Proposal HMJ

Laboratorium Proses Kimia 2013

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Lemak dan minyak adalah trigliserida yang berarti triester (dari) gliserol.

Perbedaan antara suatu lemak adalah pada temperatur kamar, lemak akan

berbentuk padat dan minyak berbentuk cair. Sebagian besar gliserida pada hewan

merupakan lemak yang biasa disebut lemak hewani. Sedangkan gliserida dalam

tumbuhan cenderung berupa minyak dan disebut sebagai minyak nabati.

Pohon jarak (Ricinus communis) merupakan salah satu jenis tanaman

penghasil nonedible oil. Hasil utama dari pohon jarak adalah bijinya, apabila

dikeringkan biji jarak akan menghasilkan minyak jarak. Hidrolisa minyak jarak

menjadi asam lemak dan gliserol dilakukan dengan cara memanaskan campuran

minyak jarak dan sedikit asam sulfat. Asam lemak yang diperoleh dari hidrolisis

suatu minyak atau lemak umumnya mempunyai : rantai karbon panjang dan tidak

bercabang.

Penggunaan langsung minyak jarak terbatas pada industri genteng, obat-

obatan, minyak rem, dan minyak lincir.

I.2. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa mampu menjelaskan

mengenai beberapa hal berikut:

1. Pengaruh jenis katalis (HCl 0,3 N; H2SO4 0,3 N) terhadap konversi

hidrolisa minyak jarak.

2. Pengaruh jenis katalis (HCl 0,3 N; H2SO4 0,3 N) terhadap nilai

konsatanta kecepatan reaksi hidrolisa minyak jarak ( k )

3. Pengaruh jenis katalis (HCl 0,3 N; H2SO4 0,3 N) terhadap arah

kesetimbangan reaksi hidrolisa minyak jarak ( K ).

Teknik Kimia Universitas DiponegoroINISIATIF 2011 ©


I.3. Manfaat Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa memperoleh beberapa

manfaat sebagai berikut:

1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh jenis katalis (HCl 0,3 N; H2SO4

0,3 N) terhadap konversi hidrolisa minyak jarak.


0,3 N) terhadap nilai konstanta kecepatan reaksi hidrolisa minyak jarak ( k

).


0,3 N) terhadap arah kesetimbangan reaksi hidrolisa minyak jarak ( K ).



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Landasan Teori

A. Hidrolisa Minyak secara Umum

Hidrolisa merupakan pengikatan gugus hidroksil (-OH) oleh suatu

senyawa. Gugus –OH dapat diperoleh dari air. Hidrolisis dapat

digolongkan menjadi hidrolisis murni, hidrolisis katalis asam, hidrolisis

katalis basa, gabungan alkali dengan air dan hidrolisis dengan katalis

enzim. Berdasarkan fase reaksi hidrolisis dikelompokkan menjadi

hidrolisis fase cair dan fase uap.

Hidrolisa minyak nabati dapat dilakukan pada tekanan rendah akan

tetapi reaksinya berlangsung lambat sehingga diperlukan katalisator,

misalnya H2SO4. Katalisator tidak diperlukan, jika hidrolisis dilakukan

pada tekanan sangat tinggi yaitu 700 psia dan 485oF (Groggins,1985) dan

konversi yang dicapai >90%. Pada proses hidrolisis, air memecah gugus

alkil dalam trigliserida minyak menjadi asam lemak dan gliserol.

Pada reaksi dengan air reaksi dimungkinkan terjadi pada fase cair dan

fase minyak, akan tetapi menurut Lascaray (1949) reaksi pada fase

minyaklah yang dominan sehingga kinetika reaksi ditentukan oleh

kecepatan difusi air ke dalam fase minyak dan reaksi antara air dan minyak

di fase minyak yang dapat disajikan ke dalam persamaan matematik

Kecepatan difusi air ke fase minyak:

-rA = k1a (CA* - CA1)mgrek/gminyak/menit…(1)

dengan :



CA = konsentrasi air di fase minyak yang seimbang dengan konsentrasi

air difase air atau CA* = k CA2

CA1 = konsentrasi air di fase minyak , mgrek / g minyak

CA2 = konsentrasi air di fase air

k1a = konstanta kecepatan difusi air ke fase minyak, menit-1

Kecepatan reaksi di fase minyak:

rA = rB = kr CA1 CB …(2)

dengan :

