Kimia Pemisahan

1. Penentuan Koefisien Distribusi dan Persen Ekstraksi

Sebelum membahas lebih jauh mengenai cara menentukan kosfisien distribusi dan persen ekstraksi, pelu diketahui apa sih itu ekstraksi? Ekstraksi pelarut adalah metode pemisahan suatu komponen dari campurannya dengan menggunakan pelarut untuk produksi bahan murni seperti zirkonium dan hafnium dari larutan multikomponen. Laddha, 1976 mengatakan bahwa ekstraksi lebih ekonomis dipakai dibandingkan dengan proses lain, antara lain pada pemisahan campuran bahan yang mempunyai sifat kimia yang mirip antara yang satu dengan yang lain (Biyantoro dan Puwarni, 2014).

Ekstraksi cair-cair merupakan suatu teknik di mana suatu larutan (biasanya dalam air) dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua (biasanya organik), yang pada hakikatnya tak bercampur dengan larutan pertama, sehingga satu atau lebih zat terlarut (solute) dari larutan pertama berpindah ke dalam pelarut kedua. Pemisahan dengan cara ini bersifat sederhana, bersih, cepat, dan mudah. Dalam banyak kasus, pemisahan dapat dilakukan dengan mengocok kedua larutan dalam sebuah corong pisah selama beberapa menit. Teknik ini dapat diterapkan untuk bahan-bahan dari tingkat runutan maupun yang dalam jumlah banyak. Untuk memahami prinsip-prinsip dasar ekstraksi, terlebih dulu harus dibahas berbagai istilah yang digunakan untuk menyatakan keefektifan pemisahan. Untuk suatu zat terlarut A yang didistribusikan antara dua fase tak tercampurkan a dan b, hukum distribusi (atau partisi) Nernst menyatakan bahwa asal keadaan molekulnya sama dalam kedua cairan dan temperaturnya konstan. 

Untuk memahami prinsip-prinsip dasar ekstraksi, terlebih dulu harus dibahas berbagai istilah yang digunakan untuk menyatakan keefektifan pemisahan. Untuk suatu zat terlarut A yang didistribusikan antara dua fase tak tercampurkan a dan b, hukum distribusi (atau partisi) Nernst menyatakan bahwa asal keadaan molekulnya sama dalam kedua cairan dan temperaturnya konstan.

KD merupakan sebuah tetapan, yang dikenal sebagai koefisien distribusi (atau koefisien partisi). Hukum ini, seperti dinyatakan di atas, secara termodinamis tidak benar-benar tepat (misalnya, tak diperhitungkan aktivitas dari berbagai spesi itu dan karenanya diharapkan hanya akan berlaku dalam larutan encer di mana angka banding aktivitas mendekati 1), tetapi merupakan suatu pendekatan yang berguna. Hukum ini, dalam bentuknya yang sederhana, tak berlaku bila spesi yang didistribusikan mengalami disosiasi atau asosiasi dalam salah satu fase tersebut. 

2. Pemisahan Warna Tinta dan Ion-Ion Lgam Secara Kromatografi Kertas

Tinta merupakan produk yang berbentuk cair, semi cair ataupun material padat yang digunakan di berbagai material cetak untuk menghasilkan gambar dan tulisan.(Agarwal et al., 2016). Tinta terdiri dari Varnish, bahan pengikat, pigmen, bahan tambahan lainnya yang diproses melalui proses pre mixing (mencampur), grinding ( menggiling halus), pencampuran warna, dan pengalengan memalui proses produksi yang baku sesuai kualitas yang diminta konsumen.(Koivula, 2012). Peraturan lingkungan telah membatasi beberapa bahan sintetis dalam industri dan pewarna alami, pigmen dan tinta semakin penting saat ini (Bildik Dal, 2019).

Kromatografi kertas (paper chromatography) adalah metode kromatografi yang paling sederhana untuk mengidentifikasi komponen dalam campuran. Kromatografi kertas baik digunakan untuk analissi kuantitatif maupun kualitatif. Metode pemisahan dilakukan adanya dua fase yaitu fase diam (kertas) dan fase gerak (pelarut). Hasil kerja kedua fase adalah rambatan warna yang dapat dilihat pada kertas kromatografi dan bercak yang ada untuk membandingkan totolan dari sampel maupun totolan dari standar. Kertas yang dipakai umumnya terbuat dari selulosa yang sangat murni (M & Susilowati, 2006). 

