laporan penelitian

LAPORAN PENELITIAN

ESTERIFIKASI MINYAK JELANTAH DENGAN

ETANOL MENGGUNAKAN KATALIS PADAT

ZIRKONIA SULFAT

HALAMAN JUDUL

Disusun oleh :

Agus Adhiatma I 0508024

Chahyo Purbo Anshory I 0508029

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

i

i

LEMBAR PENGESAHAN

PenelitianUNIVERSITAS SEBELAS MARET

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK KIMIA

Nama : 1. Agus Adhiatma (I0508024) 2. Chahyo Purbo A (I0508029)

Judul Penelitian : Esterifikasi Minyak Jelantah Dengan Etanol Menggunakan Katalis Padat Zirkonia Sulfat

Dosen Pembimbing : Wirawan Ciptonugroho, S.T., M.Sc.

Surakarta, Januari 2012

Dosen Pembimbing

Wirawan Ciptonugroho , S . T. , M . Sc . NIP. 19831223 200912 1 004

LEMBAR KONSULTASIPenelitian

Nama : Agus Adhiatma (I 0508024)

Chahyo Purbo A (I 0508029)

Judul Penelitian : Esterifikasi Minyak Jelantah Dengan Etanol

Menggunakan Katalis Padat Zirkonia Sulfat

Tanggal Mulai : 3 Maret 2011

No. Tanggal Konsultasi Paraf Ket.Mhs Dosen

Jumlah konsultasi dengan masing-masing pembimbing minimal sebanyak 8 kali untuk dapat dinyatakan selesai dan diperkenankan mengikuti seminar.

Dinyatakan selesaiTanggal :Dosen Pembimbing

Wirawan Ciptonugroho, S.T., M.Sc. NIP. 19831223 200912 1 004

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

limpahan nikmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan

penelitian ini. Laporan ini kami susun sebagai bentuk pertanggungjawaban atas

kegiatan penelitian yang telah kami lakukan.

Laporan ini memuat beberapa tahapan penelitian yang dilakukan terhadap

minyak jelantah dan katalis zirkonia sulfat. Adapun tahapan yang telah dilakukan

adalah proses presipitasi, sulfatsi, kalsinasi, analisis XRD, SEM, FTIR dan BET,

analisis keasaman, analisis bilangan asam minyak jelantah, reaksi esterifikasi,

analisis hasil esterifikasi. Kami berharap program penelitian ini dapat

dikembangkan demi kemajuan industri Indonesia dan kesadaran masyarakat

tentang bahaya dan manfaat dari minyak jelantah. Dalam penelitian ini tak lupa

kami mengucapkan terimakasih sebesar – besarnya kepada:

1. Direktorat Pendidikan Tinggi (DIKTI) yang telah memberi kesempatan dan

pendanaan kepada kami untuk melakukan kegiatan penelitian ini.

2. Wirawan Ciptonugroho, S.T, M.Sc selaku dosen pembimbing yang senantiasa

membimbing kami.

3. Seluruh dosen pengajar, karyawan dan staf laboratorium di Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Laboratorium Pusat Penelitian Terpadu UGM, Laboratorium Elektrokimia dan

Korosi ITS, Laboratorium MIPA Pusat UNS, dan Laboratorium Jurusan

MIPA Fisika UNS.

5. Kedua orang tua, yang tiada henti memberi dukungan serta doa.

6. Teman-teman mahasiswa angkatan 2008, atas dukungan dan kebersamaannya.

7. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah

membantu terlaksananya kegiatan ini.

Kami menyadari kemungkinan laporan ini masih jauh dari sempurna

sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.

Semoga laporan ini dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Januari 2012

Penyusun

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................i

LEMBAR PENGESAHAN.....................................................................................ii

LEMBAR KONSULTASI.....................................................................................iii

KATA PENGANTAR.............................................................................................v

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................ix

DAFTAR TABEL....................................................................................................x

INTISARI.................................................................................................................1

BAB I.......................................................................................................................2

PENDAHULUAN...................................................................................................2

1. Latar Belakang.................................................................................................2

2. Perumusan Masalah..........................................................................................3

3. Tujuan Penelitian..............................................................................................4

4. Manfaat Penelitian............................................................................................4

BAB II......................................................................................................................5

LANDASAN TEORI...............................................................................................5

1. Tinjauan Pustaka..............................................................................................5

1.1 Minyak Jelantah..........................................................................................5

1.2 Reaksi Pembuatan Biodisel........................................................................5

1.3 Katalis Padat dan Pembuatannya................................................................7

2. Kerangka Pemikiran.........................................................................................8

BAB III....................................................................................................................9

METODE PENELITIAN.........................................................................................9

1. Bahan dan Alat.................................................................................................9

2. Lokasi Penelitian............................................................................................14

3. Cara Penelitian...............................................................................................14

BAB IV..................................................................................................................17

HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................................17

1. Karakterisasi XRD.........................................................................................17

2. Analisis BET..................................................................................................18

3. Analisi keasaman............................................................................................19

4. Analisis SEM..................................................................................................20

5. Analisis FT-IR................................................................................................20

6. Reaksi esterifikasi...........................................................................................21

BAB V....................................................................................................................25

PENUTUP..............................................................................................................25

1. Kesimpulan.....................................................................................................25

2. Saran...............................................................................................................25

Daftar Pustaka........................................................................................................26

DAFTAR GAMBAR

Gambar IV 1 Pengaruh suhu kalsinasi terhadap kristalinitas katalis zirkonia

tersulfatasi 0,5M: (a) tanpa kalsinasi, (b) 500°C, (c) 600°C, (d)

700°C...............................................................................................17

Gambar IV 2 Gambar Hasil BET Zirkonia Tersulfatsi 0,5M H2SO4 Pada Suhu

600 °C..............................................................................................19

Gambar IV 3 Foto SEM Dari Zirkonia Yang Disulfatasi 0,5 M dan Dikalsinasi

pada 600°C......................................................................................20

Gambar IV 4 Hasil Pembacaan FT-IR Katalis SO42-/ZrO 0,5 M H2SO4.............21

Gambar IV 5 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada T= 60°C , rasio berat

reaktan = 1:1....................................................................................22

Gambar IV 6 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada rasio berat reaktan =

1:1, katalis SO42-/ZrO 0,5 M H2SO4 dengan penambahan jel

silika 4% berat reaktan....................................................................23

Gambar IV 7 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada T= 60°C, rasio berat

reaktan = 1:1, katalis SO42-/ZrO 0,5 M H2SO4..............................23

Gambar IV 8 Perbandingan hasil konversi FFA tanpa katalis dan dengan

katalis yang berbeda pada T=60°C..................................................24

DAFTAR TABEL

Tabel IV 1 Hasil analisis BET pada sulfatasi 0,5 M H2SO4..................................18

Tabel IV 2 Hasil analisis keasaman katalis...........................................................19