CA1 = konsentrasi air di fase minyak

CB = konsentrasi minyak / trigliserida

Untuk mencari langkah yang mengontrol pada kinetika reaksi, disusun

neraca massa air dan neraca massa minyak di fase minyak sebagai berikut :

Neraca massa air dalam fase minyak :

= k1a (CA* - CA1) – kr CA1 CB …(3)

Asumsi : dengan adanya pengadukan, kecepatan transfer massa pada

persamaan di atas [k1a (CA* - CA1)] dianggap jauh lebih besar daripada

kecepatan reaksi kimia [kr CA1 CB] maka dianggap hanya kecepatan reaksi

kimia saja yang menentukan kecepatan reaksi keseluruhan.

Neraca massa minyak dalam fase minyak :

= – kr CA1 CB …(4)

Bila jumlah air berlebihan dan transfer massa air ke fase minyak

sangat cepat, maka fase minyak dianggap selalu jenuh dengan air, maka

CA1 = CA* yang bernilai konstan pada suhu tertentu, k1 CA1 = k’ sehingga :



-rB = -k’ CB

= -k’ CB

= - k’ …(5)

ln = - k’ t …(6)

dimana :

CB0 = banyaknya trigliserida mula – mula , mgrek/gr minyak

CB= banyaknya trigliserida suatu saat = CB0 – banyaknya asam lemak

bebas yang terjadi, mgrek/gr minyak

Bila X = , maka

X = …(7)

= = (1 – X) …(8)

ln (1-X) = - k t …(9)

dimana:

k = konstanta kecepatan reaksi tingkat satu, j-1

t = waktu reaksi, j

Nilai konstanta kecepatan reaksi kimia sebagai fungsi suhu dapat

dinyatakan dengan persamaan Arrhenius :

k = Ae-Ea/RT

dimana :



k = konstanta kecepatan reaksi, j-1

T = suhu oK

R = tetapan gas

Ea = energi aktivasi

B. Minyak Jarak

Minyak jarak merupakan minyak nabati yang diperoleh dengan cara

pemerasan dari tanaman Ricinus communis, kegunaan langsung minyak

jarak terbatas pada industry genteng, obat – obatan , minyak rem, minyak

lincir.

Sifat fisik dari minyak jarak adalah cairan tidak berwarna atau

berwarna kuning pucat, bau lemak, rasa sedikit menggigit, viscositas tinggi

dan bilangan asam akan tinggi sesuai dengan waktu yang ditandai dengan

biji rusak dan cara pemerasan yang tidak baik.

Sifat kimia dari minyak jarak adalah mengandung 46 – 53% minyak.

Minyak jarak mengandung 80% gliserida, asam asinolat, stearat

isoresinolat, dihidroksi stearat dan palmiat. Minyak jarak juga

mengandung 20% protein, 0,2 alkaloid piridin beracun, risinin serta enzim

lipase minyak jarak mengandung zat toksin risin.

C. Hidrolisa Minyak Jarak

Hidrolisa minyak jarak menjadi asam – asam lemak dan gliserol

dilakukan dengan cara memanaskan campuran minyak jarak dan sedikit

asam sulfat di dalam sebuah labu leher tiga. Pemanasan dilangsungkan

sampai suhu yang diinginkan sebelum air panas dimasukkan. Contoh

diambil setiap waktu tertentu (10 menit) untuk dianalisa asam bebasnya,

kecepatan hidrolisis terutama ditentukan oleh kecepatan reaksi antara air

dan trigliserida di fase minyak. Penggunaan air yang berlebihan



memungkinkan fase minyak selalu jenuh dengan air sehingga reaksi

hidrolisis bertingkat satu semu terhadap konsentrasi gliserida.

D. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hidrolisa Minyak Jarak

1. Suhu

Kenaikan suhu akan memperbesar nilai konstanta kecepatan

reaksi Suhu yang semakin tinggi akan memperbesar kelarutan air di

dalam fase minyak, sehingga makin banyak pula trigliserida yang

bereaksi. Menurut Rahayu (1999) hubungan antara konstanta

kecepatan reaksi dengan suhu dapat dinyatakan dengan persamaan :

k = 1,2515 . 108 e-8022/T = 1,2515 e-15939/RT

Dengan:

k = konstanta kecepatan reaksi

T = suhu absolut oK

R = tetapan gas = 1,987 cal/gmol oK

2. Katalisator

Katalisator yang dipakai dapat berupa enzim atau asam.

