Pemisahan Campuran (Filtrasi, Destilasi, Kristalisasi, Sublimasi, Kromatografi)

Pemisahan campuran bisa dilakukan berdasarkan perbedaan sifat fisika atau sifat kimia dari zat-zat penyusunnya dan bergantung pada kondisinya. Setiap zat masih mempertahankan sifatnya masing-masing, baik itu sifat fisika maupun kimia. Oleh karena dalam suatu campuran, setiap zat masih mempertahankan sifatnya masing-masing. Kita dapat memanfaatkan adanya perbedaan sifat ini untuk memisahkan campuran menjadi komponen-komponen penyusunnya atau untuk memurnikan suatu zat dari pengotor atau zat yang tidak diharapkan ada bersama zat tersebut.
1. Pemisahan Campuran Berdasarkan Perbedaan Sifat Fisika Zat
       Pemisahan campuran biasanya dilakukan untuk memisahkan dua senyawa atau lebih dari suatu campuran dan untuk memurnikan suatu senyawa. Pemisahan campuran dapat dilakukan secara fisika maupun kimia. Pemisahan berdasarkan sifat fisika dapat dilakukan dengan berbagai cara. Uraian berikut adalah contoh-contohnya.
a. Penyaringan (Filtrasi)
       Penyaringan adalah cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan ukuran dari partikel-partikel komponen campuran. Penyaring yang digunakan harus memiliki pori yang ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel salah satu komponen penyusun campuran, tetapi lebih besar dari komponen yang lainnya.

      Sebagai contoh, kita memiliki campuran heterogen antara zat padat dan cairan di mana ukuran partikel zat padat lebih besar dari ukuran partikel zat cair. Untuk memisahkan keduanya, kita dapat menggunakan penyaring yang memiliki ukuran pori lebih kecil dari ukuran partikel zat padat dan lebih besar dari ukuran partikel zat cair. Dengan demikian, kertas saring dapat dilewati oleh partikel cairan, tetapi tidak dapat dilewati oleh partikel zat padat. Hasil dari penyaringan berupa zat padat yang tertinggal di atas kertas saring ( residu atau ampas) dan cairan yang tertampung dalam wadah (filtrat). Bahan penyaring yang biasa digunakan di laboratorium adalah kertas saring.
b. Penyulingan (Destilasi)
       Ukuran partikel setiap komponen penyusun campuran sering terlalu kecil untuk dapat disaring. Sebagai contoh, campuran antara garam dapur dan air yang membentuk larutan homogen. Kedua komponen penyusun larutan tersebut tidak dapat dipisahkan dengan cara penyaringan karena ukuran partikel garam dan air terlalu kecil, jauh lebih kecil dari ukuran pori penyaring yang tersedia. Dengan demikian, kedua komponen penyusun larutan tersebut dapat melewati kertas saring. Jika menyaring larutan ini, kita tidak akan mendapatkan residu garam dan filtratnya akan tetap berasa asin karena masih mengandung garam. Untuk memisahkan keduanya, kita dapat memilih cara lain dengan memanfaatkan perbedaan sifat fisika yang lain. Air dan garam memiliki perbedaan titik didih yang
besar (air 100 derajat C dan garam dapur 1.465 derajat C). Jika kita ingin mendapatkan semua komponen penyusun campuran, kita dapat melakukan pemisahan dengan cara destilasi.

       Dengan cara destilasi, komponen zat penyusun campuran yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. Uap ini, kemudian dilewatkan melalui suatu pendingin dan selanjutnya keluar dari pendingin dalam bentuk cairan yang disebut destilat. Komponen yang akan keluar sebagai destilat adalah air murni, sedangkan garam dapur sebagai residunya.
Secara ringkas dapat dikatakan bahwa destilasi merupakan cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponen zat penyusunnya. Proses destilasi digunakan juga untuk memisahkan minyak bumi menjadi sejumlah fraksi minyak bumi, seperti bensin, minyak tanah, solar, aspal, dan lain sebagainya. Bagan penyulingan minyak bumi dapat dilihat pada gambar berikut ini.
c. Kristalisasi
       Kristalisasi merupakan salah satu cara untuk memisahkan zat padat dari komponen-komponen lain penyusun campuran. Kristalisasi ada dua macam, yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan. Kristalisasi penguapan dilakukan jika zat yang akan dipisahkan tahan terhadap panas dan titik bekunya lebih tinggi daripada titik didih pelarut. Selain dengan cara destilasi, garam juga bisa dipisahkan dari air dengan cara menguapkan airnya sampai habis sehingga yang tertinggal sebagai residu hanyalah garamnya. Kristalisasi penguapan dilakukan oleh para petani garam. Pada saat air pasang, tambak-tambak garam akan terisi air laut. Pada saat air surut maka air laut yang sudah mengisi tambak garam akan tetap berada di tempat itu. Adanya pengaruh sinar matahari mengakibatkan komponen air dari air laut dalam tambak akan menguap dan komponen garamnya akan tetap dalam larutan. Jika penguapan ini terus berlangsung, lama-kelamaan garam tersebut akan membentuk kristal-kristal garam tanpa harus menunggu sampai airnya habis.

