Sublimasi: Pengertian, Proses, dan Contoh

Pengertian Sublimasi

Sublimasi merupakan proses perubahan bentuk dari yang bermula berwujud zat padat menjadi gas, begitu pula sebaliknya. Dalam proses sublimasi terdapat kondensasi yakni perubahan wujud benda menjadi wujud padat. Sublimasi mengembangkan suatu zat padat menjadi uap, dan dari uap menjadi padat tanpa melalui proses mencair.

Sublimasi atau menyublim dapat didefinisikan sebagai suatu metode pemisahan campuran zat yang mengalami perubahan struktur dari padat menjadi gas. Sebagai contoh pada es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu, es tersebut mengalami sublimasi karena memiliki transisi dari wujud padat menjadi gas tanpa melewati proses berwujud cair.

Melalui sublimasi dapat memurnikan suatu zat dengan cara memanaskan campuran agar dapat memproduksi sublimat. Sublimat adalah kumpulan materi yang terbentuk ketika pemanasan zat berubah dari wujud padat menjadi wujud cair, kemudian kembali ke wujud padat.

Pemanasan yang terjadi terhadap zat senyawa organik dapat mengakibatkan terjadinya peristiwa perubahan wujud. Misalnya pada zat temperatur kamar berada dalam wujud yang padat, ketika temperatur tertentu akan mengalami perubahan menjadi bentuk gas tanpa melalui perubahan wujud cair terlebih dahulu.

Prinsip Sublimasi

Prinsip sublimasi yakni mampu memisahkan zat padat menjadi zat uap. Kemudian zat uap yang telah diproduksi akan didinginkan dan ditampung, lalu diperiksa kemurnian zat. Proses menyublim dapat diulang kembali apabila hasil zat yang telah diproduksi kurang murni. 

Prinsip kerja sublimasi juga menekankan bahwa zat padat yang dimurnikan melalui perbedaan tekanan uap dapat menyublim pada tekanan suhu kamar. Dengan tekanan suhu kamar yang normal maka akan mudah melakukan proses sublimasi. Proses akan berlangsung tanpa harus menurunkan tekanan dan hanya cukup memanaskan zat maka zat akan langsung menyublim.

Dalam teknik sederhana sublimasi dapat dilakukan dengan cara zat yang akan disublim dimasukan dalam gelas kemudian ditutup dengan kaca arloji dan menempatkan labu sebagai pendingin. Setelah itu panaskan secara perlahan dengan api. Terjadilah perubahan zat padat menjadi uap, padatan menjadi uap karena sublimasi dan zat pencampur tetap menjadi padat.

Uap yang telah diproduksi dari proses pendinginan akan kembali menjadi padat, yang kemudian melekat dan menempel pada dinding alat pendingin. Supaya uap tadi mengalami proses penyubliman maka biarkan dingin terus ada dan pemanasan bisa dihentikan apabila sudah tidak terdapat zat sublimasi.

Dalam proses sublimasi, apabila zat padat dipanaskan maka akan menyublim, terjadi perubahan dari wujud padat menjadi wujud uap tanpa melalui wujud cair terlebih dahulu. Setelah itu uap yang telah dihasilkan akan melalui proses kondensasi sehingga mengalami perubahan menjadi berwujud padat kembali.

Metode sublimasi bertujuan untuk memisahkan campuran zat yang mudah menyublim dengan zat pencampurnya seperti kotoran. Sebagai contoh pada iodium yang telah bercampur dengan pengotor. Ketika dilakukan sublimasi maka iodium dapat dimurnikan kembali sehingga zat tersebut terbebas dari zat pengotornya. 

Proses Sublimasi

Sublimasi memiliki dua proses yakni sublimasi buatan dan sublimasi alami.

1. Proses Sublimasi Buatan

Proses ini sengaja dilakukan dalam laboratorium, sebagai contoh proses sublimasi pada iodin. Secara prinsip kerja sublimasi, iodin bersama kotoran akan diubah menjadi gas. Setelah itu gas akan ditutup dengan labu supaya gas tidak dapat keluar.

Dalam proses sublimasi diperlukan proses kondensasi supaya mempercepat proses perubahan gas yakni wujud iodin menjadi zat padat. Setelah eksperimen tadi selesai maka hasilnya akan terlihat bahwa terdapat kapur barus berbentuk kerak yang menempel pada bagian bawah labu. Sedangkan kotoran masih tetap tertinggal dan tidak menyublim.