Katalisator pada percobaan ini dipilih katalisator asam. Semakin

banyak katalis asam yang ditambahkan, konversi akan semakin besar

demikian juga terhadap konstanta kecepatan reaksinya. Bila

katalisator makin banyak, makin banyak pula molekul – molekul

trigliserida yang teraktifkan.

Menurut Rahayu (1999) hubungan antara konstanta kecepatan

reaksi (Kc) dengan konsentrasi asam (c) mgmol H2SO4/ grminyak

dapat dinyatakan dengan persamaan :

Kc = 0,14525 c13

Dengan c = mgmol H2SO4/ grminyak

3. Pencampuran

Agar zat dapat saling bertumbukan dengan baik, maka perlu

adanya pencampuran. Untuk proses batch, hal ini dapat dicapai

dengan bantuan pengaduk. Apabila prosesnya kontinyu maka



pengadukan dilakukan dengan cara mengatur aliran dalam reaktor

agar terjadi olakan.

4. Perbandingan Zat Pereaksi

Bila salah satu zat pereaksi berlebihan jumlahnya, maka

kesetimbangan dapat bergeser ke sebelah kanan dengan baik, begitu

pula sebaliknya, jika produk diambil, maka reaksi akan bergeser ke

kanan.

E. Mekanisme Hidrolisa Minyak Jarak

Hidrolisa adalah suatu proses menggunakan air untuk memecah

senyawa. Minyak jarak merupakan trigliserida dari lemak, yang

apabila dihidrolisa oleh air akan menghasilkan asam lemak bebas dan

gliserin. Dengan rumus bangun seperti gambar di bawah ini:

Gambar II.1 Reaksi Hidrolisa Trigliserida

Mekanisme hidrolisa minyak jarak dengan katalis mengikuti

pemecahan ester. Radikal asam lemak bebas dipindahkan dari molekul

gliserida, sehingga pemecahan lemak tidak berjalan sempurna.

Pemecahan terjadi antara permukaan minyak dan lemak yang merupak

reaksi homogen melalui oksidasi air yang dilarutkan dalam fase

minyak.

(Fessenden. 1984:135)


3

P1


BAB III

PELAKSANAAN PERCOBAAN

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan

1. Bahan yang Digunakan

a. Minyak jarak

b. Aquadest

c. Katalis (HCl 25% dan H2SO4 98%)

d. NaOH

e. Alkohol

f. Surfaktan (Sunlight)

g. Indikator PP

2. Alat Percobaan

a. Labu leher tiga

b. Statif

c. Klem

d. Buret

e. Heater, magnetic stirrer

f. Thermometer

g. Pendingin balik

h. Waterbath

i. Erlenmeyer



III.2 Gambar Alat

Gambar III.1 Rangkaian Alat Hidrolisa

Keterangan gambar:

1. Labu leher tiga

2. Statif

3. Klem

4. Buret

5. Heater, Magnetic Stirrer

6. Termometer

7. Pendingin Leibig (Pendingin balik)

8. Water bath

9. Erlenmeyer

III.3 Variabel Operasi

a. Variabel tetap

1. Basis campuran total : 300 ml

2. Volume emulsifier : 5 ml

3. Interval waktu : 5 menit

4. Konsentrasi NaOH : 0,3 N 500 ml

5. Suhu titrasi : 60°C



b. Variabel berubah

Jenis katalis (HCl 0,3 N; H2SO4 0,3 N)

III.5 Prosedur Percobaan

A. Menghitung densitas

Densitas Minyak Jarak

Timbang picnometer kosong (m1), masukkan minyak jarak kedalam

picnometer yang telah diketahui volumenya (V), timbang beratnya

(m2). Hitung densitas minyak jarak.

Densitas Katalis

Timbang picnometer kosong (m1), masukkan HCl teknis

dilaboratorium kedalam picnometer yang telah diketahui volumenya

(V), timbang beratnya (m2). Hitung densitas katalis HCl.

B. Analisa Kadar Asam Lemak dalam Bahan Baku

1. Masukkan 5 mL minyak jarak ke dalam Erlenmeyer.

2. Menambahkan 10 mL alkohol 96% dan memanaskannya sambil

diaduk pada suhu 60oC.

