Abstrak: Unsur tanah jarang merupakan bahan penting dalam berbagai aplikasi teknologi tinggi, Pemisahan dan pemurnian unsur tanah jarang sangat sulit dilakukan karena unsur tanah jarang memiliki kemiripan sifat antara satu dengan yang lainnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengembangan metode-metode pemisahan dan pemurnian unsur tanah jarang dari mineral-mineralnya, salah satunya dengan metode ekstraksi pelarut dengan penambahan ligan. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan koefisien distribusi (Kd), efisiensi ekstraksi (%E) dan faktor pemisahan (α) untuk ekstraksi gadolinium dan samarium menggunakan ligan dibutilditiofosfat (DBDTP). Parameter dasar ditentukan melalui percobaan ekstraksi larutan gadolinium dan samarium standar menggunakan ligan DBDTP dengan heksana dan kloroform sebagai pelarut pengekstrak. Ekstraksi dilakukan pada kondisi optimum dan proses ekstraksi dipantau dengan menentukan konsentrasi logam menggunakan ICP-OES. Dari data ekstraksi, diperoleh nilai Kd gadolinium dengan pelarut kloroform sebesar 0,89, %EGd=55,29%, dan αGd/Sm =1,09. Nilai Kd samarium dengan pasangan pelarut air-kloroform sebesar 0,82, %ESm=52,43% dan αSm/Gd=0,92. Nilai Kd gadolinium dengan pasangan pelarut air-heksana sebesar 1,17, %EGd=64,29%, dan αGd/Sm=0,87. Nilai Kd samarium dengan pasangan pelarut air-heksana sebesar 1,35, %ESm =68,74% dan αSm/Gd=1,15.Kata kunci: Gadolinium, Samarium, ekstraksi, DBDTP, ICP-OES. 1.35, %ESm = 68.74% and αSm/Gd = 1.15. Abstract: Rare earth elements is an important material in many high-tech applications. Separation and purification of rare earths is very difficult because of rare earth elements have similar properties to each other. Therefore, it is necessary to develop methods of separation and purification of rare earths from their minerals, one of them with a solvent extraction method with the addition of ligand. The purpose of this research is to determine distribution coefficient (Kd), extraction efficiency (% E) and separation factor (α) for extraction of gadolinium and samarium use dibutyldithiophosphate ligand (DBDTP