Ada tiga metode pada kromatografi kertas : 

• metode penaikan (Ascending) kertas digantung sedemikian rupa, bagian bawah kertas tercelup pada pelarut yang terletak didasar wadah (beaker glass), diusahakan noda tidak tercelup pada pelarut. Pelarut akan naik melalui serat kertas oleh gaya kapiler menggerakkan komponen tinta dengan jarak yang berbeda-beda.(Hess, 2016). 
• metode penurunan (Descending). Kertas yang ada noda sampel digantung dalam beaker glass yang telah diisi dengan pelarut. secara perlahan pelarut bergerak turun membawa komponen melalui gaya kapiler dan gaya gravitasi. 
• metode mendatar (Radial) kertas dibentuk bulat yang tengahnya diberi sumbu benang. Noda ditempatkan pada pusat kertas, pelarut akan naik melalui sumbu sehingga membasahi kertas kemudian mengambang melingkar membawa komponen yang dipisahkan. Untuk beberapa saat permukaan pelarut bergerak pada batas tertentu, kertas dikeluarkan dari beaker glass dan kertas dikeringkan. Terlihat pemisahan warna pada noda-noda yang terpisah. Bila komponen zat tidak berwarna umumnya senyawa organik, dapat dideteksi cara fisika atau kimia (Rusmana,2009). 

Prinsipnya kromatografi kertas adalah Adsorbsi dan Kepolaran, di mana Adsorbsi didasarkan pada panjang komponen dalam campuran yang Diadsorbsi pada permukaan fase diam. Serta Kepolaran komponen berpengaruh karena komponen akan terlarut dan terbawa oleh pelarut jika memiliki Kepolaran yang sama serta kecepatan migrasi pada fase diam dan fase gerak.

Eluen (Larutan Pengembang pada Beaker glass)/dokpri

Kromatografi kertas yang dilakukan adalah kromatografi kertas satu arah yaitu metode penaikan (ascending). Sampel tinta yang sudah mengeras menjadi kerak, ditotolkan pada kertas selulosa sebagai fase diam dan fase gerak adalah beberapa jenis pelarut organik yang sesuai. Dalam jumlah yang minimum. Kertas digantungkan pada wadah yang berisi lapisan tipis pelarut dan berikan batas atas wadah hingga terelusikan naik. Dalam percobaan ini penggunaan berbagai fase gerak ini untuk melihat daya serap dari tinta, manakah yang lebih mudah untuk menyerap zat warna. Ukuran kertas untuk kromatografi adalah 8 x 5 Cm.pada pengujian ini tinta ditotolkan pada kertas dengan pipet kapiler kemudian dimasukkan kedalam beaker glass yang telah diberi pelarut Aseton, HCl dan Air dan perbandingan Aseton - HCl  8:2, Aseton - Air 8:2  dan Air-HCl 2:8 dan diamati perubahannya selama 10 menit. Dari pergerakan warna yang dihasilkan dapat di identifikasi warna penyusun dari tinta tersebut. Daya serap tinta dapat dihitung menggunakan nilai Rf. Nilai Rf menunjukkan identifikasi warna pada tinta, sehingga dapat membedakan pigmen yang satu dengan pigmen yang lain (Djonaedi dkk., 2023).

Hasil pergerakan warna tinta/dokpri

3. Identifikasi Zat Warna Dalam Makanan/Minuman Dengan Kromatografi Kertas

Mutu suatu produk pangan pada umumnya dinilai dari cita rasa, warna, tekstur dan nilai gizinya. Untuk meningkatkan mutu produk pangan dapat dilakukan dengan penambahan bahan tambahan pangan atau yang dikenal dengan sebutan BTP pada makanan. Salah satu BTP yang sering digunakan adalah pewarna. Warna merupakan daya tarik terbesar untuk menikmati makanan setelah aroma. Pewarna dalam pangan dapat meningkatkan penerimaan konsumen terhadap suatu produk. Oleh karena itu pedagang pun berlomba menawarkan aneka produknya dengan warna-warna yang menarik.

Berdasarkan asalnya, pewarna dapat dibedakan menjadi pewarna alami dan pewarna sintetik. Pewarna alami yaitu pewarna yang dibuat melalui proses ekstraksi, isolasi, atau derivatisasi (sintesis parsial) dari tumbuhan, hewan, mineral, atau sumber alami lain. Sedangkan pewarna sintetik adalah pewarna yang diperoleh melalui proses sintesis secara kimiawi. Pewarna sintetik yang diperbolehkan untuk pangan antara lain tartrazin, kuning kuinolin, karmoisin, eritrosin, biru berlian FCF, hijau FCF, dan coklat HT (Asworo, 2019)..

Dari hasil analisis didapatkan noda-noda pada kromatogram yang dapat digunakan untuk menghitung nilai Rf (Retardation Factor). Nilai Rf merupakan rasio jarak tempuh suatu komponen pada kromatogram dengan jarak tempuh eluen (Asworo, 2019).

