BENTONIT SEBAGAI KATALIS PADA SINTETIS BIODIESEL DARI
advertisement
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga PPREPARASI DAN KARAKTERISASI CaO/Al3+-BENTONIT SEBAGAI KATALIS PADA SINTETIS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L) SKRIPSI ARIESTA FAULINA F PROGRAM STUDI S-1 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012 i Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga ii PREPARASI DAN KARAKTERISASI CaO/Al3+-BENTONIT SEBAGAI KATALIS PADA SINTETIS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L) SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Tekhnologi Universitas Airlangga Oleh: ARIESTA FAULINA F NIM. 080810503 Tanggal Lulus: Disetujui oleh: Skripsi Pembimbing I, Pembimbing II, Abdulloh, S.Si, M.Si Alfa Akustia Widati, S.Si, M.Si NIP.19710423 199702 1 001 NIK. 139080770 Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga iii LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI : Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+-Bentonit Sebagai Judul Katalis Pada Sintesis Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas L) Penyusun : Ariesta Faulina F NIM : 080810503 Pembimbing I : Abdulloh, S.Si, M.Si Pembimbing II : Alfa Akustia Widati, S.Si, M.Si Tanggal Seminar : Disetujui Oleh: Pembimbing I, Pembimbing II, Abdulloh, S.Si, M.Si Alfa Akustia Widati, S.Si, M.Si NIP.19710423 199702 1 001 NIK. 139080770 Mengetahui, Ketua Progam Studi S-1 Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga iv PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenalkan dipakai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun, dan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga v KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “ Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+-Bentonit Sebagai Katalis Pada Sintesis Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas L)”. Penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Abdulloh, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan saran, nasehat dan masukan dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Ibu Alfa Akustia Widati, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing II atas bimbingan dan nasehatnya selama penyusunan skripsi ini 3. Ibu Aning Purwaningsih, S.Si, M.Si selaku dosen wali atas motivasi dan dukungan yang telah diberikan. 4. Seluruh staf pengajar atas ilmu yang telah diberikan. 5. Mama, Papa, Satria atas dukungan dan semangat baik moral maupun spiritual demi terselesaikannya skripsi ini 6. Teman-teman kimia angkatan 2008, yang selalu memberi motivasi penuh pada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini khususnya ”KF LOVERS”. Proposal ini disusun untuk memenuhi persyaratan akademis pendidikan sarjana dalam bidang kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan skripsi ini. Surabaya, Juli 2012 Penyusun, Ariesta Faulina F Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga vi Fardhani, Ariesta Faulina, 2012, Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L). Skripsi ini di bawah bimbingan Abdulloh, S.Si, M.Si., dan Alfa Akustia Widati S.Si., M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya ABSTRAK Telah dilakukan sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar yang memiliki kadar asam lemak bebas sebesar 22,40 mgKOH/g atau 11,20% dan kadar air sebesar 0,7% menggunakan katalis CaO/Al3+-bentonit yang memiliki situs asam dan situs basa. Penggunaan CaO/Al3+-bentonit dimaksudkan untuk menghindari reaksi penyabunan bila reaksi dilakukan menggunakan CaO. Preparasi CaO/Al3+bentonit dilakukan melalui metode cation exchanged Al3+ pada bentonit diikuti impregnasi dengan CaO.Terbentuknya CaO/Al3+-bentonit ditunjukan oleh adanya pergeseran 2θ dan perubahan dspacing dari bentonit sintetis, Al3+-bentonit, dan CaO/Al3+-bentonit dan perubahan luas permukaan dari bentonit sintetis 23,744 m2/g menjadi 22,158 m2/g setelah dilakukan cation exchanged dengan Al3+ dan menjadi 7,494 m2/g setelah di impregnasi dengan CaO. Jumlah keasaman total setelah dilakukan cation exchanged dan impregnasi meningkat dari 0,3192 mmol/g menjadi 1,0663 mmol/g. Rentang kekuatan kebasaan antara 15,00 < H_<18,4., jumlah total situs basa sebesar 98,64 mmol/g. Hasil uji katalis CaO/Al3+-bentonit pada sintesis biodiesel menunjukkan konversi sebesar 