INTISARI

Esterifikasi Minyak Jelantah Dengan EtanolMenggunakan Katalis Padat Zirkonia Sulfat

Chahyo Purbo Anshory, Agus Adhiatma,Jurusan Teknik Kimia

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Katalis asam padat ZS zirkonia tersulfatasi (SO42-/ZrO2) dibuat dengan

metode presipitasi menggunakan ZrOCl2.8H2O sebagai prekursor. Hasil XRD menunjukkan katalis yang dikalsinasi pada suhu 600°C memiliki intensitas kristal tetragonal tertinggi. Dari analisis BET, zirkonia yang dikalsinasi pada suhu 600°C memiliki luas permukan terbesar yaitu 109,15 m2/g. Titrasi penukar ion dilakukan untuk mengetahui keasaman dari katalis. Katalis yang direndam pada 0,5 M menunjukkan kekuatan asam 200 µmol/gram, peningkatan konsentrasi H2SO4

tidak memberi peningkatan signifikan terhadap kekuatan asam. Reaksi esterifikasi dengan katalis ZS tanpa penambahan jel silika hanya didapat konversi 56%, sedangkan yang ditambah jel silika didapat konversi 80%. Kondisi suhu reaksi esterifikasi yang menghasilkan konversi tertinggi ialah 60°C. Untuk berat jel silika, penambahan 4% menghasilkan konversi yang paling tinggi dibanding penambahan 8% dan 12%. Jika dibandingkan dengan katalis asam sulfat, katalis ZS yang ditambah dengan jel silika menunjukkan hasil yang lebih baik pada kondisi reaksi yang sama.

i1

Program Studi S1 Reguler Teknik KimiaUniversitas Sebelas Maret Surakarta

Esterifikasi Minyak Jelantah Dengan Etanol Menggunakan Katalis Padat Zirkonia Sulfat 2

BAB IPENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Minyak bumi merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui

sehingga jumlahnya terbatas. Penggunaan minyak bumi cenderung meningkat

seiring dengan pertumbuhan penduduk dan industri menyebabkan menipisnya

jumlah minyak bumi. Bahan bakar minyak bumi juga menimbulkan polusi

terhadap udara sehingga tidak ramah lingkungan (Suirta, 2009). Untuk

mengatasi persoalan tersebut perlu diadakan diversifikasi energi dengan cara

mencari energi yang dapat diperbaharui (renewable), salah satunya adalah

biodisel. Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif pengganti minyak diesel

yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau lemak hewan (Ozbay, Oktar, &

Tapan, 2008).

Menurut (Lopez, Suwannakarn, Bruce, & Goodwin Jr, 2007), pada proses

produksinya, biodisel dapat dihasilkan melalui transesterifikasi dan esterifikasi.

Pada proses transesterifikasi alkohol direaksikan dengan trigliserida

menggunakan katalis basa. Sedangkan untuk esterifikasi, alkohol direaksikan

dengan asam lemak bebas (FFA) menggunakan katalis asam (Suwannakarn,

Ngaosuwan, & Goodwin, 2009). Katalis asam yang digunakan biasanya bersifat

homogen seperti asam sulfat, asam para-toluena sulfonat atau asam fosfat. Akan

tetapi, katalis homogen tersebut beracun, korosif, berbahaya terhadap

lingkungan, dan sulit dipisahkan dari media reaksi. Untuk mengatasi masalah

tersebut, asam padat sebagai katalis ramah lingkungan dengan tigkat korosifitas

rendah, aman, serta lebih mudah dalam pembuangan limbah, pemisahan, dan

regenerasi (Hu, Zhou, Sun, Wang, & Zhang, 2009). Lebih jauh, esterifikasi

dengan katalis asam padat lebih mudah dipisahkan dan konversi FFA yang

tinggi bisa didapat (Ozbay, Oktar, & Tapan, 2008).

Biodisel dapat dibuat dari crude palm oil (CPO) (Petcmala, Laosiripojana,

Jongsomjit, Goto, Panpranot, & Mekasuwandumrong, 2010), minyak kacang

kedelai (Garcia, Teixeira, Marciniuk, & Schuchardt, 2008), minyak jarak

2



(Achten, Franken, & Singh, 2008), minyak wijen, minyak dedak padi dan lain-

lain. Bahan- bahan tersebut mempunyai harga yang relatif mahal. Sebagai

alternatif lain, minyak jelantah yang merupakan limbah domestik dapat

digunakan sebagai bahan baku biodisel. Biodisel dari minyak jelantah sudah di

uji coba untuk performa mesin dan menunjukkan hasil yang sama jika

dibandingkan dengan biodiesel dari minyak nabati segar (Wu, Foglia, Marmer,

Dunn, Goering, & Briggs, 1998).

Minyak jelantah (waste cooking oil) merupakan limbah yang berasal dari

proses penggorengan. Akibat reaksi kimia yang terjadi selama penggorengan,

komposisi kimia minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat

karsinogenik. Minyak jelantah yang dipakai berulang-ulang akan meningkatkan

gugus radikal peroksida yang mengikat oksigen, sehingga mengakibatkan

oksidasi terhadap jaringan sel tubuh manusia. Jika hal ini terus berlanjut, maka

akan mengakibatkan kanker, dan memengaruhi kecerdasan pada keturunan

(Ketaren, 1975). Untuk itu perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak

jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian dari aspek

kesehatan manusia. Salah satu bentuk pemanfaatan minyak jelantah adalah

dengan mengubahnya menjadi ester melalui proses esterifikasi. Ester sebagai

produk reaksi dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif (biodiesel).

Esterifikasi antara alkohol dan asam karboksilat menggunakan katalis

homogen asam kuat seperti asam sulfat, asam para-toluena sulfonat atau asam

fosfat membutuhkan penanganan dan pemisahan yang sulit (Romp, 1995).

Sebagai pengganti katalis homogen yang memerlukan penanganan khusus

tersebut, dan sistem reaktor yang rumit maka digunakan katalis padat yang

bersifat asam (Haerudin, Kusuma, & Komalasari, 2005). Dalam penelitian ini

katalis padat yang digunakan adalah zirkonia tersulfatasi (SO42-_ZrO2 ).

2. Perumusan Masalah

Penelitian ini direncanakan sebagai bagian dari penelitian secara

berkelanjutan tentang pengolahan limbah minyak jelantah. Melalui proses

esterifikasi, minyak jelantah yang mempunyai nilai ekonomis rendah dapat



diubah menjadi bahan yang mempunyai nilai ekonomis yang lebih tinggi.

Pembuatan ester dengan katalis homogen (asam kuat cair) memerlukan

penanganan khusus dan membuat proses produksi semakin panjang. Oleh

karena itu, penelitian ini menggunakan katalis heterogen (katalis asam padat)

untuk memperpendek rangkaian proses. Penggunaan katalis padat ini juga bisa

digunakan berulang-ulang, apabila mengalami deaktivasi dapat diregenerasi

kembali.

3. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Membuat katalis asam padat zirkonium tersulfatasi untuk reaksi esterifikasi

melalui metode presipitasi.

2. Memberikan alternatif proses dalam pembuatan biodiesel dari limbah miyak

goreng .

3. Mengetahui pengaruh penambahan jel silika dalam reaksi esterifikasi

minyak jelantah menjadi biodiesel.

4. Manfaat Penelitian

Penelitian ini memiliki beberapa manfaat

1. Bagi Iptek

Memberikan alternatif lain penggunaan katalis padat (katalis heterogen)

dalam reaksi esterifikasi.

2. Bagi masyarakat umum

Meningkatkan/ mendorong pola hidup masyarakat menjadi lebih sehat dan

tidak menggunakan minyak goreng secara berulang-ulang.

3. Bagi industri

Memberikan solusi yang lebih ekonomis dan lebih sederhana dalam proses

produksi senyawa ester.



BAB II

LANDASAN TEORI

1. Tinjauan Pustaka

1.1 Minyak Jelantah

Minyak jelantah (waste cooking oil) merupakan limbah yang berasal dari

proses penggorengan. Minyak jelantah tergolong sebagai limbah organik

yang banyak mengandung senyawa hidrokarbon, yang jika terdegradasi di

lingkungan akan meningkatkan keasaman lingkungan, menimbulkan bau

yang tidak sedap, akibatnya banyak tumbuh mikroorganisme yang

merugikan bagi manusia (Suirta, 2009). Penggunaan minyak goreng secara

berulang-ulang pada suhu tinggi dan dalam waktu yang lama menyebabkan

perubahan komposisi kimia akibat oksidasi dan hidrolisis. Hal ini dapat

mengakibatkan kerusakan pada minyak goreng tersebut karena oksidasi asam

lemak tidak jenuh yang kemudian membentuk gugus peroksida dan monomer

siklik (Hui, 1996). Minyak yang teroksidasi ini mengakibatkan kanker dan

memengaruhi kecerdasan pada keturunan (Ketaren, 1975).

Untuk itu, perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak jelantah

dapat bermanfaat dan tidak merugikan dari aspek kesehatan manusia dan

lingkungan. Salah satu bentuk pemanfaatan minyak jelantah adalah dengan

mengubahnya menjadi ester melalui proses esterifikasi. Ester sebagai produk

reaksi atau dikenal sebagai fatty acid ethyl ester (FAEE) dapat digunakan

sebagai bahan bakar alternatif (biodisel).

1.2 Reaksi Pembuatan Biodisel

Salah satu produksi biodisel dari minyak jelantah merupakan pendekatan

untuk mengurangi biaya produksi biodisel. Bagaimanapun juga, minyak

jelantah memiliki kadar FFA tinggi. Adanya kandungan FFA pada trigliserida

akan menurunkan performa reaksi transesterifikasi trigliserida karena FFA

akan bereaksi dengan katalis basa yang digunakan dalam reaksi tersebut

membentuk senyawa sabun. Oleh sebab itu, pra-perlakuan FFA harus

5



dilakukan untuk menghindari konsumsi katalis basa selama proses

transesterifikasi berlangsung. Pada tahap pra-perlakuan, FFA direaksikan

dengan alkohol dengan bantuan katalis asam, menghasilkan ester dan air.

Berikut adalah reaksi esterifikasi menurut (Park, Kim, & Lee, 2010):

R 1COOH +R 2OH⟷ R 1COOR 2+H 2O

Tahapan reaksi esterifikasi asam lemak bebas dalam minyak

jelantah dapat digambarkan sebagai berikut:

1. Tahap pertama merupakan proses gugus karbonil diprotonasi oleh katalis.

2. Tahap kedua merupakan suatu proses dimana metanol menyerang gugus

karbonil yang telah terprotonasi.

3. Proses terakhir yang terjadi adalah pembentukan produk metil ester

serta sekaligus lepasnya H+ yang bersumber dari katalis.

Tahap-tahap reaksi di atas merupakan tahapan yang terjadi dalam reaksi

esterifikasi asam lemak bebas menggunakan katalis asam yang berdasarkan

penelitian sebelumnya yang berjudul Structure and Mechanism in Organic

Chemistry yang dilakukan oleh (Ingold, 1969)

Laporan Park, dkk (2010) menyebutkan efek dari air pada reaksi

esterifikasi dengan katalis dan level konsentrasi air. Dalam laporan yang

sama Park juga menyebutkan bahwa penurunan aktifitas reaksi berdasar

naiknya kandungan air. Ketika efisiensi dari reaksi esterifikasi rendah, FFA

membentuk sabun bersama katalis alkali. Hadirnya sabun membuat

pemisahan antara alkohol dan biodisel menjadi sulit, sementara itu yield



biodisel akan menurun. Dapat disimpulkan, konsentrasi air yang ada dalam

reaksi sangat berpengaruh terhadap performa esterifikasi. Semakin banyak air

yang terbentuk maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaktan, hal ini

sesuai dengan asas Le Catlier. Pada penelitian ini, upaya untuk meminimisasi

konsentrasi air dalam sistem reaksi dilakukan dengan menambahkan jel silika

untuk mengadsorp air yang dihasilkan.

1.3 Katalis Asam Padat Zirkonia dan Pembuatannya

Menurut (Lopez, Suwannakarn, Bruce, & Goodwin Jr, 2007), zirkonia

adalah oksida logam yang memiliki karakteristik bifungsional asam dan basa

lemah. Kapasitas penukar ion yang tinggi dan aktifitas redoks memungkinkan

untuk digunakan dalam banyak proses katalitik sebagai pembantu, dan

pemercepat reaksi. Lebih jauh, zirkonia oksida juga memiliki beberapa

kelebihan antara lain: stabilitas kimia, Tahan terhadap paparan suhu yang

tinggi, ketahanan mekanik yang signifikan, memiliki kapasitas penukar ion

yang baik. Hal ini menjadikan zirkonia cocok untuk keramik, pelapis tanur

tinggi pada pengolahan biji besi, bahan elektronik, dan sensor oksigen (Liu,

Lu, & Yan, 2004).

Hino dan Arata orang pertama yang melaporkan zirkonia yang

dimodifikasi melalui penambahan ion sulfat pada permukaannya memiliki

sifat asam kuat dan aktifitas katalitik asam yang tinggi. Semenjak laporan

tersebut, studi tentang penggunaan zirkonia tersulfatasi telah banyak

dilakukan. Temperatur aktifasi yang rendah untuk isomerisasi hidrokarbon

kerap didokumentasikan dan memperkuat bukti bahwa zirkonia adalah

padatan super asam atau setidaknya asam padat yang sangat kuat (Drago &

Kob, 1997). Beberapa reaksi yang memakai aplikasi katalitik dari zirkonia

adalah transesterifikasi, esterifikasi, dan asilasi.