Hasil warna sampel Pewarna Makanan Hijau Tua/dokpri

4. Pemisahan Komponen dari Kunyit Secara Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom adalah metode pemisahan yang memanfaatkan perbedaan interaksi komponen dalam suatu campuran dengan fase diam dan fase gerak. Teknik ini dapat digunakan untuk memisahkan komponen kunyit, seperti kurkumin, desmetoksikurkumin, dan bisdesmetoksikurkumin. 

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan:

• Polaritas fase diam dan fase gerak : Polaritas yang berbeda akan menyebabkan komponen kunyit tertahan pada fase diam dengan kekuatan yang berbeda.
• Ukuran kolom : Kolom yang lebih panjang akan menghasilkan pemisahan yang lebih baik.
• Kecepatan aliran fase gerak : Kecepatan aliran yang lebih lambat akan menghasilkan pemisahan yang lebih baik.
• Jumlah sampel : Jumlah sampel yang lebih kecil akan menghasilkan pemisahan yang lebih baik.

Keuntungan kromatografi kolom:

• Dapat memisahkan komponen kunyit dengan kemurnian yang tinggi.
• Dapat digunakan untuk memisahkan komponen kunyit dalam jumlah yang besar.
• Teknik ini relatif mudah dilakukan.

Kekurangan kromatografi kolom:

• Teknik ini membutuhkan waktu yang lama.
• Teknik ini membutuhkan peralatan yang khusus.
• Teknik ini dapat menghasilkan limbah yang berbahaya.

Kromatografi kolom adalah metode yang efektif untuk memisahkan komponen kunyit. Teknik ini dapat menghasilkan komponen kunyit dengan kemurnian yang tinggi. Namun, teknik ini membutuhkan waktu yang lama dan peralatan yang khusus.

5. Pemisahan Zat Hijau Daun Dengan Kromatografi Lapis Tipis

Kromatografi lapis tipis merupakan teknik pemisahan yang efektif untuk memisahkan komponen-komponen klorofil. Pemisahan ini terjadi berdasarkan perbedaan polaritas antara komponen-komponen klorofil. Klorofil a lebih polar dibandingkan klorofil b, sehingga klorofil a akan bergerak lebih lambat pada fase gerak. Karotenoid adalah senyawa non-polar, sehingga akan bergerak lebih cepat pada fase gerak.

Kromatografi lapis tipis digunakan untuk memisahkan komponen-komponen atas dasar perbedaan adsorpsi atau partisi oleh fase diam dibawah gerakan pelarut pengembang. Pada dasarnya KLT sangat mirip dengan kromatografi kertas , terutama pada cara pelaksanaannya. Perbedaan nyatanya terlihat pada fase diamnya atau media pemisahnya, yakni digunakan lapisan tipis adsorben sebagai pengganti kertas. Bahan adsorben sebagai fasa diam dapat digunakan silika gel, alumina dan serbuk selulosa. Partikel selika gel mengandung gugus hidroksil pada permukaannya yang akan membentukikatan hidrogen dengan molekul polar air. Fase diam untuk kromatografi lapis tipis seringkali juga mengandung substansi yang mana dapat berpendarflour dalam sinar ultra violet. Fase gerak merupakan pelarut atau campuran pelarut yang sesuai.

Nilai Rf merupakan nilai yang digunakan untuk mengidentifikasi pigmen. Nilai Rf adalah perbandingan antara jarak yang ditempuh oleh noda dengan jarak yang ditempuh oleh fase gerak. Nilai Rf untuk setiap pigmen adalah konstan.

Kelebihan KLT:

• Sederhana dan mudah dilakukan: Teknik KLT tidak memerlukan peralatan yang rumit dan dapat dilakukan dengan mudah di laboratorium sederhana.
• Cepat dan murah: Analisis KLT dapat dilakukan dengan cepat dan relatif murah dibandingkan dengan teknik pemisahan lainnya.
• Fleksibel: Teknik KLT dapat digunakan untuk memisahkan berbagai jenis senyawa dengan berbagai tingkat polaritas.
• Sensitif: Teknik KLT dapat digunakan untuk mendeteksi senyawa dalam jumlah yang sangat kecil.

Kekurangan KLT:

• Keakuratan: Teknik KLT tidak seakurat teknik pemisahan lainnya, seperti kromatografi gas atau kromatografi cair.
• Reproduktivitas: Hasil analisis KLT dapat bervariasi tergantung pada kondisi eksperimen.
• Skala preparatif: Teknik KLT tidak cocok untuk pemisahan senyawa dalam jumlah besar.