14,81% dan perubahan bilangan dari 22,40 mgKOH/g menjadi 17,99 mgKOH/g pada reaksi selama 5 jam. Kata kunci : Minyak Jarak Pagar, Biodiesel, Bentonit, CaO Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga vii Fardhani, Ariesta Faulina, 2012, Preparation and Characterization CaO/Al3+-Bentonit As A Catalysts in the Synthesis Biodiesel of Jatropha Oil ( Jatropha Curcas L). This thesis under the guidance of Abdulloh, S.Si, M.Si., and Alfa Akustia Widati S.Si., M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya ABSTRACT Biodiesel synthesis has been carried out of Jatropha oil with free fatty acid levels at 22.40 mgKOH / g or 11.20% and moisture content of 0.7% using CaO/ Al3 +-bentonite catalysts have acid sites and base sites. Use of CaO/ Al3 +bentonite is intended to avoid the saponification reaction when the reaction was carried out using CaO. Preparation CaO/ Al3 +-bentonite through cation method Exchanged Al3 + on bentonite followed by impregnation with CaO. CaO/ Al3 +bentonite formation indicated by the shift of the 2θ and changes dspacing of synthetic bentonite, Al3 +-bentonite, and CaO/ Al3 +-bentonite and bentonite changes in the surface area of synthetic 23.744 m2 / g to 22,158 m2 / g after the Al3 + cation Exchanged and a 7.494 m2 / g after the impregnation with CaO. Amount of total acidity after cation Exchanged and imprecnation increased from 0.3192 mmol / g to 1.0663 mmol / g and 1,0296. Basicity strength ranges between 15,00 <H_ <18.4., The total number of base sites of 100.4 mmol / g. The test results CaO/ Al3 +-bentonite catalysts in the synthesis of biodiesel showed the conversion of 14.81% and the number changes from 22.40 mgKOH / g to 17.99 mgKOH / g in the reaction for 5 hours. Key Word : Jatropha Oil, Biodiesel, Bentonite, CaO Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga viii DAFTAR ISI JUDUL Skripsi HALAMAN Halaman Judul i Lembar Persetujuan ii Lembar Pengesahan iii Pedoman Penggunaan Skripsi iv Kata Pengantar v Abstrak vi Abstract vii Daftar Isi viii Daftar Tabel xi Daftar Gambar xii Daftar Lampiran xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 4 1.3 Tujuan Penelitian 5 1.4 Manfaat Penelitian 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6 2.1 Tanaman Jarak Pagar 6 2.2 Biodiesel 8 2.3 Katalis 12 2.4 Bentonit 14 2.5 Pertukaran Ion 16 2.6 CaO (Kalsium Oksida) 17 2.7 Transesterifikasi 19 Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga ix 2.8 Esterifikasi 21 2.9 Keasaman Katalis 23 2.10 Kebasaan Katalis 24 2.11 Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) 25 2.12 X-Ray Difraction (XRD) 26 2.13 Spektrofotometri FT-IR (Fourier Transform Infra Red) 28 2.14 Pengukuran Luas Permukaan dengan Metode Burneur Emmet Teller (BET) 30 BAB 3 METODE PENELITIAN 33 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 33 3.2 Bahan dan Alat Penelitian 33 3.2.1 Bahan penelitian 33 3.2.2 Alat penelitian 33 3.3 Diagram Alir Penelitian 34 3.4 Metode Penelitian 35 3.4.1 Pembuatan KOH 0,1 N 35 3.4.2 Pembuatan larutan baku oksalat 0,1 N 35 3.4.3 Pembuatan AlCl3 0,5 M 35 3.4.4 Preparasi katalis Al3+-bentonit 35 3.4.5 Preparasi katalis CaO/ Al3+-bentonit 36 Karakterisasi Katalis 36 3.5.1 Penentuan luas permukaan katalis 36 3.5.2 Penentuan struktur katalis 36 3.5.3 Penentuan situs asam dan situs basa katalis 37 3.5 3.6 Skripsi 3.5.3.1 Penentuan situs asam katalis 37 3.5.3.2 Penentuan situs basa katalis 37 Sintesis dan Karakterisasi Biodiesel 38 Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga x 3.6.1 Sintesis biodiesel dari crude jatropha oil 38 3.6.2 Sintesis biodiesel dari jatropha oil 38 3.6.3 Karakterisasi biodiesel 39 3.6.3.1 Penentuan kadar air minyak jarak pagar 39 3.6.3.2 Penentuan bilangan asam 39 3.6.3.2 Analisa produk biodiesel 39 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 41 4.1 Preparasi Katalis 41 4.1.1 Preparasi katalis Al3+-bentonit 41 4.1.2 Preparasi katalis CaO/ Al3+-bentonit 41 Karakterisasi Katalis 41 4.2.1 Luas permukaan katalis 41 4.2.2 Struktur katalis 43 4.2.3 Keasaman katalis 46 4.2.4 Kebasaan katalis 47 Sintesis dan karakterisasi biodiesel 48 4.2 4.3 4.3.1 Sintesis biodiesel dari crude jatropha oil menggunakan katalis Cao/ Al3+-bentonit 48 4.3.2 Sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar yang sudah mengalami reaksi esterifikasi oleh