Pengertian, Cara, dan Contoh Filtrasi dalam Laboratorium Kimia

Filtrasi adalah sebuah metode yang tidak lepas dari kehidupan kita sehari-hari, contoh filtrasi antara lain dari yang sederhana misalnya ketika kita melakukan penyaringan larutan teh, penyaringan parutan kelapa untuk menghasilkan santan, dll. Di dalam industri, filtrasi juga digunakan misalnya pada industri fermentasi dimana untuk memisahkan ampas dari produk industrinya, filtrasi produk ruahan dari bahan cairan obat tradisional tertentu, dll

Di dalam laboratorium kimia, metode pemisahan untuk mendapatkan senyawa yang diinginkan juga merupakan hal yang sering kita temui, baik itu dengan menggunakan metode yang sederhana hanya dengan menggunakan kertas saring dan corong sampai ke metode yang sifatnya komplek dengan menggunakan unit alat yang canggih seperti destilasi, ekstraksi, maupun kromatografi.

Secara umum tujuan filtrasi digunakan untuk memisahkan endapan dari larutannya. Pada artikel kali ini kita akan belajar mengenai filtrasi baik itu dari jenis, serta cara filtrasi terebut dilakukan.

Prinsip Filtrasi

Prinsip filtrasi adalah suatu pemisahan yang didasarkan pada perbedaan fisik dalam fase seperti perbedaan ukuran partikel, kepadatan maupun perbedaan muatan listrik. Untuk melakukan kegiatan filtrasi tersebut tentunya dibutuhkan media filter dimana bahan ini adalah suatu padatan berpori yang berfungsi untuk menahan partikel-partikel berukuran lebih besar dan meloloskan partikel yang berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama sama dengan cairan. Beberapa media filter yang sering digunakan seperti nilon, dacron cloth, kawat baja gulungan tahan karat berbentuk coil, kain kasa, dll.

Jenis Filtrasi

• Berdasarkan jenis media granular :
  • Single medium Filtratition, Dual medium filtration, Multi Medium Filtration
• Berdasarkan Aliran Melalui Media
  • Filtrasi gravity dan Vacuum
• Berdasarkan Sekema Kontrol Aliran
  • Rapid sand Filtration, Slow sand FIltration
• Berdasarkan Skema Kontrol Aliran
  • Filtration Constant Rate, Filtration Declining Rate

Pada kesempatan kali ini akan fokus pada pembahasan filtrasi gravity dan filtrasi vakum, karena 2 jenis ini sangat sering kita temuu di laboratorium kimia. Meskipun peralatan yang digunakan berbeda, namun kedua kegiatan analisa ini menggunakan kertas saring dalam prosesnya.

Kertas Saring Whatman

Kertas saring merupakan salah satu bahan yang wajib dimiliki dalam suatu laboratorium, sesuai dengan namanya kertas ini berfungsi untuk melakukan penyaringan untuk menghilangkan pengotor ataupun padatan dalam suatu sampel. Ukuran pori dari kertas inipun bermacam-macam tergantung aplikasi atau metode analisa sampel bersangkutan. Bahkan sampai ukuran mikron pun bisa kita temukan.

Ditinjau dari merk ataupun brand nyapun sangat bermacam-macam, salah satu brand dari kertas saring yang kami rekomendasikan adalah brand whatman. Brand ini selain dari kualitas yang terbilang bagus, dari sisi harga juga sangat terjangkau. Berbagai tipe dari brand inipun sangat banyak.

Filter Paper Whatman No. 1 ; 3 ; 4 ; 6 ; 40 ; 41 ; 42 ; dst merupakan beberapa jenis dari kertas saring whatman dimana setiap nomer tersebut berbeda dengan ukuran porinya yang tentunya harus disesuaikan dengan kebutuhan analisa di laboratorium.

Selain dengan ukuran pori, diameter kertas tersebut juga harus kita perhatikan terlebih jika kita akan melakukan filtrasi vakum dengan corong buchner, karena ukuran diameter tersebut harus pas dan tidak boleh ada celah atau lipatan kertas saring pada corong buchner tersebut.

Perbedaan kertas saring Whatman 40 dan 42 :

Whatman ukuran 40 dan 42 merupakan kertas saring yang sering kita jumpai di laboratorium,  Kedua tipe kertas saring whatman ini mempunyai diamter 125 mm serta didesain untuk analisa filtrasi sampel pada proses analisis gravimetri atau preparasi sampel bagi analisis yang menggunakan instrumen laboratorium tertentu.