2. Proses Sublimasi Alami

Proses sublimasi alami dapat terjadi secara natural akibat dari adanya peristiwa alam. Sebagai contoh terjadi sublimasi belerang pada kawah gunung berapi. Seperti yang terjadi pada kawah Gunung Ijen yang memiliki ketinggian 2.386 m, kawah ini berada pada lokasi di Kabupaten Banyuwangi, Bondowoso, Jawa Timur. 

Kawah tersebut mengeluarkan gas vulkanik dengan konsentrasi sulfur yang tinggi. Gas yang terdapat dalam asap solfatara, yang berasal dari kawah, akan memproduksi belerang dengan proses sublimasi. Asap solfatara bergerak menuju atmosfer lalu terkena udara dingin di dataran tinggi.

Kemudian gas yang mengandung belerang tersebut akan mengalami proses kondensasi secara alami sehingga gas belerang akan berubah menjadi belerang padat. Ketika sudah menjadi belerang padat selanjutnya adalah proses endapan, belerang akan menumpuk dan terkubur di dalam tanah lalu membentuk batuan padat.

Hal yang harus diperhatikan dalam proses sublimasi adalah:

• Proses pemanasan bertujuan untuk mempercepat proses sublimasi sehingga harus berhati-hati dalam menggunakan api. Hal yang sebaiknya dilakukan adalah menjaga api kecil dan jauh. Kristal akan kembali meleleh jika menggunakan api yang terlalu besar.
• Berikan lubang di tengah cawan agar uap mudah keluar dari cawan penguap serta mengalami pendinginan dalam corong pendek sehingga hasil sublimasi dapat terlihat.
• Supaya tidak ada uap yang keluar bebas maka ketika proses sublimasi berlangsung pada ujung corong di sumbat kapas. Tujuan dari hal tersebut adalah untuk menghindari terbentuknya kristal dalam tubuh jika tidak sengaja terhirup.

Cara Kerja Sublimasi

Cara melakukan sublimasi, pertama-pertama pisahkan partikel yang mudah di sublimasi menjadi gas. Kemudian gas yang telah diproduksi tadi akan ditampung dan dikumpulkan lalu didinginkan kembali. Dalam sublimasi terdapat beberapa hal yang harus dipenuhi antara lain seperti partikel memiliki titik didih yang berbeda sehingga dapat menghasilkan uap dengan tingkat kemurnian yang tinggi.

Berpacu pada contoh buatan sebelumnya, pada gelas yang ditutup dengan arloji dan berisikan zat yang ingin disublim. Proses sublimasi terjadi dengan cara kerja perubahan bentuk yang semula berwujud padat menjadi berwujud gas.

Ketika zat yang ingin disublim sudah dipanaskan perlahan menggunakan api yang kecil, saat ini sebenarnya proses penyubliman sedang terjadi. Zat padat berubah menjadi uap, sedangkan zat pencampur tetap menjadi padat.

Uap yang telah diproduksi akan berubah kembali menjadi padat setelah mengalami kondensasi. Ketika zat yang ingin disublimasi sudah habis maka zat yang telah diproduksi dikumpulkan dan diuji kemurniannya. Proses pemanasan dapat dihentikan jika proses sudah selesai, kemudian dinginkan zat uap dapat menyublim dengan sempurna.

Cara kerja sublimasi pada zat, masukan zat yang akan disublimasi ke dalam cawan penguapan. Berikan penutup pada permukaan cawan penguap dengan kertas yang telah berlubang kecil. Sumbat corong cawan dengan gelas penutup. Nyalakan api kecil, kemudian perhatian perubahan yang terjadi pada zat.

Syarat Pemisahan Campuran dengan Metode Sublimasi

Pemisahan campuran merupakan suatu proses yang dilakukan untuk memisahkan suatu campuran zat dari zat lain. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara namun perlakukan terhadap jenis dan ukuran zat akan berbeda caranya. Maka dari itu, untuk mengetahui cara apa yang sesuai maka harus dipahami mengenai syarat pemisahan campuran zat. 

Berikut syarat pemisahan campuran dengan metode sublimasi.