H2SO4 (JatrophaOil) meggunakan katalis CaO/ Al3+-bentonit Skripsi 49 4.3.3 Hasil penentuan bilangan asam 49 4.3.4 Analisa produk GC-MS biodiesel 52 4.3.4.1 Data GC-MS biodiesel dari crude jatropha oil 52 4.3.4.2 Data GC-MS biodiesel dari jatropha oil 54 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 57 5.1 57 Kesimpulan Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga xi 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA Skripsi 58 59 Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga xii DAFTAR TABEL 2.1 pagar 8 2.2 Perbandingan Emisi antara biodiesel dan petrodiesel 9 2.3 Standar mutu biodiesel menurut SNI 11 4.1 Hasil penentuan luas area dan volume total pori, menggunakan BET 42 Perbandingan data XRD dari bentonit sintetis, CaO, Al3+Bentonit dan CaO/ Al3+- Bentonit 44 4.3 Hasil perhitungan situs basa 47 4.4 Hasil Perhitungan Bilangan Asam Biodiesel dari Crude Jatropha Oil 50 Hasil Perhitungan Bilangan Asam Biodiesel dari Minyak Jarak yang telah mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 51 Data waktu retensi dan luas puncak kromatogram kromatografi gas serta senyawa yang diduga dari sampel biodiesel dari Crude Jatropha Oil 53 4.7 Hasil Konversi biodiesel dari Crude Jatropha Oil 53 4.8 Data waktu retensi dan luas puncak kromatogram kromatografi gas serta senyawa yang diduga dari sampel biodiesel dari Jatropha Oil 55 Hasil Konversi biodiesel dari Crude Jatropha Oil 55 4.2 4.5 4.6 4.9 Skripsi Kandungan asam lemak dan sifat fisikokimia minyak jarak Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga xiii DAFTAR GAMBAR 2.1 Tumbuhan jarak pagar 6 2.2 Buah dan biji jarak pagar dan struktur senyawa ester phorbol 7 2.3 Diagram energi aktivasi 12 2.4 Struktur 3 dimensi montmorillonit 14 2.5 a. Model stuktur montmorillonit menurut Hofman dan Endel 15 b. Model stuktur montmorillonit menurut Edelman dan Favajee 15 Mekanisme reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol menggunakan katalis CaO 18 2.7 Reaksi transesterifikasi menggunakan metanol 20 2.8 Mekanisme reaksi transesterifikasi dengan katalis basa 20 2.9 Mekanisme reaksi esterifikasi dengan katalis asam 22 2.10 Adsorbsi piridin dalam katalis 23 4.1 Grafik adsorbsi-desorbsi katalis CaO/Al3+-bentonit 44 4.2 Difraktogram bentonit sintetis, CaO, Al3+- Bentonit, dan CaO/Al3+-Bentonit 45 4.3 Spektrum FT-IR Al3+-Bentonit 47 4.4 Mekanisme reaksi hidrolisis Trigliserida 50 4.5 Grafik Penentuan Bilangan Asam Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar Menggunakan Katalis CaO/Al3+-Bentonit 51 4.6 Kromatogram GC-MS Biodesel Crude jatropha oil 52 4.7 Kromatogram GC-MS Biodesel Jatropha oil 54 2.6 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga xiv DAFTAR LAMPIRAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Skripsi Difaktogram XRD Hasil Analisa BET Spektrum FT-IR Hasil Analisa GC-MS Pembuatan Larutan Baku Asam Oksalat dan Pembakuan KOH Penentuan nilai bilangan asam pada biodiesel dari minyak jarak pagar tanpa melalui reaksi esterifikasi terlebih dahulu (Crude Jatropha Oil) Penentuan nilai bilangan asam pada biodiesel dari minyak jarak pagar melalui reaksi esterifikasi terlebih dahulu (Jatropha Oil) Jumlah kadar air pada minyak jarak pagar Penentuan Keasaman Total katalis Perhitungan jumlah situs basa katalis CaO/Al3+-Bentonit Perhitungan Konversi Biodiesel Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Konsumsi bahan bakar di Indonesia untuk transportasi dan industri masih menempati urutan tertinggi yaitu berturut-turut untuk transportasi dan industri sebesar 37,7% dan 36,2% (Samiarso, 2001). Energi untuk transportasi dan industri umumnya menggunakan bahan bakar minyak bumi. Cadangan energi fosil kita semakin hari semakin berkurang sedangkan kebutuhannya terus meningkat. Perkiraan ekstrem menyebutkan, ketersediaan minyak bumi di Indonesia dengan tingkat konsumsi terus meningkat 3,5% per tahun dapat menyebabkan persediaan minyak bumi habis dalam waktu 10-15 tahun lagi. Setiap hari jutaan barel minyak mentah bernilai jutaan dolar dieksploitasi tanpa memikirkan bahwa minyak tersebut berasal dari hasil evolusi alam yang berlangsung selama ribuan tahun, bahkan jutaan tahun yang tidak dapat terulang lagi pada masa mendatang (Syah, 2006). Indonesia memiliki kebijakan untuk mengurangi konsumsi energi berbasis bahan