3. Menambahkan 3 tetes indicator PP dan menitrasi dengan NaOH

sampai warna berubah menjadi merah muda.

4. Mencatat kebutuhan titran.

C. Hidrolisa Minyak Jarak

1. Memasukkan minyak jarak ke dalam labu leher tiga

2. Memasukkan katalis HCl 0,3N ke dalam labu leher tiga pada

variabel 1 dan masukkan katalis H2SO4 0,3N kedalam labu leher

tiga pada variabel 2.

3. Mengalirkan air pendingin selama proses hidrolisa



4. Memanaskan campuran tersebut sampai suhu 70 oC kemudian

menambahkan aquadest yang telah dipanaskan ke dalam labu leher

tiga,dan emulsifier (sabun) 5 ml

5. Mengambil sampel dalam selang waktu 5 menit untuk dianalisa

asam lemak dan asam total selama 30 menit.

D. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas

1. Memasukkan 10 mL minyak jarak yang telah dihidrolisa ke dalam

Erlenmeyer

2. Menambahkan alcohol 96% 10 mL dan dipanaskan sambil diaduk

pada suhu 60oC

3. Menitrasi dengan NaOH : penambahan 3 tetes indicator PP,

kemudian dititrasi sampai warna merah muda.

4. Mencatat kebutuhan titran.



BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Data Percobaan Variabel 1 Katalis HCl 0,3 N

t(x)

menit

Volume

NaOH (ml)

CA Hidrolisa CA Terbentuk XA

0 9,8 0,645 0,592 0,667

5 11,5 0.757 0.704 0.794

10 12,4 0.817 0.764 0.861

15 12,5 0.823 0.770 0.868

20 12,8 0,843 0,790 0,891

25 13,6 0,896 0,843 0,950

Tabel 4.2 Data Percobaan Variabel 2 Katalis H2SO4 0,3 N

t(x)

menit

Volume

NaOH (ml)

CA Hidrolisa CA Terbentuk XA

0 8,1 0,535 0,482 0,543

5 8,6 0,568 0,515 0,581

10 9,2 0,607 0,554 0,624

15 8,7 0,574 0,521 0,587

20 8,9 0,587 0,534 0,602

25 9,7 0,640 0,587 0,662

IV.2 Pembahasan

1. Hubungan Variabel Jenis Katalis dengan Konversi



0 5 10 15 20 25 300

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

HCl 0,3 NH2SO4 0,3 N

t (menit)

konv

ersi

(Xa)

Gambar IV.1. Grafik hubungan waktu (t) Vs konversi minyak jarak yang dihasilkan

Dari grafik hubungan antara jenis katalis dengan konversi pada gafik 1, terlihat bahwa jenis katalis yang baik untuk proses hidrolisa minyak jarak adalah katalis HCl. Terlihat dari nilai konversi menggunakan katalis HCl lebih besar dibandingkan dengan menggunakan H2SO4. Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi dari suatu reaksi. Dari hasil percobaan, didapatkan hasil bahwa penggunaan katalis HCl lebih baik dibandingkan menggunakan katalis H2SO4. Hal itu disebabkan karena sifat HCl lebih kuat dengan reaktivitas yang lebih tinggi dari pada H2SO4

(Martin Dwi Ko,2010). Berdasarkan data tingkat keasaman, pKa untuk HCl adalah -8, sedangkan pKa untuk H2SO4 adalah -3 (wikipedia.com). Semakin kecil nilai pKa suatu asam maka semakin kuat tingkat keasamannya, sehingga HCl lebih kuat tingkat keasamannya dibandingkan H2SO4. Dalam reaksi hidrolisa minyak jarak, katalis asam berperan sebagai penyumbang ion H+

yang digunakan untuk pemotongan ikatan trigliserida sehingga dapat mempercepat terjadinya reaksi. Ion H+ pada HCl lebih mudah terputus dibandingkan pada H2SO4. Berdasarkan data energy ikatan, diketahui bahwa energi ikat H-Cl (Hf: 431,8 kJ/mol) sedangkan energi ikatan H-O pada H2SO4

sebesar (Hf: 428 kJ/mol) (Cottrell, 1958). Karena H2SO4 terdiri dari dua ikatan H-O sehingga total energi untuk melepaskan ion H+sebesar 856 kJ/mol.