• Harus menggunakan cara penyaringan untuk menyesuaikan ukuran antar partikel yang hendak dipisahkan.
• Selalu kendalikan suhu dengan ketat agar tidak melewati titik didih campuran, dengan kendali atas suhu maka akan dapat memisahkan suatu zat yang akan disublimasi dari zat campuran dengan baik.
• Dalam suatu larutan atau pun campuran tertentu dapat memiliki kecepatan pengendapan yang berbeda-beda dalam suatu zat, jadi pengendapan merupakan bagian dari syarat keberhasilan pemisahan campuran zat.
• Suhu dan tekanan yang dimiliki zat padat harus bawah T° dan P°, T° dan P° merupakan keadaan seimbang antara suhu dan tekanan zat.
• Agar dapat menghasilkan tingkat kemurnian yang tinggi maka partikel yang tercampur dengan zat harus memiliki perbedaan titik didih yang besar.
• Persyaratan untuk sampel yakni sampel memiliki kandungan kimia yang mudah menguap agar lebih mudah pada saat proses penyubliman.

Bahan-Bahan

Berikut bahan dan alat yang dibutuhkan dalam proses sublimasi.

Bahan-Bahan Sublimasi

1. Ammonium Klorida
2. Arsenik
3. Asam Benzoate
4. Asam Salisilat
5. Belerang
6. CO2 Padat
7. Fosfor
8. Kafein
9. Kamper
10. Kinin
11. Kloroform
12. Kristal Iodium
13. Naftalena
14. Es Batu
15. Sakarin

Alat-Alat Sublimator

1. Cryogenic Sublimation Apparatus
2. Dailey Vacuum Sublimator
3. Fluidized Bed Sublimator
4. Microscale Sublimer
5. Non vakum Sublimation
6. Sublimator Adapter

Alat-Alat Sublimasi

1. Batang Pengaduk
2. Corong Penyaring
3. Timbangan
4. Gelas Kimia 100 ml
5. Kaca Arloji
6. Kaki Tiga
7. Kassa Asbes
8. Korek Api
9. Mortir dan Stamper
10. Spritus

Kelebihan Sublimasi

Beberapa kelebihan sublimasi antara lain:

• Pada akhir proses penyubliman tidak perlu melakukan pengusiran terhadap pelarut karena selama proses penyubliman tidak menggunakan pelarut.
• Sublimasi menjadi teknik paling baik untuk memisahkan campuran senyawa padat dan memiliki titik didih besar.
• Memiliki hasil pemisahan yang murni sebab zat yang telah tercampur pada zat yang disublimasi tidak dapat menguap.
• Dapat memisahkan zat padat yang tidak dapat dipisahkan melalui cara lain selain sublimasi.

Kekurangan Sublimasi

• Tidak dapat memisahkan zat yang memiliki titik didih berbeda atau lebih rendah.
• Membutuhkan banyak alat dan bahan untuk menunjang proses penyubliman.
• Hanya dapat memisahkan campuran padat yang dapat menguap, seperti senyawa organik.
• Pemurnian zat tidak banyak dibutuhkan karena tidak banyak senyawa yang bisa di sublimasi.
• Senyawa padat yang tidak dapat menguap maka tidak akan dapat digunakan.

Prosedur Sublimasi

Prosedur sublimasi untuk memisahkan campuran iodin dengan garam, berikut langkah-langkahnya.

• Campurkan iodium dengan garam.
• Memasukkan campuran ke dalam cawan penguap sebanyak satu sendok.
• Tutuplah cawan dengan sepotong kertas yang telah dilubangi menggunakan jarum.
• Letakkan corong yang telah diberi sedikit kapas.
• Panaskan cawan secara perlahan dengan api yang sangat kecil.
• Perhatikan proses terbentuknya uap dan kristal.
• Gunakan kaca pembesar untuk membantu mengamati bentuk kristal.

Prosedur sublimasi untuk memisahkan campuran kapur barus dengan pasir. Prosedur pada kali ini hampir sama dengan prosedur sublimasi memisahkan campuran iodium dengan garam, berikut langkah-langkahnya.

• Haluskan kapur barus yang akan digunakan hingga menjadi serbuk.
• Campurkan pasir dan serbuk kapur barus dalam cawan penguap.
• Mengisi air ke dalam cawan kaca.
• Tutuplah cawan penguap dengan menggunakan cawan kaca yang sebelumnya telah terisi oleh air.
• Panaskan campuran selama 15 – 20 menit.
• Perhatikan perubahan wujud yang sedang terjadi.
• Kemudian masukkan iodium ke dalam gelas kimia.
• Gunakan kaca arloji untuk menutup gelas kimia.
• Panaskan campuran setelah diberikan sedikit air di atas kaca arloji.