekatan grafis) Dr.-Ing. Misri Gozan

  13. Efek Suhu t4 t3 t1 Suhu t2 t2 t3 t1 t4 Dr.-Ing. Misri Gozan

  14. Ekstraksi Kesetimbangan Satu tahap • Counter current satu tahap seperti dilukiskan pada gambar sebelah kiri bawah ini tidaklah ada dalam aplikasinya (bisa anda jelaskan mengapa?). Namun berguna dalam memahami neraca masa perhitungan selanjutnya • L0 + V2 = L1 + V1 = M L.xA + V.yA = M.xAM • L.xA + V.yA = M.xAM • L.xA + V.yA = M.xAM • L.xC + V.yC = M.xCM • L + V = M • L.xA + V.yA = M.xAM • L.xC + V.yC = M.xCM Ekstrak E Campuran V1 V2 Rafinat R L0 L1 Dr.-Ing. Misri Gozan

  15. Ekstraksi jamak  • Buatlah garis yang menghubungkan VN+1, M dan L0 • Buat garis yg menghubungkan LN dan VN+1 • Buat pertemuan kedua garis tsb (1 & 2) >  • Buat tie line yg mengenai M, • Pada sisi amplop fasa > L1 & V1 • Hubungkan L1 dengan , perpotongan pada satu sisi amplop menjadi V2 • Buat tie line kedua dari V2, • Dst sampai melewati LN, • Jumlah tahap = jumlah garis yg menemui  VN+1 V2 V1 M L0 L1 LN Dr.-Ing. Misri Gozan

  16. Ekstraksi Diferensial • Continuous process • Feed and extracting solvent flow past one another • One phase is dispersed in the other • Contacting and phase separation takes place within one unit • Phases are not in equilibrium except locally i.e at the interface Extract Feed Extracting solvent Raffinate Dr.-Ing. Misri Gozan

  17. Differential extractors Extract Extract Extract Extract Feed Feed Feed Feed Extracting solvent Extracting solvent Extracting solvent Extracting solvent Raffinate Raffinate Raffinate Raffinate Dr.-Ing. Misri Gozan

  18. Transport zat terlarut pada ekstraksi Raffinate side film yi Concentration profile y Raffinate Extract Raffinate Feed x xi Extract side film Raffinate side film Extract side film Extracting solvent Interface Dr.-Ing. Misri Gozan

  19. Transport zat terlarut pada ekstraksi Dr.-Ing. Misri Gozan

  20. Transport zat terlarut pada ekstraksi Dr.-Ing. Misri Gozan

  21. Pemilihan Pelarut (Solvent) • Selektivitas Adalah kemampuan pelarut untuk melarutkan suatu zat yang dikehendaki. Selektivitas ditentukan dengan menghitung , yaitu • Koefisien distribusi • Ketidaklarutan solven • Rekoverabilitas • Densitas • Tegangan permukaan • Reaktivitas kimia • Viskositas, tekanan uap dan titik beku • Toksisitas, nonflammable dan murah Dr.-Ing. Misri Gozan

  22. Solvent Extraction • Based on separating aqueous phase from organic phase • Used in many separations • U, Zr, Hf, Th, Lanthanides, Ta, Nb, Co, Ni • Can be a multistage separation • Can vary aqueous phase, organic phase, ligands • Uncomplexed metal ions are not soluble in organic phase • Metals complexed by organics can be extracted into organic phase • Considered as liquid ion exchangers Dr.-Ing. Misri Gozan

  23. Extraction Reaction • Phases are mixed • Ligand in organic phase complexes metal ion in aqueous phase • Conditions can select specific metal ions • oxidation state • ionic radius • stability with extracting ligands • Phase are separated • Metal ion removed from organic phase • Evaporation • Back Extraction Dr.-Ing. Misri Gozan

  24. (CH3CH2)2O Diethyl ether Dr.-Ing. Misri Gozan

  25. Effect of nitric acid concentration on extraction of uranyl nitrate with TBP Dr.-Ing. Misri Gozan

  26. Keto Hydrate Enol Reactions • Tributyl Phosphate (TBP) • (C4H9O)3P=O • Resonance of double bond between P and O • UO22+(aq) + 2NO3-(aq) + 2TBP(org) <-->UO2(NO3)2.2TBP(org) • Consider Pu4+ • Thenoyltrifluoroacetone (TTA) Dr.-Ing. Misri Gozan

  27. TTA • General Reaction • Mz+(aq)+ zHTTA(org) <-->M(TTA)z(org) + H+(aq) • What is the equilibrium constant? Problems with solvent extraction • Waste • Degradation of ligands • Ternary phase formation • Solubility Dr.-Ing. Misri Gozan

  28. Dr.-Ing. Misri Gozan

  29. Dr.-Ing. Misri Gozan

  30. Dr.-Ing. Misri Gozan

  31. Dr.-Ing. Misri Gozan

  32. Dr.-Ing. Misri Gozan

  33. Extraction Systems • Automatic systems are available • Separation of solutions based on density • Organic usually lower density than water • Chlorinated hydrocarbons tend to be denser than water • Need to achieve phase separation before solution extraction Dr.-Ing. Misri Gozan

  34. Single Solvent Extraction Stage Dr.-Ing. Misri Gozan

  35. Dr.-Ing. Misri Gozan

  36. Dr.-Ing. Misri Gozan

More Related