bakar minyak bumi (BBM) di Indonesia yaitu dengan mengoptimalisasi penggunaan energi yang terbarukan (renewable) dan mengurangi subsidi BBM. Hal ini dibuktikan dengan adanya Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak (BBM) dan Instruksi Presiden Nomor 1 Tahun 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (biofuel) sebagai bahan bakar lain. Sehubungan 1 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 2 dengan hal tersebut maka perlu dilakukan upaya untuk pencarian sumber energi alternatif yang terbarukan untuk mengganti minyak bumi. Salah satu alternatif bahan bakar lain yang dapat terbarukan adalah biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak diesel/solar (Blair, 2005). Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel cukup banyak diantaranya minyak kelapa sawit, kelapa, dan jarak pagar. Dibanding minyak kelapa sawit dan minyak kelapa, peluang minyak jarak pagar sebagai biodiesel lebih besar. Hal ini karena minyak jarak pagar tidak termasuk dalam kategori minyak makan (non edible oil). Minyak jarak pagar tidak dapat dikonsumsi manusia karena mengandung ester phorbol yang beracun (Prakoso, 2005). Dengan demikian, pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan baku biodiesel tidak akan mengganggu stok minyak makan nasional (edible oil). Tanaman jarak pagar sudah dikenal oleh masyarakat tetapi hanya sebatas sebagai tanaman pagar atau pembatas bagi petani sedangkan daunnya hanya digunakan sebagai pakan ternak. Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan minyak cukup tinggi yaitu sekitar 30-50% (Hambali et al., 2006). Minyak yang dihasilkan dari jarak pagar sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif. Akan tetapi minyak jarak pagar tidak dapat digunakan secara langsung sebagai bahan bakar karena nilai viskositas dan titik nyala minyak jarak pagar cukup tinggi. Nilai viskositas minyak jarak pagar sebesar 0,9100 g/mL pada suhu 15°C dan titik nyalanya 240°C, nilai ini lebih tinggi dibanding minyak diesel yang mempunyai viskositas sebesar 0,8410 g/mL Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 3 dan titik nyalanya 50°C (Kandpal dan Madan, 1994). Viskositas yang terlalu tinggi membuat bahan bakar teratomisasi menjadi tetesan yang lebih besar sehingga akan mengakibatkan deposit pada mesin dan titik nyala yang terlalu tinggi menyebabkan penyalaan terlalu sulit sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk menyalakan (Dewajani, 2011). Oleh sebab itu, agar minyak jarak dapat digunakan sebagai bahan bakar maka perlu dilakukan proses transesterifikasi, sehingga dihasilkan alkil ester. Proses transesterifikasi menggunakan katalis minyak jarak basa maupun asam. dapat Laju dilakukan reaksi dengan transesterifikasi menggunakan katalis asam membutuhkan suhu yang lebih tinggi dan berlangsung lebih lambat dibandingkan dengan proses reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa, karena transesterifkasi menggunakan katalis basa reaksi berlangsung irreversible (Lee et al., 2009). Namun, reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa tidak dapat digunakan pada minyak yang memiliki bilangan asam tinggi (>4 mg-KOH/g) karena dapat menimbulkan reaksi penyabunan sehingga menimbulkan kesulitan dalam pemisahannya diakhir reaksi (Tiwari et al., 2007). Oleh karena itu, diperlukan suatu katalis yang dapat digunakan untuk memproduksi biodiesel dari minyak jarak pagar yang memiliki bilangan asam tinggi, berlangsung cepat, dan mudah proses pemisahannya. Bilangan asam dapat diturunkan melalui reaksi esterifikasi menggunakan katalis asam, reaksi sintesis biodiesel akan berlangsung cepat bila menggunakan katalis basa dan pemisahannya dari produk hasil reaksi lebih mudah bila menggunakan katalis heterogen (Liu et al., 2008). Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 4 Telah dilaporkan bahwa Al3+- Bentonit merupakan katalis asam heterogen yang dapat digunakan untuk reaksi esterifikasi antara lain Reddy et al (2004) melakukan reaksi esterifikasi asam suksinat dengan 1-butanol pada pelarut toluena dan menghasilkan dibutil suksinat sebesar 94%, esterifikasi anhidrida suksinat dan p-kresol yang menghasikan di-(p-kresil) suksinat sebesar 75% (Reddy et al., 2005) dan esterifikasi asam stearat dengan p-kresol yang menghasilkan p-kresil stearat sebesar 96% (Vijayakumar et al., 2011). Al3+Bentonit sangat efektif digunakan sebagai katalis disebabkan kation yang berada pada lapisan bentonit dengan rasio jari-jari =6 dibandingkan dengan Ca2+ maupun Na+ (Reddy et al., 2005). Adapun katalis basa heterogen yang telah banyak diteliti dan dilaporkan untuk memproduksi biodiesel adalah CaO. Kouzhu et al (2008) melaporkan penggunaan CaO pada reaksi transesterifikasi minyak kedelai menghasilkan lebih dari 99% metil ester pada reaksi selama 2 jam. Berdasarkan uraian tersebut diatas akan disintesis biodiesel dari minyak jarak pagar menggunakan katalis yang memiliki situs asam dan basa atau katalis bifungsional, yaitu CaO/Al3+-Bentonit. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. bagaimanakah karakteristik CaO/Al3+-Bentonit, yang meliputi luas permukaan, situs aktif (asam dan basa) dan strukturnya? 2. apakah Bentonit yang dimodifikasi menjadi CaO/Al3+-Bentonit dapat digunakan sebagai katalis dalam proses sintesis biodiesel dari minyak jarak Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 5 pagar (Jatropha curcas L) dan crude Jatropha oil yang memiliki bilangan asam lebih dari 4 mg-KOH/g? 3. berapakah jumlah konversi biodiesel yang dihasilkan dari reaksi menggunakan katalis CaO/Al3+-Bentonit? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan Penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. menentukan karakteristik CaO/Al3+-Bentonit yang meliputi situs aktif (Asam dan basa), luas permukaan, dan strukturnya. 2. memodifikasi Bentonit menjadi CaO/Al3+-Bentonit sebagai katalis dalam pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L) dan crude Jatropha oil. 3. mengetahui jumlah konversi biodiesel yang dihasilkan dari reaksi menggunakan katalis CaO/Al3+-Bentonit? 1.4 Manfaat Penelitian Dari penelitian ini diharapkan mampu memberikan kontribusi dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, terutama dalam pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak (BBM) yang ramah lingkungan dan penggunaan CaO/Al3+-Bentonit sebagai katalis heterogen serta dapat menambah informasi dan referensi tentang pemanfaatan bentonit dan CaO. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L) Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L) merupakan tanaman semak dari keluarga Euphorbiaceae. Tanaman ini dapat tumbuh cepat dengan ketinggian mencapai 3-5 meter. Tanaman ini tahan kekeringan dan dapat tumbuh di tempat dengan curah hujan 200-1500 milimeter pertahun (Syah, 2006). Pohonnya berupa perdu dengan tinggi tanaman antara 3-6 m, bercabang tidak teratur. Batang berkayu, silindris, bila terluka mengeluarkan getah. Daun berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan 5 – 7. Daunnya dihubungkan dengan tangkai daun. Panjang tangkai daun antara 4 – 15 cm (Hambali, et al., 2006). Gambar 2.1 Tanaman Jarak Pagar http//www.google.com 6 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 7 Klasifikasi tanaman Jarak Pagar adalah sebagai berikut (Hambali et al., 2006): Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiosspermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Euphorbiaceae Genus : Jatropha Spesies : Jatropha Curcas linn. Minyak jarak pagar diperoleh dari biji dengan metode pengempaan panas atau dengan ekstraksi pelarut. Minyak jarak pagar tidak dapat dikonsumsi manusia karena mengandung racun yang disebabkan adanya senyawa ester forbol (Syah, 2006). Komponen asam lemak terbanyak dalam minyak adalah oleat. Kandungan asam lemak pada minyak jarak pagar dan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 2.2 Gambar 2.2 Buah dan biji jarak (http//www.google.com) dan senyawa ester phorbol ( Goel, et al., 2007) Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 8 Tabel 2.1 Kandungan asam lemak dan sifat fisikokimia minyak jarak pagar Kandungan asam lemak pada minyak jarak pagar (Syah, 2006) Jenis JenisAsam AsamLemak Lemak Asam Miristat Asam Palmitat Asam Stearat Asam Arachidic Asam Behedic Asam Palmitoleat Asam Oleat Asam Linoleat Komposisi% Komposisi (%) 0 – 0.1 % 14.1 – 15.3 % 3.7 – 9.8 % 0 – 0.3 % 0 – 0.2 % 0 – 1.3 % 34.3 – 45.8 % 29.0 – 44.2 % Sifat fisikokimia minyak jarak pagar (Prakoso, 2005) Sifat Fisik Kandungan Titik nyala 2360C Densitas pada 15 0C 0,9177 g/cm3 Viskositas pada 30 0C 49,15 Mm2/s Residu karbon (pada residu destilasi 10%) Kandungan abu sulfat 0,34 % (m/m) 0,007 %(m/m) Pour Point -2,5 0C Kandungan air 935 Ppm Kandungan sulfur <1 Ppm Bilangan asam 4,75 mg KOH/g Angka iodine 96,5 2.2. Biodiesel Biodiesel secara kimia didefinisikan sebagai metil ester yang diturunkan dari minyak/lemak alami, seperti minyak nabati, lemak hewan, atau minyak goreng bekas (Julianti, 2006). Biodiesel dapat diperoleh melalui proses reaksi transesterifikasi antara trigliserida yang berasal dari minyak dengan alkohol dan bantuan katalis. Selanjutnya, alkil ester dan gliserol dihasilkan dalam reaksi transesterifikasi (Zappi et al., 2003). Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 9 Sifat fisikokimia biodiesel hampir sama dengan bahan bakar diesel. Bahan bakar fosil memiliki kandungan sulfur, nitrogen, dan metal yang cukup tinggi dan dapat menyebabkan hujan asam dan efek rumah kaca. Biodiesel tidak mengandung sulfur dan benzen sehingga lebih ramah lingkungan dan mudah terurai di alam. Kandungan energi, viskositas, dan perubahan fase relatif sama dengan bahan bakar diesel yang berasal dari petroleum. Mesin dengan bahan bakar biodiesel menghasilkan partikulat, hidrokarbon, dan karbon monoksida yang lebih rendah daripada bahan bakar diesel biasa. Emisi NOx biodiesel juga lebih rendah daripada mesin diesel dengan bahan bakar diesel (Tat et al., 2000). Perbandingan emisi antara minyak diesel dan petrodiesel dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Perbandingan emisi antara biodiesel dan petrodiesel Nama Senyawa Satuan SO2 Ppm CO Ppm NO Ppm NO2 Ppm Benzene µg/Nm3 Toluena µg/Nm3 Xylene µg/Nm3 Etil Benzena µg/Nm3 (Sumber: Sitorus, 2004) Biodiesel 0 10 37 1 0,3 0,57 0,73 0,3 Petrodiesel 78 40 64 1 5,01 2,31 1,57 1,73 Adapun karakteristik bahan bakar diesel yang penting adalah meliputi: 1. Viskositas Viskositas minyak yaitu mengalirnya volume minyak dalam jumlah tertentu melalui lubang dengan diameter kecil tertentu. Semakin kecil waktu yang diperlukan untuk mengalir maka semakin rendah viskositasnya. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 10 2. Titik Nyala Titik adalah titik temperatur terendah yang menyebabkan bahan bakar dapat menyala. Penentuan titik nyala ini berkaitan dengan keamanan penyimpanan dan penanganan bahan bakar (Dewajani, 2008). 3. Berat Jenis Berat jenis adalah perbandingan berat dari volume sampel minyak dengan air yang volumenya sama pada suhu tertentu (25 0C) (Apriyantono et al., 1989). 4. Angka Setana Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri (Auto ignition). Angka setana yang tinggi menunjukkan bahan bakar dapat menyala pada suhu rendah, dan sebaliknya angka setana yang rendah menunjukkan bahwa bahan bakar baru dapat menyala pada suhu tinggi. Penggunaan bahan bakar mesin diesel yang mempunyai angka setana tinggi dapat mencegah terjadinya knocking karena begitu bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder pembakaran maka bahan bakar akan langsung terbakar dan tidak terakumulasi. Mesin diesel memerlukan angka setana sekitar 50 (Darmanto dan Sigit, 2006). Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 11 Tabel 2.3 Standar Mutu Biodisel Menurut SNI No Parameter Satuan Nilai 1 Massa jenis pada 40ºC Kg/m3 850-890 2 Viskositas kinematik pada 40 ºC mm2/s (cst) 2,3-9,0 3 Angka setana 4 Titik nyala ºC Min 100 5 Titik kabut ºC Maks 18 6 Residu karbon: %-massa Min 51 -dalam contoh asli Maks 0,05 -dalam 10% ampas destilasi Mak 0,30 7 Air dan sediment %-Vol Maks 0,05 8 Temperatur destilasi 90% ºC Maks 360 9 Abu tersurfaktan %-massa Maks 0,02 10 Belerang Ppm-m (mg/kg) Maks 100 11 Fosfor Ppm-m (mg/kg) Maks 10 12 Angka asam Mg-KOH/g Maks 0,8 13 Gliserol Bebas %-massa Maks 0,02 14 Gliserol total %-massa Maks 0,24 15 Kadar ester alkyl %-massa Min 96,5 16 Kadar Iodium %-massa Maks 115 (g-12/100 g) 17 Uji Halphen Negatif Sumber: Badan Standarisasi Nasional, 2006 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 12 5. Angka Asam Angka asam yang tinggi merupakan indikator biodiesel masih mengandung asam lemak bebas yang menyebabkan biodiesel bersifat korosif dan dapat menimbulkan jelaga atau kerak di injektor mesin diesel. Asam lemak dinilai sebagai penyebab salah satu masalah pada biodiesel (Dewajani, 2008). 