Menurut (Reddy & Patil, 2009), zirkonia sulfat dapat dibuat dengan

dua cara, yaitu:

1. Two-Step Precipitation and Impregnation Method



Tahap awal pada metode ini adalah presipitasi, yaitu prekursor zirkonia

dilarutkan dalam akuabides kemudian ditambahkan amonia pekat tetes

demi tetes. Pada tahap ini akan diperoleh endapan Zr(OH)4 yang

selanjutnya dikeringkan pada suhu 120°C. Tahap kedua adalah impregnasi

(sulfatasi), endapan yang telah kering direndam dalam larutan NH4OH lalu

dikeringkan kembali. Pada tahap ini diperoleh padatan SO42-/Zr(OH)4 yang

selanjutnya dikalsinasi pada suhu 650°C. Padatan SO42-/ZrO2 diperoleh

pada proses kalsinasi ini.

2. One-Step Sol-Gel Method

Metode sol-gel menggunakan prekursor-prekursor organik seperti

zirconium alkoxside. Prekursor kemudian dilarutkan dalam larutan alkohol

seperti n-propanol. Selanjutnya campuran tersebut ditetesi larutan H2SO4

tetes demi tetes (pada setiap tetesnya akan diperoleh endapan zirkonium

sulfat). Endapan yang diperoleh dikeringkan pada suhu 120°C. Endapan

yang telah kering dikalsinasi pada suhu 650°C. Pada metode ini akan

diperoleh luas permukaan katalis yang tinggi, tetapi kandungan asam

sulfat tidak dapat dikontrol (divariasi).

2. Kerangka Pemikiran

Penggunaan katalis padat zirkonia sulfat diharapkan bisa memberikan

tambahan alternatif katalis untuk esterifikasi.Penggunaan katalis homogen

selama ini telah memberikan efek kurang bagus baik terhadap alat dan

keselamatan.Oleh sebab itu dengan dipublikasikan penelitian ini dapat

memberikan solusi pada katalis esterifikasi.

Daripada itu pemakaian minyak goreng secara berulang-ulang kurang

baik bagi kesehatan (karsinogenik). Dengan dipublikasikan penelitian ini

diharapkan akan timbul ide kreatif dari pembaca untuk memanfaatkan minyak

jelantah terutama untuk biodisel.



BAB III

METODE PENELITIAN

1. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan :

a. Biomassa minyak jelantah

b. Etanol 96 %

c. Zirkonium (IV) oksiklorida oktahidrat (ZrOCl2.8H2O)

d. Akuabides

e. Akuades

f. NaOH

g. NaCl

h. H2SO4

i. Larutan amoniak 25 %

j. Indikator PP (Phenol Phtealine)

k. Karbon aktif

Sifat-sifat bahan:

1. Akuades (H2O) / Akuabides

Sifat fisika akuabides (Perry & Green, 1997):

Berat molekul : 18 g/mol

Berat jenis : 1 g/mol

Titik didih : 100°C

Titik beku : 0°C

Tidak berwarna

Berwujud cair pada suhu kamar

Sifat kimia akuabides (Pudjaatmaka, 1984):

Merupakan kovalen polar

Elektrolit sangat lemah

pH netral

Dapat bereaksi dengan oksida logam membentuk hidroksida

9



Merupakan pelarut universal

2. Zirkonium (IV) oksiklorida oktahidrat (ZrOCl2.8H2O)

Sifat fisika ZrOCl2.8H2O (chemicalland21.com, 2011):

Berat molekul : 322,25 g/mol

Spesifik gravity : 1,91

Titik lebur : 2700°C

Berwana putih

Berbentuk serbuk

Sifat kimia ZrOCl2.8H2O (chemicalland21.com, 2011):

Mudah larut dalam air

Membentuk asam apabila terlarut dalam air

Banyak digunakan sebagai katalis reaksi organik

3. Jel silika

Sifat fisika jel silika (Herawati & Indarto, 2010): Bentuk : padat

Density : 2,634 g/cm3

Spesific gravity : 2

Sifat kimia jel silika (Herawati & Indarto, 2010):

Bersifat mudah menyerap air

Dapat diregenerasi apabila telah jenuh dengan cara dipanaskan

4. Karbon aktif

Sifat fisika karbon aktif (Djatmiko & Ketaren, 1985):

Bentuk padat

Berwarna hitam

Sifat kimia karbon aktif (Djatmiko & Ketaren, 1985):

Dapat digunakan sebagai adsorben warna dari larutan

Merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon

5. Etanol (C2H5OH)

Sifat fisika etanol (Riawan, 1961):

Berwujud cair pada suhu kamar

Titik didih normal pada 78°C



Terbakar dengan nyala kuning

Sifat kimia etanol (Riawan, 1961):

Larut dalam air

Menunjukkan reaksi umum dari alkohol

Higroskopis

6. Asam sulfat (H2SO4)

Sifat fisika asam sulfat (Perry & Green, 1997):


Spesifik gravity : 1,834 g/mL

Titik leleh : 10,49°C

Terdekokmposisi pada 340°C

Sifat kimia asam sulfat (Sax & Lewis, 1987):

Sangat korosif

Larut dalam air

Sangat reaktif

Dapat melarutkan sebagian logam

7. Natrium hidroksida (NaOH)

Sifat fisika natrium hidroksida (Perry & Green, 1997):

Berat molekul : 40 g/mol

Spesifik gravity : 2,13

Titik leleh : 318,4°C

Titik didih : 1390°C

Beerwujud kristal pada suhu kamar

Berwarna putih

Sifat kimia natrium hidroksida (Sax & Lewis, 1987):

Mudah larut dalam air

Tidak larut dalam aseton

Higroskopis

8. Indikator PP

Sifat fisika indikator PP (Perry & Green, 1997):




Berat jenis : 1,299 g/mL

Titik lebur : 261,2°C

Tidak berwarna

Sifat kimia indikator PP (Underwood & Day, 1982):

Merupakan asam diprotik

Berwarna merah muda pada suasana basa dan tidak berwarna pada

suasana asam

9. Natrium klorida (NaCl)

Sifat fisika natrium klorida (Perry & Green, 1997):


Titik didih : 109,512°C

Titik beku : 1,69°C

Sifat kimia natrium klorida (Perry & Green, 1997):

Dalam air mengalami ionosasi sempurna

Merupakan elektrolit kuat

Jumlah ion dalam larutan besar

10. Larutan ammonia (NH4OH)

Sifat fisika larutan ammonia (Perry & Green, 1997):


Tidak berwarna

Sifat kimia larutan ammonia Menurut (Perry & Green, 1997):

Berbau tajam

Bersifat basa



Alat yang digunakan adalah:

a. Kertas saring

b. Labu leher tiga

c. Termometer

d. Gelas beker

e. Labu ukur

f. Gelas ukur

g. Pemanas Stirer

h. Erlenmeyer

i. Corong kaca

j. Pipet tetes, ukur, volume

k. Klem

l. Cawan porselen

m. Pendingin balik

n. Statif

o. Pengaduk kaca

p. Pemisah sentrifugal

q. Buret

r. Kertas pH

s. Furnace

Karakterisasi katalis

a. BET (Brunauer Emmer Teller)

Quantachrome NovaWin dengan adsorpsi gas nitrogen pada suhu 77 K.

b. XRD (X-Ray Difraktometri)

Siemens D500 dengan sumber sinar radiasi yang berasal dari CuKα

c. FTIR (Foto transmitter infra red)

Merk ABB, tipe MB 3000.

d. SEM (Scanning Electron Microscope)

Dengan coating menggunakan platina.



2. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratoritum Aplikasi Teknik Kimia,

Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Laboratorium DTK, Lab Pros TK di

Jurusan Teknik Kimia UNS. Analisa difraksi sinar-X (XRD) dilakukan di Lab.

MIPA, Jur Fisika UNS. Karakteristik pori diuji di Lab.Elkim & Korosi,

Jurusan TK ITS, Analisa morfologi (SEM) dan karakteristik permukaan

(surface properties) dengan FTIR dilakukan di LPPT UGM.

3. Cara Penelitian

a. Pembuatan katalis Zirkonia Sulfat

Proses pembuatan katalis dilakukan untuk mendapatkan sifat katalis

yang diinginkan. Katalis dibuat dari Zirconium (IV) Oxide Chloride(ZrOCl2)

dengan cara precipitation, yaitu Zirconium (IV) Oxide Chloride(ZrOCl2)

dilarutkan dalam aquabides, kemudian ditetesi larutan amoniak pekat

sampai pH sekitar 9 (yang ditunjukan oleh perubahan warna kertas pH

indikator) dan diaduk selama satu jam sampai diperoleh endapan berwarna

putih. Endapan Zr(OH)4 yang diperoleh kemudian disaring menggunakan

kertas saring, selanjutnya dioven pada suhu 110°C selama 18 jam (Turapan,

Yotkamchornkun, & Nuithitikul, 2010). Endapan yang telah kering

disulfatasi dengan merendamnya dalam larutan asam sulfat pada suhu

kamar dengan perbandingan tertentu (16,5 mL/gram) antara serbuk dan

larutan dan distirrer selama 1 jam (Ardizzone, Bianchi, Ragaini, & Vercelli,

1999). Zirkonia yang telah tersulfatasi selanjutnya disaring dan dikeringkan

dalam oven pada suhu 110°C selama 18 jam. Setelah kering dikalsinasi

dengan menggunakan furnace tanpa aliran udara selama 4 jam (Turapan,

Yotkamchornkun, & Nuithitikul, 2010). Pembuatan katalis ini dilakukan

dengan memvariasikan konsentrasi H2SO4 dan suhu kalsinasi.

b. Tahap analisis katalis

Tahap ini dilakukan untuk mendapatkan data katalis terbaik yang akan

dipakai pada tahap esterifikasi. Diantaranya dengan analisis XRD (X-Ray

Diffractometry), yaitu untuk peneraan struktur kristal pada sampel



berdasarkan suhu kalsinasi. Setelah didapatkan suhu kalsinasi terbaik,

langkah selanjutnya ialah analisis keasaman katalis pada suhu kalsinasi

terbaik yang telah didapat dengan penambahan variabel konsentrasi asam

sulfat untuk sulfatasi. Pada analisis keasaman digunakan 0.1 gram katalis

aktif yang dicampur dalam 10 mL larutan NaCl 0.01 N dan diaduk selama 1

jam. Katalis dipisahkan dengan sentrifugasi, bagian cair kemudian dititrasi

dengan larutan NaOH 0,01 N dan ditambahkan indikator phenol phtealin

(Satyarthi, Srinivas, & Ratnasamy, 2010). Setelah mendapatkan kondisi

sulfatasi terbaik katalis dibuat pada kondisi ini namun dikalsinasi pada suhu

yang berbeda-beda. Katalis tersebut akan dianalisis dengan BET (Brunaeur

Emmet Teilet) untuk mengetahui pengaruh suhu kalsinasi terhadap luas

permukaan katalis. Sebagai tambahan katalis juga dianalisa menggunakan

SEM (Scanning electron mycroscopy) dan FTIR (Foto Transmiter Infra

Red).

c. Persiapan bahan

ZrOCl2 didapat dengan membeli dari Laboratorium Pusat MIPA UNS

secara eceran. Sedangkan minyak jelantah didapatkan dari kantin kampus,

rumah, dan warung beserta restoran di sekitar pasar Turisari. Untuk etanol

didapat dengan membeli dari toko kimia.

Sebelum melakukan test katalitik, minyak jelantah dikenakan

praperlakuan terlebih dahulu dengan memanaskannya pada suhu 70 °C.

Selanjutnya karbon aktif 7,5% (wt/wt) disuspensikan ke dalam minyak,

kemudian campuran tersebut diaduk selama 1 jam sehingga didapatkan

minyak yang jernih. Minyak yang telah jernih disaring dengan kertas saring

untuk memisahkan suspensi karbon aktif.

Sebelum digunakan untuk test katalitik, jel silika granula digerus

dahulu sampai menjadi serbuk kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh.

Jel silika kemudian dioven sampai menjadi warna biru. Jel silika digunakan

untuk menjerap air yang merupakan hasil samping reaksi esterifikasi.

Penjerapan air dimaksudkan untuk mendorong kesetimbangan ke arah

pembentukan produk.



d. Esterifikasi

Esterifikasi dilakukan dalam reaktor (labu leher tiga) 100 ml yang

dipasang pendingin balik dan termometer. Minyak jelantah dimasukkan ke

dalam reaktor terlebih dahulu, kemudian dipanaskan dengan menggunakan

pemanas berpengaduk sampai mencapai suhu reaksi. Kemudian katalis dan

jel silika dimasukkan secara bersama- sama sambil diaduk dengan kecepatan

4 mot. Selanjutnya etanol dimasukkan dan waktu reaksi mulai dihitung.

Reaksi ini dilakukan pada berbagai macam katalis, suhu, dan berat jel silika.

e. Analisis produk

Mengambil 5 ml sampel (minyak jelantah yang telah bereaksi dengan

alkohol), kemudian dimasukkan ke dalam air dingin untuk menghentikan

reaksi yang terjadi. Setelah dingin, meneteskan indikator PP kemudian

menitrasi dengan NaOH 0,1 N sampai terjadi perubahan warna dan mencatat

volume NaOH 0,1 N yang dibutuhkan. Pada tahap inilah data setelah reaksi

didapat dan kemudian dihitung konversinya.



BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Karakterisasi XRD

Efek suhu kalsinasi dapat dilihat pada Gambar IV 1. Katalis yang

tidak dikenakan kalsinasi (blanko) menunjukkan profil kurva yang melebar

(broad), sehingga bisa dikatakan masih dalam bentuk amorf. Setelah

dikalsinasi pada suhu 600°C, ZS mempunyai struktur kristal tetragonal yang

lebih dominan ditunjukkan pada 2θ = 30° daripada struktur kristal monoklinik

(ditunjukkan pada 2θ=43°). Bahkan hampir tidak ditemukan kristal

monoklinik. Peningkatan suhu kalsinasi pada ZS dari 500°C-700°C akan

meningkatkan kekristalan dari ZS tersebut. Kalsinasi pada suhu rendah yaitu

500°C, memberikan struktur amorf. Suhu paling optimum untuk kalsinasi

adalah 600°C. Kalsinasi ZS pada temperatur tinggi (700°C) memberikan fase

tetragonal yang dominan, tetapi spesies sulfat yang terdapat pada permukaan

ZrO2 dapat terdesorp (Satyarthi, Srinivas, & Ratnasamy, 2010).

Gambar IV 1 Pengaruh suhu kalsinasi terhadap kristalinitas katalis zirkonia tersulfatasi 0,5M: (a) tanpa kalsinasi, (b) 500°C, (c) 600°C, (d) 700°C

15 20.8509 26.7019 32.5528 38.4037 44.2547 50.1056 55.9566 61.8075 67.6584 73.50942 Theta (°)

17



2. Analisis BET

Tabel IV 1 menunjukkan bagaimana pengaruh suhu kalsinasi terhadap luas

permukaan katalis. Katalis tanpa kalsinasi memiliki luas permukaan terbesar

dibanding katalis lain karena tidak ada spesies sulfat dipermukaannya.

Kalsinasi yang dilakukan pada suhu 600°C menunjukkan luas permukaan yang

paling besar dibandingkan dua suhu kalsinasi yang lain karena spesies sulfat

yang teradsorpsi di dalam pori katalis memberikan kestabilan struktur katalis

(Mejri, Younes, & Ghorbel, 2006). Selain memiliki kristalinitas tetragonal

tertinggi, katalis ini juga masih dapat menahan spesies sulfat. Kalsinasi pada

suhu 600°C memberikan luas permukaan yang terbesar, maka untuk

selanjutnya pada suhu kalsinasi 600°C katalis lain akan dibuat.

Tabel IV 1 Hasil analisis BET pada sulfatasi 0,5 M H2SO4

T ( °C) SBET (m2/g)Volume pori

(cc/g)

Diamater pori(Å)

Tanpa kalsinasi 134,160 0,049 30,420

500 94,445 0,044 33,776

600 109,151 0,079 34,078

700 39,543 0,051 37,946

Gambar IV 2 menunjukkan grafik adsorpsi-desorpsi N2 isotermal. Kurva

BJH adalah kurva distribusi ukuran diameter pori katalis zirkonium tersulfatasi

0,5 M H2SO4 dan dikalsinasi pada suhu 600°C. Grafik ini merupakan adsorpsi

jenis IV yang memiliki kurva histerisis jenis ke dua (H2). Pada pembacaan

grafik ini dapat diketahui bahwa katalis tersebut mempunyai pori model celah

kerucut. Hasil ini sama dengan foto di literatur yang telah dipublikasikan

(Gregg & Sing, 1982).



0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

10

20

30

40

50

60

70

80

Adsorpsi

Desorpsi

Tekanan Relatif (P/Po)

Vol

ume

Ter

adso

rpsi

cm

3/g

ST

P

Gambar IV 2 Gambar Hasil BET Zirkonia Tersulfatsi 0,5 M H2SO4 Pada

Suhu 600 °C

3. Analisis keasaman

Tabel IV 2 menunjukkan bahwa katalis paling asam ialah katalis dengan

molaritas asam sulfat untuk sulfatasi 1 M. Namun, kami menggunakan molaritas

sulfatasi asam sulfat 0,5 M untuk tahap selanjutnya karena lebih efisien dari segi

penggunaan asam sulfat. Dapat dilihat dari selisih volume NaOH 0,01 N yang

digunakan lebih kecil dapat dilihat pada lampiran perhitungan keasaman.

Tabel IV 2 Hasil analisis keasaman katalis

Sampel Zirkonia

(Molaritas H2SO4)

Kekuatan asam

µmol/ gram

0 0

0,5 200

1 220



4. Analisis SEM

Gambar IV 3 memperlihatkan foto SEM dari katalis. Partikel- partikel

berbentuk seperti jarum, serpihan (flakes) dan granular yang relatif kecil (1-

5μm) menempel pada permukaan serpihan dan partikel bentuk jarum, yang

teraglomerisasi, tidak telalu berdistribusi homogen dan memiliki pori. Hasil ini

sama dengan foto di literatur yang telah dipublikasikan (Muthu &

Subramanian, 2010).

Gambar IV 3 Foto SEM Dari Zirkonia Yang Disulfatasi 0,5 M dan

Dikalsinasi pada 600°C

5. Analisis FT-IR

Aktifitas katalitik tertinggi untuk zirkonia tersulfatasi dapat dihubungkan

dengan kuatnya keasaman permukaan dan besarnya pori-pori. Zirkonia

tersulfatasi memiliki keasaman permukaan yang kuat tidak lain karena

mengikat sulfat . Karakteristik asimetris dan simetris meregangkan frekuensi

dari ikatan rangkap S=O dan ikatan tunggal S-O pada bagian 1200-900 cm -1

(Tyagi, Mishra, & Jasra, 2010). Hal ini membuktikan bahwa pembuatan

zirkonia tersulfatasi sukses dilakukan.



Gambar IV 4 Hasil Pembacaan FT-IR Katalis SO42-/ZrO2 0,5 M H2SO4

Dikalsinasi Pada 600 °C

6. Reaksi esterifikasi

Konversi FFA dari minyak jelantah tanpa katalis, dengan penambahan

katalis, dan penambahan katalis serta jel silika terhadap waktu disajikan oleh

Gambar IV.5. Dari Gambar IV.5 dapat dilihat, reaksi esterifikasi tetap

berlangsung sampai mencapai konversi ± 20% tanpa katalis. Hal ini

disebabkan oleh efek autokatalitik dari FFA minyak jelantah yang bersifat

asam. Penambahan katalis SO42-/ZrO2 dapat meningkatkan konversi hingga

56%. Reaksi esterifikasi yang menggunakan katalis SO42-/ZrO2 dan ditambah

jel silika mnghasilkan konversi 81%. Hal ini membuktikan bahwa

penambahan jel silika dapat mengadsorp air yang merupakan hasil samping

reaksi esterifikasi, sehingga kesetimbangan bergeser kearah produk. Pengaruh

variasi suhu reaksi dapat diamati pada gambar IV 6. Gambar IV 6 ini

menunjukkan suhu terbaik untuk reaksi esterifikasi minyak jelantah dengan

etanol adalah 60°C. Pada suhu 70°C memperlihatkan konversi yang semakin

tinggi pula tetapi berlangsung sangat lama (ditandai dengan grafik yang masih

linear). Hal ini dikerenakan etanol menguap sehingga reaksi akan berbalik ke



arah reaktan. Pengaruh variasi berat adsorben SiO2 dapat diamati pada

gambar IV 7. Gambar ini memerlihatkan bahwa kinerja katalis relatif sama

untuk berbagai macam berat silika, namun berat silika yang terbaik adalah 4%

dari berat reaktan karena lebih menghemat dalam pemakaian jel silika.