2. Hubungan Variabel Jenis Katalis dengan Konstanta Kecepatan Reaksi (k)



0 5 10 15 20 250.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

f(x) = 0.484 x + 0.104333333333333

f(x) = 0.156542857142857 x + 0.2416

HCl 0,3 NLinear (HCl 0,3 N)Linear (HCl 0,3 N)H2SO4 0,3 NLinear (H2SO4 0,3 N)Linear (H2SO4 0,3 N)

t (menit)

-ln(1

-Xa)

Gambar IV.2. Grafik Hubungan Waktu (t) Vs – ln(1-Xa) pada Variabel Jenis Katalis

Dari grafik IV.2 dapat dilihat hubungan antara jenis katalis dengan konstanta kecepatan reaksi yang ditunjukkan dengan nilai –ln (1-Xa). Untuk mengetahui pendekatan matematis dari nilai konstanta kecepatan reaksi didapatkan dari persamaan berikut:

−d C A

dt=k .C A

−∫C Ao

C A d CA

C A

=k∫0

t

dt

−lnC A

CAo

=kt

−lnCAo(1−X A)

CAo

=kt

−ln (1−X A )=kt

Dengan pendekatan least square maka didapat:

−ln (1−X A )=kty=mx

(Octave Levenspiel 3rd edition, hal 41-42)



Dari penurunan persamaan tersebut nilai konstanta kecepatan reaksi ditunjukkan dengan slope garis least square yang dibuat dengan pendekatan interceptnya melalui titik (0,0). Dari grafik 2 didapatkan hasil bahwa nilai konstanta kecepatan reaksi variabel yang menggunakan katalis HCl (0,0913 menit-1) lebih besar dibandingkan dengan H2SO4 (0,0313 menit-1). Nilai konstanta kecepatan reaksi merupakan slope pada garis pendekatan secara least square pada grafik. Slope merupakan kemiringan dari suatu grafik dan sangat dipengaruhi dari nilai sumbu y. Pada grafik 2 yang menjadi sumbu y adalah –ln (1-Xa), sehingga semakin tinggi nilai Xa maka nilai –ln (1-Xa) akan semakin besar, berdampak semakin miringnya garis dan memperbesar nilai slope atau nilai konstanta kecepatan reaksinya. Dapat disimpulkan semakin besar nilai konversi suatu reaksi maka nilai konstanta kecepatan reaksinya akan semakin besar. Katalis HCl menghasilkan konversi yang lebih besar dibandingkan H2SO4 karena, HCl lebih reaktif dibandingkan dengan H2SO4 sehingga menyebabkan nilai konversi HCl lebih besar dan menyebabkan konstanta kecepatan reaksinya lebih besar dibandingkan H2SO4.

Faktor lain pengaruh yang berperan pada besarnya nilai konstanta kecepatan reaksi adalah nilai energi aktivasi dari suatu reaksi, hubungannya dapat dilihat dari rumus Arrhenius seperti dibawah ini:

k=A e−EaRT

(Octave Levenspiel 3rd edition)Dimana :

k = konstanta laju reaksiEa = energi aktivasiA = frekuensi tumbukanR = konstanta gas idealT = suhu

Dari persamaan rumus diatas, semakin kecil nilai energi aktivasi maka nilai konstanta kecepatan reaksi akan semakin besar. Faktor yang mempengaruhi energi aktivasi dari suatu reaksi adalah jenis katalis yang digunakan, katalis bekerja dengan menurunkan energi aktivasi suatu reaksi, dan jenis katalis berbeda akan menghasilkan energi aktivasi yang berbeda pula (Widjajanti, 2005). Semakin baik suatu katalis dilihat dari reaktivitas katalis tersebut untuk mampu menurunkan energi aktivasinya.



3. Hubungan Antara Pengaruh Konstanta Kecepatan Reaksi dengan Konversi

Hubungan antara jenis katalis dengan konstanta kecepatan reaksi yang ditunjukkan dengan nilai –ln (1-Xa). Untuk mengetahui pendekatan matematis dari nilai konstanta kecepatan reaksi didapatkan dari persamaan berikut:

−d C A

dt=k .C A

−∫C Ao

C A d CA

C A

=k∫0

t

dt

−lnC A

CAo

=kt

−lnCAo(1−X A)

CAo

=kt

−ln (1−X A )=kt

Dengan pendekatan least square maka didapat:

−ln (1−X A )=kt

y=mx (Octave Levenspiel 3rd edition, hal 41-42)

Dari penurunan persamaan tersebut nilai konstanta kecepatan reaksi ditunjukkan dengan slope garis least square yang dibuat dengan pendekatan interceptnya melalui titik (0,0). Nilai konstanta kecepatan reaksi merupakan slope pada garis pendekatan secara least square pada grafik. Slope merupakan kemiringan dari suatu grafik dan sangat dipengaruhi dari nilai sumbu y. Pada grafik 2 yang menjadi sumbu y adalah –ln (1-Xa), sehingga semakin tinggi nilai Xa maka nilai –ln(1-Xa) akan semakin besar, berdampak semakin miringnya garis dan memperbesar nilai slope atau nilai konstanta kecepatan reaksinya. Dapat disimpulkan semakin besar nilai konversi suatu reaksi maka nilai konstanta kecepatan reaksinya akan semakin besar.


P1


4. Hubungan Antara Jenis Katalis dengan Konstanta Kesetimbangan Reaksi (K)

HCl H2SO402468

101214161820

Jenis Katalis

Kons

tant

a Ke

setim

bang

an (K

)

Gambar IV.3. Grafik hubungan antara jenis katalis asam Vs konstantaKesetimbangan (K)

Dari grafik yang terdapat pada gambar IV.3, didapatkan nilai konstanta kesetimbangan reaksi (K) pada katalis asam klorida sebesar 19 sedangkan pada katalis asam sulfat sebesar 1,958. Fenomena yang terjadi bahwa pada penggunaan katalis asam klorida akan memberikan nilai konstanta kesetimbangan reaksi (K) lebih besar dibandingkan dengan menggunakan katalis asam sulfat. Perhitungan untuk konstanta kesetimbangan reaksi (K) sangat dipengaruhi oleh jumah konsentrasi produk dan reaktan pada kondisi setimbang. Tetapan kesetimbangan (K) adalah hasil kali produk dipangkatkan koefisien reaksinya dibagi hasil kali reaktan dipangkatkan koefisien reaksinya. Adapun mekanisme perhitungannya sebagai berikut:

Trigliserida + 3H2O excess 3Asam lemak + Gliserol

A 3B 3C D

Menurut Le Chatelier, suatu sistem kesetimbangan akan tetap mempertahankan posisinya jika terdapat perubahan yang mengakibatkan terjadinya pergeseran reaksi kesetimbangan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi reaksi kesetimbangan salah satunya adalah katalis. Penambahan katalis tidak akan menggeser reaksi kesetimbangan karena katalis hanya berfungsi mempercepat laju reaksi. Laju reaksi yang semakin cepat akan meningkatkan jumlah produk dan menurunkan jumlah reaktan. Dari rumus umum Kc, ada hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan jumlah produk dan reaktan.


P1


Untuk produk berbanding lurus dengan nilai Kc, sehingga semakin besar produk maka Kc semakin besar. Sedangkan hubungan Kc dengan reaktan berbanding terbalik, jika jumlah reaktan kecil, maka nilai Kc akan besar. Katalis HCl lebih baik dibandingkan dengan H2SO4, sehingga konversi lebi besar dan jumlah produk yg dihasilkan lebih banyak. Efek lain adalah jumlah reaktan lebih sedikit, sehingga pada variabel HCl nilai Kcnya lebih besar dibandingkan dengan variabel H2SO4.

(Juni Artini, http://juni-artini.blogspot.com/2010/07/konstanta-keseimbangankc . html)

5. Fungsi Emulsifier

Emulsifier atau zat pengemulsi adalah zat untuk membantu menjaga kestabilan emulsi minyak dan air. Umumnya emulsifier merupakan senyawa organik yang memiliki dua gugus, baik yang polar maupun nonpolar sehingga kedua zat tersebut dapat bercampur. Gugus nonpolar emulsifier akan mengikat minyak (partikel minyak dikelilingi) sedangkan air akan terikat kuat oleh gugus polar pengemulsi tersebut. Bagian polar akan terionisasi menjadi muatan negatif, hal ini menyebabkan minyak juga menjadi bermuatan negatif. Partikel minyak kemudian akan tolak-menolak sehingga dua zat yang pada awalnya tidak dapat larut tersebut kemudian menjadi stabil.

