Apa itu Volatilisasi?
Volatilisasi adalah proses mengubah zat kimia dari bentuk cair atau padat menjadi gas atau uap. Istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan proses yang sama adalah penguapan, distilasi dan sublimasi.
Suatu zat seringkali dapat dipisahkan dari yang lain dengan penguapan dan kemudian dapat diperoleh kembali dengan kondensasi uap.
Zat ini dapat diuapkan lebih cepat baik dengan memanaskannya untuk meningkatkan tekanan uapnya atau dengan menghilangkan uapnya menggunakan aliran gas lembam atau pompa vakum.
Prosedur pemanasan termasuk penguapan air, merkuri atau arsen triklorida untuk memisahkan zat-zat ini dari unsur-unsur yang mengganggu.
Reaksi kimia kadang-kadang digunakan untuk menghasilkan produk yang mudah menguap seperti pelepasan karbon dioksida dari karbonat, amonia dalam metode Kjeldahl untuk penentuan nitrogen dan sulfur dioksida dalam penentuan belerang dalam baja.
Metode volatilisasi umumnya ditandai dengan kesederhanaan dan kemudahan operasi, kecuali ketika suhu tinggi atau bahan yang sangat tahan terhadap korosi diperlukan (Louis Gordon, 2014).
Penguapan tekanan uap
Mengetahui bahwa suhu air mendidih adalah 100 ° C, pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa air hujan menguap?
Apakah pada 100 ° C? Jika demikian, mengapa saya tidak menjadi panas? Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang memberi aroma khas alkohol, cuka, kayu atau plastik? (Tekanan Uap, SF)
Yang bertanggung jawab untuk semua ini adalah properti yang dikenal sebagai tekanan uap, yang merupakan tekanan yang diberikan oleh uap dalam kesetimbangan dengan fase padat atau cair dari zat yang sama.
Juga, tekanan parsial zat di atmosfer pada benda padat atau cair (Anne Marie Helmenstine, 2014).
Tekanan uap adalah ukuran kecenderungan suatu material untuk berubah menjadi gas atau uap, yaitu ukuran volatilitas zat.
Ketika tekanan uap meningkat, kapasitas cairan atau padatan untuk menguap menjadi lebih tidak stabil.
Tekanan uap akan meningkat seiring suhu. Suhu di mana tekanan uap pada permukaan cairan sama dengan tekanan yang diberikan oleh lingkungan disebut titik didih cairan (Encyclopædia Britannica, 2017).
Tekanan uap akan tergantung pada larutan terlarut dalam larutan (itu adalah sifat koligatif). Pada permukaan solusi (antarmuka udara-gas), molekul yang paling dangkal cenderung menguap, bertukar antara fase dan menghasilkan tekanan uap.
Kehadiran zat terlarut menurunkan jumlah molekul pelarut dalam antarmuka, mengurangi tekanan uap.
Perubahan tekanan uap dapat dihitung dengan Hukum Raoult untuk zat terlarut yang tidak mudah menguap, yang diberikan oleh:
Di mana X2 adalah fraksi mol pelarut. Jika kita mengalikan kedua sisi persamaan dengan P ° maka tetap:
Pengganti (1) dalam (3) adalah:
(4)
Ini adalah variasi tekanan uap ketika melarutkan zat terlarut (Jim Clark, 2017).
Analisis gravimetri
Analisis gravimetri adalah kelas teknik laboratorium yang digunakan untuk menentukan massa atau konsentrasi suatu zat dengan mengukur perubahan massa.
Bahan kimia yang kita coba kalkulasikan kadang-kadang disebut analit. Kita dapat menggunakan analisis gravimetri untuk menjawab pertanyaan seperti:
- Berapa konsentrasi analit dalam suatu larutan?
- Seberapa murni sampel kami? Sampel di sini bisa berupa larutan padat atau dalam.
Ada dua jenis umum analisis gravimetri. Keduanya melibatkan mengubah fase analit untuk memisahkannya dari sisa campuran, menghasilkan perubahan massa.
Salah satu metode ini adalah presipitasi gravimetri, tetapi salah satu yang sangat menarik bagi kita adalah volatilisasi gravimetri.
Volatilisasi gravimetri didasarkan pada pembusukan sampel secara termal atau kimia dan mengukur perubahan yang dihasilkan dalam massanya.
Atau, kita dapat menjebak dan menimbang produk dekomposisi yang mudah menguap. Karena pelepasan spesies yang mudah menguap adalah bagian penting dari metode ini, kami mengklasifikasikannya secara kolektif sebagai metode analisis volatilisasi gravimetri (Harvey, 2016).
Masalah analisis gravimetri hanyalah masalah stoikiometri dengan beberapa langkah tambahan.
Untuk melakukan perhitungan stoikiometrik apa pun, kita membutuhkan koefisien persamaan kimia seimbang.
Misalnya, jika sampel mengandung kotoran barium klorida dihidrat (BaCl2 ● H2O), jumlah kotoran dapat diperoleh dengan memanaskan sampel untuk menguapkan air.
Perbedaan massa antara sampel asli dan sampel yang dipanaskan akan memberi kita, dalam gram, jumlah air yang terkandung dalam barium klorida.
Dengan perhitungan stoikiometri sederhana, jumlah kotoran dalam sampel akan diperoleh (Khan, 2009).
Distilasi fraksional
Distilasi fraksional adalah suatu proses dimana komponen-komponen campuran cair dipisahkan menjadi bagian-bagian yang berbeda (disebut fraksi) sesuai dengan titik didih yang berbeda.
Perbedaan volatilitas senyawa campuran memainkan peran mendasar dalam pemisahannya.
Distilasi fraksional digunakan untuk memurnikan produk kimia dan juga untuk memisahkan campuran untuk mendapatkan komponennya. Ini digunakan sebagai teknik laboratorium dan dalam industri, di mana prosesnya memiliki kepentingan komersial yang besar.
Uap larutan mendidih dilewatkan di sepanjang kolom tinggi, yang disebut kolom fraksionasi.
Kolom dikemas dengan manik-manik plastik atau kaca untuk meningkatkan pemisahan sehingga memberikan lebih banyak area permukaan untuk kondensasi dan penguapan.
Suhu kolom berkurang secara bertahap sepanjang panjangnya. Komponen dengan titik didih lebih tinggi mengembun dalam kolom dan kembali ke solusi.
Komponen dengan titik didih yang lebih rendah (lebih tidak stabil) melewati kolom dan dikumpulkan di dekat bagian atas.
Secara teoritis, memiliki lebih banyak manik-manik atau pelat meningkatkan pemisahan, tetapi penambahan pelat juga meningkatkan waktu dan energi yang dibutuhkan untuk menyelesaikan distilasi (Helmenstine, 2016).