Kertas saring whatman 40 dan 42 ini termasuk kategori ashless dimana terdapat 0.007 % tingkat keasahan yang menunjukan standar kemurnian. Kertas saring whatman tipe ini cocok untuk berbagai macam kebutuhan seperti filtrasi dalam laboratorium analitik.

Whatman tipe 40  mempunyai kemampuan menyaring partikel yang berukuran s/d 8 μm (sehingga masuk dalam kategori medium flow filter) dengan tingkat retensi partikel yang cukup baik. Sehingga, whatman tipe 40 ini lebih cocok digunakan dalam analisa pemisahan material solid dari larutan endapan atau sendimen. Kertas saring ini juga dapat digunakan untuk preparasi sampel yang akan dianalisa dengan menggunakan spectrophotometer.

Whatman tipe 42 mempunyai kemampuan menyaring partikel berukuran s/d 2.5 μm (sehingga masuk dalam kategori slow filter) dengan tingkat retensi partikel yang paling baik dari semua tipe filter kertas buatan Whatman. Adapun beberapa endapan umum yang dapat menggunakan filter ini seperti kalsium karbonat, barium sulfat, asam metastanik.

Filtrasi Gravity dan Filtrasi Vakum

Filtrasi Gravity merupakan suatu metode pemisahan yang sangat sederhana, menggunakan corong kaca dan kertas saring yang memiliki ukuran pori yang sangat bervariasi untuk memperlambat proses penyaringan yang berlangsung cepat. Proses pemisahan dilakukan atau secara alami dengan memanfaatkan gaya gravitasi.

Teknik FIltrasi Gravity

Beberapa peralatan yang dibutuhkan untuk analisa filtrasi gravity adalah :

• kertas saring
• corong
• statif dan Klem

Tahapannya adalah :

 

Lipat kertas saring dengan cara sebagai berikut :

• Lipat kertas saring menjadi 2 bagian seperti pada gambar a
• Kemudian lipat kembali bagian a tersebut menjadi 2 bagian seperti pada gambar b
• Buka lipatan pada langkah ke 2, dan letakkan kertas saring ke dalam corong sehingga membentuk kerucut.
• Tuang secara perlahan larutan yang ingin disaring.

Fungsi klem dan statif tadi adalah sebagai pemegang / holder corong jika proses penyaringan berjalan lama sehingga kita tidak perlu untuk selalu memegangnya. Hasil penyaringan tersebut biasa kita sebut dengan filtrat sedangkan sisa yang berhasil tersaring disebut sebagai residu.

Filtrasi Vakum

Filtrasi vakum dilakukan dengan cara memisahkan campuran padat cair yang dituangkan melalui kertas saring di dalam corong buchner.

Dimana padatannya akan terperangkap di dalam kertas saring sementara cairannya akan ditarik oleh vakum melalui saluran menuju ke dalam tabung penampung. Filtrasi vakum dengan menggunakan corong buchner ini mempunyai kelebihan dari kecepatannya karena adanya bantuan pompa vacuum.

Bagian-Bagian Corong Buchner :

1. Buchner funnel
Dimana pada bagian ini terdapat lubang / pori tempat jalannya larutan yang disaring.
2. Rubber Cone
Yang akan dihubungkan Filtering Flask, dengan adanya karet ini tentunya kinerja vacuum lebih maksimal karena tidak mengalami kebocoran pada saat vacuum pump bekerja.
3. Filtering Flask
Dimana pada bagian ini terdapat selang ke bagian vacuum pump.

Untuk melakukan filtasi vakum, ada baiknya instalasi corong buchner tersebut kita tes terlebih dahulu, caranya adalah :

• Pasang buchner funnel ke dalam rangkaian filtering flask yang sudah terhubung dengan vacuum pump melalui selang (pastikan instalasi corong buchner tersebut rapat dan tidak ada kebocoran)
• Nyalakan pompa vacuum
• Tutup bagian buchner funnel tersebut dengan plastik wrap
• Jika instalasi corong buchner sudah benar dan tidak ada kebocoran, plastik wrap akan tertarik sehingga berbentuk cekung.

Cara Filtrasi Dengan Corong Buchner

• Pasang kertas saring ke dalam buchner funnel, posisi kertas saring harus pas, dan tidak boleh ada lekukan / lipatan di sekitar buchner funnel tersebut.
• Basahi kertas saring yang sudah terpasang dalam buchner funnel tersebut
• Masukkan sampel / larutan yang ingin disaring ke dalam buchner funnel
• Tunggu sampai tidak ada cairan / pelarut yang menetes.
• Setelah selesai penaringan, matikan pompa vacuum.
• Pindahkan sampel hasil penyaringan ke dalam kaca arloji.

Semoga bermanfaat.