Panas Pelarutan dan Aplikasinya dalam bidang Indusrtri

Panas Pelarutan dan Aplikasinya dalam bidang Indusrtri

Oleh : Ahmad Ridhoni

Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut sampai membentuk larutan jenuh. Apabila suatu larutan suhunya diubah, maka hasil kali kelarutannya juga akan berubah. Larutan ada yang jenuh, tidak jenuh, dan lewat jenuh. Larutan dikatakan jenuh pada temperature tertentu, bila larutan tidak dapat melarutkan lebih banyak zat terlarut. Bila jumlah zat terlarut kurang dari larutan jenuh disebut larutan tidak jenuh, dan bila jumlah zat terlarut lebih dari larutan jenuh disebut larutan lewat jenuh. Daya larut suatu zat dalam zat lain, dipengaruhi oleh jenis zat pelarut, temperatur, dan sedikit tekanan.

Pengaruh suhu terhadap kelarutan dapat dilihat pada peristiwa sederhana yang terjadi pada kehidupan sehari-hari yaitu kelarutan gula dalam air. Gula yang dilarutkan ke dalam air panas, dan satu lagi dilarutkan ke dalam air dingin, maka gula yang akan lebih cepat larut pada air panas karena semakin besar suhu semakin besar pula kelarutannya.

Yang dimaksud dengan kelarutan dari suatu zat dalam suatu pelarut adalah banyaknya suatu zat yang dapat larut secara maksimum dalam suatu pelarut pada kondisi tertentu. Biasanya dinyatakan dalam satuan mol/ liter. Jadi bila batas kelarutan tercapai, maka zat yang dilarutkan itu dalam batas kesetimbangan, artinya bila zat terlarut ditambah, maka akan terjadi larutan yang belum jenuh. Dan kesetimbangan tergantung pada suhu pelarutan (Hoedijono, 1990).

            Dua komponen dalam larutan adalah solute dan solvent. Solute adalah substansi yang terlarut. Sedangkan solvent adalah substansi yang melarutkan, contoh sebuah larutan NaCl. NaCl adalah solute dan air adalah solvent. Dari ketiga materi, padat, cair dan gas, sangat dimungkinkan untuk memiliki semblan tipe larutan yang berbeda: padat dalam padat, padat dalam cairan, padat dalam gas, cairan dalam cairan, dan sebagainya. Dari berbagai macam tipe ini larutan yang lazim kita kenal adalah padatan dalam cairan, cairan dalam cairan, gas dalam cairan, dan gas dalam gas (Yazid. Estien, 2005).

            Suatu substansi dapat dikelompokkan sangat mudah larut, dapat larut (Moderately Soluble), sedikit larut (Slightly Soluble), dan tidak dapat larut. Beberapa variabel, misalnya ukuran ion-ion, muatan dari ion-ion, interaksi  atara ion-ion, interaksi antara solute dan solvent, temperature, mempengaruhi kelarutan. Kelarutan dari solute relatif mudah diukur melalui percobaan. Beberapa faktor yang berhubungan dengan kelarutan antara lain:

1.    Sifat alami dari solute dan solvent

Substansi polar cenderung lebih miscible atau soluble dengan substansi polar lainnya. Substansi non polar cenderung untuk miscible dengan substansi nonpolar lainnya, dan tidak miscible dengan substansi polar lainnya.

2.      Efek dari temperature terhadap kelarutan

Kebanyakan zat terlarut mempunyai kelarutan yang terbatas pada sejumlah solvent tertentu dan pada temperatur tertentu pula. Temperature dari solvent memiliki efek yang besar dari zat yang telah larut. Untuk kebanyakan padatan yang terlarut pada liquid, kenaikkan temperatur akan berdampak pada kenaikkan kelarutan (Solubilitas).

3.      Efek tekanan pada kelarutan

Perubahan kecil dalam tekanan memiliki efek yang kecil pada kelarutan dari padatan dalam cairan tetapi memiliki efek yang besar pada kelarutan gas dalam cairan. Kelaruatn gas dalam cairan berbanding langsung pada tekanan dari gas  diatas larutan. Sehingga sejumlah gas yang terlarut dalam larutan akan menjadi dua kali lipat jika tekanan dari gas diatas larutan adalah dua kali lipat.

4.      Kelajuan dari zat terlarut

a.       Ukuran partikel

b.      Temperatur dari solvent

c.       Pengadukan dari larutan

d.      Konsentrasi dari larutan (Sukardjo, 1997).

Jika entalpi dari larutan adalah negatif peningkatan temperatur menyebabkan penurunan kelarutan. Kebanyakan padatan solute memiliki entalpi positif dari larutan sehingga kelarutan mereka meningkat sesuai dengan kenaikkan temperatur. Hampir semua perubahan kimia merupakan proses eksotermik ataupun proses endotermik. Hampir semua perubahan kimia merupakan proses eksotermik. Kebanyakan, tetapi tidak semua reaksi yang terjadi secara spontan adalah reaksi eksotermik (Sukardjo, 1997).

Kegunaan Panas Pelarutan dalam Industri

1.      Dapat panas bahan bakar yang semaksimal mungkin, misal suatu zat diketahui kelarutannya 4000oC maka bahan bakar yang memberi panas 4000oC, sehingga keperluan bahan bakar dapat ditekan semaksimal mungkin.

2.      Dalam pembuatan reaktor kimia, bila panas pelarutannya diketahui dengan demikian perancangan reaktor disesuaikan dengan panas pelarutan zat, hal ini untuk menghindari kerusakan pada reaktor karena kondisi thermal tertentu dengan kelarutan reaktor tersebut.

3.      Pembuatan reactor kimia, pada proses pemisahan dengan cara pengkristalan integral.

4.      Proses pembuatan grandul-grandul pada industri baja.