Salah satu contoh pengemulsi yaitu sabun. Pada hidrolisa minyak jarak surfaktan yang digunakan ialah emulsifier berupa sabun. Molekul surfaktan memiliki gugus yang bersifat hidrofilik dan lipofilik sehingga dapat mempersatukan campuran minyak dan air. Molekul yang bersifat hidrofilik (suka air) dan molekul yang bersifat lipofilik (suka minyak). Umumnya bagian nonpolar (lipofilik) merupakan rantai alkil panjang dan bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil. Di dalam molekul surfaktan salah satu gugus harus dominan jumlahnya. Bila gugus polar lebih dominan maka molekul surfaktan akan di absorpsi lebih kuat ke air disbanding minyak. Akibatnya tegangan permukaan menurun sehingga kedua fase mudah menyebar dan menjadi fase kontinyu. Demikian pula sebaliknya bila gugus non polar lebih dominan maka molekul surfaktan akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak dibanding air.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Emulsifier)

(http://repository.usu.ac.id/bitstream/126789/17135/4/chapter%2011.pdf)


http://repository.usu.ac.id/bitstream/126789/17135/4/chapter%2011.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Emulsifier

http://juni-artini.blogspot.com/2010/07/konstanta-keseimbangankc


DAFTAR PUSTAKA

Agra, S. B. dan Warnijati S. 1972. Hidrolisis Minyak Kelapa Dengan Katalisator

Asam. Forum Teknik.2 (1). Hal 31 – 40.

Fessenden. 1984 Organic Chemistry P. 135. Wadsworth, Inc., Belmot, California,

USA.

Griflin, R. C. 1927. Technical Method of Analysis. 2nd ed. P. 307 – 311. Mc

Graw Hill Book Company, Inc. New York.

Levenspiel, Octave. 1999. Chemical Reaction Engineering 3rd edition. John Wiley

& Sons: New York

Sven, Tj And Chien, T.P. 1941. Reaction Mechanism Of The Acid Hydrolysis Of

Fatty Oils. Ind. Eng. Chem, 33.1893.

Widjajanti, Endang. 2005. Pengaruh Katalisator terhadap laju reaksi. Fakultas

Matematika dan IPA UNY: Yogyakarta

http://id.wikipedia.org/wiki/Emulsifier. Diakses pada tanggal 6 November 2013

pukul 21.27 WIB

http://juni-artini.blogspot.com/2010/07/konstanta-keseimbangan-kc.html. Diakses

pada tanggal 4 November 2013, pukul 15.30 WIB.

http://repository.usu.ac.id/bitstream/126789/17135/4/chapter%2011.pdf. Diakses

pada tanggal 6 November 2013 pukul 22.30 WIB

www. wikipedia.com, Diakses pada tanggal 6 November 2013, pukul 10.00 WIB.


http://repository.usu.ac.id/bitstream/126789/17135/4/chapter%2011.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Emulsifier


LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN

- Perhitungan NaOH 0,3 N 500 ml

N= GrMr

×1000

VolumeTotal× grek

0,3=Gr40

×1000500

× grek

Gr=6 gram

- Perhitungan Densitas Minyak Jarak

ρ=45,23−22,5125

=0,9088grml

- Perhitungan Variabel 1 Katalis HCl 0.3 NVolume basis = 300 mlBerat Picnometer kosong : 22,51 gramBerat Picnometer+HCl : 49,8 gram

ρ=49,8−22,5125

=1,0916grml

V HCl=N . BM .V total

ρ . % HCl .1000 . grek

V HCl=0 , 3 .36,5 .300

1 , 0916 .25

100.1000 .1

Volume HCl = 12,04 ml

V Total=V MJ+V HCl+V aquadest+V emulsifier

300 ml=V MJ+12,04 ml+V aquadest+5 ml

282,96 ml=V MJ+V aquadest

V MJ+V HCl=2 :3

V MJ=25

× 282,96=113,184 ml

V aquadest=35

×28 2 , 96=169,776 ml

- Perhitungan Variabel 2 Katalis H2SO4 0.3 NVolume basis = 300 mlBerat Picnometer kosong : 22,51 gramBerat Picnometer+HCl : 66,12 gram