2.3 Katalis Katalis adalah suatu zat yang mempengaruhi laju reaksi. Katalis tidak berpengaruh pada energi bebas (∆G0), dan juga tidak berpengaruh pada tetapan keseimbangan (K). Umumnya kenaikan konsentrasi katalis juga menaikkan laju reaksi, jadi katalis ikut bereaksi namun pada akhir reaksi diperoleh kembali (Sukardjo, 2002). Pada reaksi transesterifikasi yang dijalankan tanpa menggunakan katalis membutuhkan suhu 2500C untuk menjalankan reaksi, dengan katalis basa, reaksi dapat berlangsung pada suhu kamar, sedangkan dengan katalis asam suhu yang dibutuhkan 100 0C (Krick dan Othmer, 1993).. Katalis yang sering digunakan adalah asam, basa, penukar ion. Gambar 2.3 Diagram energi aktivasi http//www.google.com Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 13 Katalis yang digunakan dapat berupa katalis homogen atau heterogen. Katalis homogen adalah katalis yang mempunyai fasa sama dengan fasa campuran reaksinya, sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang berbeda fasa dengan campuran reaksinya. Katalis homogen lebih efektif dibandingkan dengan katalis heterogen, tetapi pada katalis homogen katalis sukar dipisahkan dari produk dan sisa reaktannya sedangkan katalis heterogen pemisahan antara katalis dan produknya serta sisa reaktan mudah dipisahkan. Oleh karena mudah dipisahkan dari campuran reaksinya dan kestabilannya terhadap perlakuan panas katalis heterogen lebih banyak digunakan dalam industri kimia (Setyawan dan Handoko, 2003). Keuntungan lain dari katalis heterogen adalah tidak korosif, ramah terhadap lingkungan, memiliki waktu paruh yang panjang, dan dapat memberikan aktivitas dan selektivitas yang tinggi (Liu et al., 2008). Suatu katalis jika sudah terpakai beberapa kali maka aktivitasnya akan berkurang. Ini berarti bahwa kemampuannya untuk mempercepat reaksi tertentu telah berkurang. Gejala ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya oleh suhu yang terlalu tinggi katalis dapat lumer atau disenter, penyebab lain katalis dapat bereaksi dengan kotoran yang berasal dari bahan dasar. Bila setelah beberapa waktu, katalis turun sampai di bawah minimum yang dapat diterima, katalis tersebut harus berhenti atau apkir. Beberapa katalis yang tidak aktif dapat diperbaiki lagi dengan jalan reegenerasi, dalam hal ini dipergunakan uap, zat cair, zat asam atau gas lain. Katalis sering juga diregenerasi dengan pengolahan menggunakan asam mineral, dimana logamnya dapat larut (Bergeyk, 1982) Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 14 2.4 Bentonit Bentonit adalah istilah perdagangan untuk sejenis lempung yang mengandung sekitar 85% mineral montmorilonit, yaitu suatu mineral dari hasil pelapukan, pengaruh hidrotermal, transformasi/devitrivikasi dari tufa gelas yang diendapkan dalam air dalam suasana alkali. Fragmen sisanya umumnya terdiri dari mineral kuarsa/kristobalit, feldspar, kalsit, gipsum, kaolinit, plagiokas, illit, dan lain sebagainya ( Zulkarnaen et al., 1990). Gambar 2.3 menunjukkan struktur 3 dimensi dari montmorillonit. Gambar 2.4 struktur 3 dimensi montmorillonit (sumber: wijaya, 2002) Ada dua macam teori tentang struktur montmorillonit, struktur menurut Hofmann dan Endell serta struktur menurut Edelman dan Favajee. Kedua teori itu menunjukkan kemiripan yakni dalam hal struktur unit sel yang dianggap simetris. Satu lembar aluminiun oktahedral terselip atau terjepit diantara dua lembar silica Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 15 tetrahedral. Ikatan antara lapisan relatif lemah dan mempunyai ruang antara lapisan yang dapat mengembang jika kandungan air meningkat. Perbedaan struktur Hofman dan Endell dengan struktur menurut Edelman dan Favajee adalah dalam penyusunan jaringan silika tetrahedral seperti pada Gambar 2.4. Edelman dan Favajee berpendapat bahwa susunan alternatif dari silika tetrahedral terwujud dengan ikatan Si-O-Si dengan sudut ikatan 1800, dengan bidang dasar terdiri dari gugusan OH yang diikat oleh silika di dalam tetrahedral. n+H2O kation (H2O) OH- oAl (Beberapa Fe, Mg) ● Si (Bisa juga Al) (a) (b) Gambar 2.5 (a) Model struktur montmorillonit menurut Hofmann dan Endell, dan (b) Model struktur menurut Edelman dan Favajee (Bukka et al., 1992) Bentonit berdasarkan jenisnya dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu tipe swelling bentonit dan nonswelling bentonit. Tipe swelling bentonit adalah tipe bentonit yang dapat mengembang