Sedangkan Gambar IV 8 memerlihatkan kinerja ZS 0,5 ditambah jel silika 4%

adalah yang terbaik. Dibuktikan dengan konversi FFA (80%) paling tinggi

diantara kedua data yang lain baik asam sulfat 0,5 M (70%) dan tanpa katalis

(22%).

Gambar IV 5 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada T= 60°C , rasio

berat reaktan = 1:1

0 50 100 1500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Tanpa Katalis

ZS 0,5

ZS 0,5 & Jel Silikal 8%Kon

vers

i F

FA

Waktu (menit)



Gambar IV 6 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada rasio berat

reaktan = 1:1, katalis SO42-/ZrO2 0,5 M H2SO4 dan penambahan jel silika

4% berat reaktan

Gambar IV 7 Konversi FFA sebagai fungsi waktu pada T= 60°C, rasio

berat reaktan = 1:1, katalis SO42-/ZrO2 0,5 M H2SO4

0 20 40 60 80 100 120 1400

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Silika 4%

Silika 8%

Silika 12%Kon

vers

i F

FA

Waktu (menit)

0 50 100 1500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

50°C

60°C

70°C

Kon

vers

i F

FA

Waktu (menit)



Gambar IV 8 Perbandingan hasil konversi FFA tanpa katalis dan dengan

katalis yang berbeda pada T=60°C

0

2

4

6

8

10

12

14

Kon

vers

i FFA

ZS 0,5 & jel silika 4%Tanpa katalis Asam sulfat 0,5 M ZS 0,5



BAB V

PENUTUP

1. Kesimpulan

Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a) Pada pembuatan katalis zirkonia tersulfatasi suhu kalsinasi paling bagus

pada percobaan ini adalah 600°C. Hal ini dibuktikan dengan analisis

kristalinitas menggunakan XRD dan ditunjukkan dengan intensitas kristal

tetragonal paling tinggi. Sedangkan konsentrasi asam sulfat paling baik

untuk sulfatasi adalah pada 0,5 M, karena lebih hemat untuk penggunaan

asam sulfat.

b) Suhu terbaik untuk reaksi adalah pada 60°C, dibuktikan dengan konversi

FFA paling tinggi pada variabel suhu.

c) Dari reaksi yang telah dilakukan, katalis paling baik adalah ZS 0,5 & jel

silika 4%. Walaupun secara hasil menunjukkan konversi relatif sama pada

variabel berat silika gel. Namun, secara keseluruhan lebih menghemat

dalam pemakaian silika gel.

d) Reaksi esterifikasi dapat dilakukan dengan katalis heterogen (padat),

sehingga tidak hanya dapat dilakukan dengan katalis homogen (cair).

2. Saran

Pemanfaatan minyak jelantah masih dirasa belum banyak dilakukan.

Oleh sebab itu perlu langkah serius untuk kedepannya. Diantaranya kampanye

sehat untuk tidak menggunakan minyak jelantah secara berulang, dan

kampanye pemanfaatan agar minyak jelantah tidak hanya dibuang percuma.

Selain itu juga harus dilakukan penelitian tentang katalis padat untuk

esterifikasi sehingga biaya operasi untuk esterifikasi dapat ditekan.

25



Daftar Pustaka

Achten, V., Franken, M., & Singh, A. M. (2008). Jatropha biodiesel production

and use. Biomass and Bioenergy , 1063-1084.

Ardizzone, S., Bianchi, C. L., Ragaini, V., & Vercelli, B. (1999). SO4-ZrO2

catalysts for the esterification of benzoic acid to methylbenzoate. Catalysis

Letters 62 , 59-65.

chemicalland21.com. (2011, April 4). Zirconia. Retrieved November 30, 2011,

from chemicalland: http://www.chemialland21.com/Zirconia

Djatmiko, R. S., & Ketaren, S. (1985). Pemurnian Minyak. Bogor: Agroindustri

Press.

Drago, R. S., & Kob, N. (1997). Acidity and Reactivity of Sulfated Zirconia and

Metal-Doped Sulfated Zirconia. Journal of Physical Chemistry , 3360-

3364.

Garcia, C. M., Teixeira, S., Marciniuk, L. L., & Schuchardt, U. (2008).

Transesterification of soybean oil catalyzed by sulfated zirconia.

Bioresource Technology , 6608-6613.

Gregg, S. J., & Sing, K. S. (1982). Adsorption, Surface Area, and Porosity (2nd

Edition ed.). New York: Academic Press.

Haerudin, H., Kusuma, D. S., & Komalasari, E. (2005). Pembuatan dan

Karakterisasi Asam Padat Dari Bentonit Berpilar Termodifikasi untuk

Katalis Esterifikasi. Jurnal Teknik Kimia Indonesia .

Herawati, & Indarto, D. N. (2010). Pabrik Silika dari Abu Ampas Tebu dengan

Proses Presipitasi. Surabaya: ITS.

Hu, X., Zhou, Z., Sun, D., Wang, Y., & Zhang, Z. (2009). Esterification of Fatty

Acid by Zirconic Catalysts. Catalyst Letters , 90-96.

Hui, Y. H. (1996). Bailey's Industrial Oil & Fat Product: Prosessing Technology

(5th ed., Vol. IV). New Jersey: John Willey & Sons.

Ingold, C. K. (1969). Structure and Mechanism in Organic Chemistry (2nd

Edition ed.). New York: Cornell University Press.



Ketaren, S. (1975). Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI

Press.

Liu, X. M., Lu, G. Q., & Yan, Z. F. (2004). Synthesis and Stabilization of

Nanocrystalline Zirconia with MSU Mesostructure. Journal of Physical

Chemistry C , 15523-15528.

Lopez, D. E., Suwannakarn, K., Bruce, D. A., & Goodwin Jr, J. G. (2007).

Esterification and transesterification on tungstated zirconia: Effect of

calcination temperature. Journal of Catalysis 247 , 43-50.

Mejri, I., Younes, M. K., & Ghorbel, A. (2006). Comparative Study of The

Textural and Structural Properties of The Aerogel and Xerogel Sulphated

Zirconia. Journal of Sol-Gel Technology , 3-8.

Muthu, S. V., & Subramanian, K. N. (2010). Synthesis of Biodiesel From Neem

Oil Using Sufated Zirconia. 27.