ρ=66,12−22,5125

=1,744grml

V H 2 SO 4=N . BM .V total

ρ . % H 2 SO4 .1000 . grek

V H 2 SO 4=0 , 3 .98 .300

1 ,744 .98

100.1000 .2

Volume H2SO4 = 2,58 ml

V Total=V MJ+V HCl+V aquadest+V emulsifier

300 ml=V MJ+2,58ml+V aquadest+5ml

2 92,42 ml=V MJ+V aquadest

V MJ :V HCl=2:3

V MJ=25

× 292 , 42=116,97ml

V aquadest=35

×2 92 , 42=175,42 ml



LEMBAR PERHITUNGAN

A. Analisa Kadar Asam Lemak dalam Minyak

¿(V . N ) NaOH . BM Minyak

( ρ .V )minyak .10

¿(0,8.0,3 )NaOH .1067

(0,9088 .5 )minyak .10=5,64 %

Kadar gliserida = Bahan Baku – Asam Lemak Bebas Awal dalam bahan baku

= 100% -5,64% = 94,36%

Perhitungan Asam Lemak Bebas

¿(V . N ) NaOH

( ρ .V )minyak

=(0,8.0,3 )

(0,9088.5 )=0,053 mgrek / gr m

Mol Gliserida Awal

¿ 94,36 %5,64 %

×0,053=0,887

B. Perhitungan Asam Lemak Bebas Setelah Hidrolisa

¿(V . N ) NaOH

( ρ .V )minyak

=(V .0,3 )

(0,9088.5 )=

(V .0,3 )4,544

C. Perhitungan CB TerbentukCB Terbentuk=CB Setelah Hidrolisa−CB Awal

CB Terbentuk=CB Setelah Hidrolisa−0,053

D. Menghitung Konversi (XA)

X A=CB Terbentuk

Mol gliserida Awal=

CBTerbentuk

0,887

E. Perhitungan Nilai Konstanta Laju Reaksi



−d C A

dt=k .C A

−∫C Ao

C A d CA

C A

=k∫0

t

dt

−lnC A

CAo

=kt

−lnCAo(1−X A)

CAo

=kt

−ln (1−X A )=kt

y=mx

Hasil Percobaan

a. Variabel 1 HCl 0,3N

t(x) Volume

NaOH

(ml)

CA

Hidrolisa

CA

Terbentuk

XA X2 –ln(1- XA)

(y)

Xy

0 9,8 0,645 0,592 0,667 0 1,100 0

5 11,5 0.757 0.704 0.794 25 1,580 5,498

10 12,4 0.817 0.764 0.861 100 1,973 19,730

15 12,5 0.823 0.770 0.868 225 2,025 30,375

20 12,8 0,843 0,790 0,891 400 2,216 44,32

25 13,6 0,896 0,843 0,950 625 2,996 74,900

k=m=n∑ xy−∑ x∑ y

n∑ x2−(∑ x )2 =

6.174,823−75.10,796.1375−5625

=0,0913 menit−1

b. Variabel 2 H2SO4 0,3 N

t(x) Volume

NaOH

(ml)

CA

Hidrolisa

CA

Terbentuk

XA X2 –ln(1- XA )

(y)

Xy

0 8,1 0,535 0,482 0,543 0 0,783 0



5 8,6 0,568 0,515 0,581 25 0,870 4,350

10 9,2 0,607 0,554 0,624 100 0,978 9,780

15 8,7 0,574 0,521 0,587 225 0,884 13,260

20 8,9 0,587 0,534 0,602 400 0,921 18,420

25 9,7 0,640 0,587 0,662 625 1,084 27,100

k=m=n∑ xy−∑ x∑ y

n∑ x2−(∑ x )2 =

6.72,91−75.4,7376.1375−5625

=0,0313 menit−1

c. Nilai konstanta kesetimbangan

Variabel HCl 0,3N

Saat waktu 25 menit untuk variabel 1 (katalis HCl). Dari tabel perhitungan didapatkan data bahwa Xa sebesar 0,95. Sehingga nilai konstanta kesetimbangahn reaksinya adalah sebaga berikut:

K= −XAXA−1

K= −0,9500,950−1

¿19

Variabel H2SO4 0,3N

Saat waktu 25 menit untuk variabel 1 (katalis HCl). Dari tabel perhitungan didapatkan data bahwa Xa sebesar 0,662. Sehingga nilai konstanta kesetimbangahn reaksinya adalah sebaga berikut::

K= −XAXA−1

K= −0,6620,662−1

¿1,958


Documents

Proposal HMJ