       Kristalisasi pendinginan dilakukan dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai fi ltrat, sedangkan zat padat tetap tinggal di atas saringan sebagai residu.
d. Sublimasi
       Sejumlah zat dapat menyublim atau dapat berubah dari wujud padat ke wujud gas atau dari wujud gas menjadi wujud padat tanpa melalui wujud cair terlebih dahulu. Zat-zat yang memiliki sifat seperti ini, di antaranya kapur barus (biasa dipakai pengharum pakaian atau ruangan), kafein (zat yang terdapat dalam biji teh atau kopi yang dapat membantu orang supaya tidak mengantuk), kristal iod, dan padatan karbon dioksida yang biasa disebut es kering. Contoh sublimasi dapat dilihat pada gambar dibawah. Kita dapat memanfaatkan sifat ini untuk memisahkan zat-zat yang dapat menyublim dari zatzat pencampur lain yang tidak memiliki sifat tersebut.
e. Kromatografi
       Kromatografi merupakan cara pemisahan campuran menjadi komponen-komponen zat penyusunnya berdasarkan perbedaan kecepatan zat-zat tersebut bergerak bersama-sama
dengan pelarutnya pada permukaan suatu benda penyerap. Dengan cara ini, zat-zat terlarut akan disebarkan di sepanjang permukaan benda penyerap oleh pelarut yang bergerak di sepanjang permukaan tersebut. Campuran yang berupa cairan dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen penyusunnya dengan cara ini. Kamu dapat mengetahui bahwa cairan tinta yang tampaknya seperti hanya satu warna saja, jika diuji secara kromatografi akan tampak tersusun atas dua atau lebih komponen zat yang ditunjukkan oleh timbulnya warna yang berbeda.

2. Pemisahan Berdasarkan Perbedaan Sifat Kimia Zat
      Setiap zat dalam campuran masih mempertahankan sifat-sifat asalnya termasuk sifat kimianya. Berdasarkan hal tersebut maka zat-zat yang menyusun suatu campuran dapat dipisahkan dengan
memanfaatkan perbedaan sifat kimia masing-masing zat. Cara ini dapat dilakukan, di antaranya dengan menambahkan suatu pereaksi yang hanya bereaksi dengan salah satu komponen zat dalam campuran, tetapi tidak bereaksi dengan komponen zat lainnya.

      Sebagai contoh adalah pemisahan zat yang sukar mengendap (misalnya koloid) yang ada dalam air. Koloid merupakan sistem dua fasa dengan ukuran partikel tertentu. Contoh dari koloid adalah protein, cat, hair spray, dan cream. Adanya zat tersebut menyebabkan air tetap tampak tidak jernih (keruh) walaupun sudah didiamkan cukup lama. Untuk menjernihkannya, kita dapat menambahkan zat tertentu, seperti tawas atau PAC ke dalam air tersebut. Tawas atau PAC tersebut akan bereaksi secara kimia dengan koloid membentuk zat baru yang dalam waktu relatif singkat akan terpisah dari air, kemudian mengendap sehingga air akan tampak jernih. Cara pemisahan seperti ini biasa dilakukan pada perusahan Pengolahan Air Minum (PAM). Masih ada contoh-contoh lain dari cara pemisahan campuran menjadi komponen zat-zat penyusunnya berdasarkan perbedaan sifat kimia. Namun, contoh-contoh tersebut tidak perlu diuraikan di sini. Bagimu yang terpenting adalah mengetahui bahwa selain perbedaan sifat fi sika, perbedaan sifat kimia pun dapat dipakai untuk memisahkan zat-zat penyusun campuran.