Ozbay, N., Oktar, N., & Tapan, N. A. (2008). Esterification of free fatty acids in

the waste cooking oils (WCO): Role of ion-exchange resins. Fuel 87 ,

1789-1798.

Park, J.-Y., Kim, D.-K., & Lee, J.-S. (2010). Esterification of free fatty acid using

water-tolerable Amberlyst as a heterogeneous catalyst. Bioresource

Technology 101 , 562-565.

Perry, R. H., & Green, D. W. (1997). Perry's Chemical Engineer Handbook. New

York: Mc Graw Hill.

Petcmala, A., Laosiripojana, N., Jongsomjit, B., Goto, M., Panpranot, J., &

Mekasuwandumrong, O. (2010). Transesterification of palm oil and

esterification of palm fatty acid in near- and super-critical methanol with

SO4-ZrO2 catalysts. Fuel , 2387-2392.

Pudjaatmaka, A. H. (1984). Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Reddy, B. M., & Patil, M. K. (2009). Organic Syntheses and Transformation

Catalyzed by Sulfated Zirconia. American Chemical Society , 2187.

Riawan, S. (1961). Kimia Organik. Jakarta: Erlangga.

Romp, C. D. (1995). Chemie Lexilkon Version 1.0. Stuttgart/New York: George

Thieme Verlag.



Satyarthi, J. K., Srinivas, D., & Ratnasamy, P. (2010). Influence of Surface

Hydrophobicity on the Esterification of Fatty Acids over Solid Catalysts.

Energy & Fuel 24 , 2154-2161.

Sax, N., & Lewis, R. (1987). Hawley's Condensed Chemical Dictionary (11th

ed.). New York: Van Nostrand Reinhold Company.

Suirta, I. W. (2009). Biodiesel Preparation of Waste Cooking Oils. Chemistry

Journal 3 , 1-6.

Suwannakarn, Ngaosuwan, & Goodwin. (2009). Simultaneous Free Fatty Acid

Esterification and Trilyceride Transesterification Using a Solid Acid

Catalyst with Removal of Water and Unreacted Methanol. Industrial

Engineering of Chemistry Research , 2810.

Turapan, S., Yotkamchornkun, C., & Nuithitikul, K. (2010). Esterification of Free

Fatty Acids in Crude Palm Oil With Sulphated Zirconia: Effect of

Calcination Temperature. World Academy of Science, Engineering and

Technology 65 , 520-524.

Tyagi, B., Mishra, M. K., & Jasra, R. V. (2010). Solvent free synthesis of acetyl

salicylic acid over nano-crystalline sulfated. Journal of Molecular

Catalysis A: Chemical , 41-45.

Underwood, A. L., & Day, R. A. (1982). Analisa Kimia Kualitatif. Jakarta:

Erlangga.

Wu, W. H., Foglia, T. A., Marmer, W. N., Dunn, R. O., Goering, C. E., & Briggs,

T. E. (1998). Low-temperature Property and Engine Performance

Ealuation of Ethyl and Isoprophyl Esters of Tallow and Gease. Journal of

American Oil Chemist Society , 1173.

1

A. Perhitungan kekuatan asam katalis

( N NaOH × V NaOH )asam=( N NaOH ×V NaOH )basa

i

Esterifikasi Minyak Jelantah Dengan Etanol Menggunakan Katalis Padat Zirkonia Sulfat


2

mgrek asam=( NNaOH ×V NaOH )basa

mgrek asam=amol asam

n

amol asam

n=( N NaOH ×V NaOH )basa

amolasam=( N NaOH × V NaOH )basa ×n (untuk 0,1 gram katalis)

amolasam=( N NaOH × V NaOH )basa ×n×10 (untuk 1 gram katalis)

Keterangan :

amol asam = Kekuatan asam katalis (µmol/ gram katalis)

NNaOH = Normalitas NaOH untuk titrasi keasaman katalis (grek/ L)

VNaOH = Volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi keasaman katalis (ml)

n = Elektron valensi NaOH (grek/mol) = 1 grek/ mol

Sampel Zirkonia

(Molaritas H2SO4)

N NaOH

(grek/ L)

Volume NaOH

(mL)

Kekuatan asam

(µmol/ gram)

0 0,01 0*) 0

0,5 0,01 2 200

1 0,01 2,2 220

B. Perhitungan konversi



3

FFA=V NaOH × N NaOH

b

Keterangan:

VNaOH = Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi asam lemak bebas

NNaOH = Normalitas NaOH yang digunakan untuk titrasi asam lemak bebas

b = Berat sampel yang dititrasi

Konversi=FFAbereaksi

FFAmula−mula

Konversi=FFAmula−mula−FFAsisa

FFAmula−mula

Konversi=(V NaOH × NNaOH

b )mula−mula

−(V NaOH × N NaOH

b )sisa

(V NaOH × N NaOH

b )mula−mula

bmula-mula = bsisa

NNaOH mula-mula = NNaOH sisa

Konversi=

N NaOH

b× [ (V NaOH )mula−mula−(V NaOH )sisa ]N NaOH

b× (V NaOH )mula−mula

Konversi=(V NaOH )mula−mula−(V NaOH )sisa

(V NaOH )mula−mula

Keterangan :

VNaOH mula-mula = Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi asam lemak bebas

sebelum bereaksi (pada menit ke- 0)

VNaOH sisa = Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi asam lemak bebas

setelah bereaksi (pada menit ke- 10, 30,60, 120)



4

Ragam katalis

waktu

tanpa katalis ZS 0,5 ZS0,5 & silika 4%

Volume

NaOHKonversi

Volume

NaOHKonversi

Volume

NaOHKonversi

0 7.1 0 7.1 0 7.1 0

10 6.4 0.0985915 5.1 0.28169 3.6 0.492958

30 6 0.1549296 4.1 0.422535 2.3 0.676056

60 5.7 0.1971831 3.6 0.492958 1.8 0.746479

120 5.5 0.2253521 3.1 0.56338 1.4 0.802817

Variasi suhu reaksi

waktu

50°C 60°C 70°C

Volume

NaOHKonversi

Volume

NaOHKonversi Volume NaOH Konversi

0 6.6 0 7.1 0 6.5 0

10 5.6 0.1515152 3.6 0.492958 3.9 0.4

30 5 0.2424242 2.3 0.676056 3.1 0.523077

60 4.6 0.3030303 1.8 0.746479 2.6 0.6

120 4.1 0.3787879 1.4 0.802817 1.8 0.723077

Variasi berat jel silika

waktu

4% 8% 12%

Volume

NaOHKonversi Volume NaOH Konversi Volume NaOH Konversi

0 6.4 0 7.1 0 6.6 0

10 3.1 0.515625 3.6 0.492958 3.5 0.469697

30 1.9 0.703125 2.3 0.676056 2.1 0.681818

60 1.5 0.765625 1.8 0.746479 1.8 0.727273

120 1.2 0.8125 1.4 0.802817 1.4 0.787879



5

laporan penelitian

Documents