apabila dicelupkan dalam air dan tipe Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 16 nonswelling bentonit adalah tipe bentonit yang kurang dapat mengembang apabila dicelupkan dalam air. 2.5 Pertukaran Kation Bentonit berbeda dari clay lainnya karena hampir sebagian besar penyusun bentonit adalah montmorilonit. Montmorilonit merupakan mineral lempung yang berkonfigurasi 2:1, yang tersusun dari dua lembar silika tetrahedral dan satu lembar alumina oktahedral. Pertukaran kation pada bentonit didasarkan pada sifat permukaan bentonit yang bermuatan negatif, sehingga kation-kation dapat terikat secara elektrostatik pada permukaan bentonit. Kation-kation yang terserap dapat dipertukarkan dengan kation lain. Van Olphen (1977) mengatakan kapasitas tukar kation (KTK) pada montmorillonit kira-kira 70 me/100 g dan luas permukaan 700-800 m2/g. Selain itu, adanya substitusi isomorfik juga mempengaruhi pertukaran Kation. Substitusi isomorfik merupakan pergantian kation valensi tinggi oleh kation valensi rendah dari luar. Subtitusi ini terjadi jika jari-jari kation tidak banyak berbeda. Adanya substitusi Si4+ oleh Al3+ atau ion Fe3+ pada kerangka tetrahedral maupun ion Al3+ oleh Mg2+, Fe2+, Li+, Ni2+, atau Cu2+, pada kerangka oktahedral menyebabkan penurunan muatan. Muatan negatif pada lapisan diimbangi oleh adsorbsi kation Na+, K+. Cs+, maupun Ca2+ pada interlayer (Alemdar, et al., 2005). Substitusi isomorfik montmorillonit terjadi pada kerangka oktahedral. Pada kerangka oktahedral montmorillonit, terjadi penggantian satu dari setiap enam kation Al3+ oleh kation Mg2+. Sementara pada kerangka oktahedral,15% kation Si4+ digantikan oleh kation Al3+. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 17 2.6 Kalsium Oksida (CaO) Kalsium Oksida (CaO) adalah katalis basa yang memiliki waktu hidup panjang (Liu et al., 2008). Nama lain dari CaO adalah lime, caustic, quicklime, atau gamping. CaO merupakan oksida basa yang didapat dari batuan gamping dimana terkandung kalsium oksida sedikitnya 90% dan magnesia 0-5%, kalsium karbonat, silika, feri oksida terdapat sedikit sebagai pengotor kemurnian. Ditinjau dari komposisinya, terdapat beberapa jenis gamping. Gamping hidraulik didapat dari pembakaran batu gamping yang mengandung lempung, gamping yang berkadar kalsium tinggi lebih dimanfaatkan dalam reaksi kimia.Kalsium karbonat dan magnesium didapat dari endapan batu gamping, marmer, kapur (Chalk), dan dolomite atau kulit kerang. Untuk tujuan penggunaan kimia batu gamping yang lebih murni lebih disukai sebagai bahan awal. Karena dapat menghasilkan gamping berkadar kalsium tinggi CaO memiliki sifat higroskopis, titik lelehnya 26000C dan titik didihnya 28500C, tidak larut dalam HCl struktur kristalnya oktahedral, memiliki luas permukaan 0,56 m2/gr (Ryu et al., 2007). CaO biasanya digunakan sebagai mortar, industri kertas, industri pupuk, industri semen, pemutih (Bleaching), dan sebagai katalis (Liu et al., 2008). CaO memiliki sisi yang bersifat basa dan telah diteliti sebagai katalis basa yang kuat untuk menghasilkan biodiesel. CaO sebagai katalis basa memiliki banyak manfaat, misalnya aktivitas yang tinggi, kondisi reaksi yang rendah, masa katalis yang lama, dan biaya yang murah. CaO sebagai katalis telah dilaporkan dalam produksi biodiesel dari minyak kedelai melalui reaksi transesterifikasi dan Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 18 menghasilkan ester sebesar 99% (Kouzu et al., 2008). Mekanisme reaksi yang terjadi saat menggunakan katalis CaO seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5 berikut. Tahap 1 R R OH O- H+ Ca O Tahap 2 CH2 O C CH2 R1 O C O C R1 O R R1 O CH2 R O O CH O C O- H+ Ca O CH O C R1 O CH2 R1 O O C R1 O CH2 CH O O C R1 + O CH2 O C R1 C O R O R1 O Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 19 Tahap 3 CH2 O CH2 O H H CH O C R1 Ca O CH O O CH2 O C R1 O Gambar 2.6. CH2 C R1 O O C R1 O Mekanisme reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol menggunakan katalis CaO (Kouzu et al., 2008). 2.7 Transesterifikasi Transesterifikasi adalah reaksi ester untuk menghasilkan ester baru yang mengalami penukaran posisi asam lemak (Swern, 1982). Secara umum reaksi transesterifikasi adalah reaksi antara trigliserida dengan alkohol. Reaksi transesterifikasi untuk memproduksi biodiesel tidak lain adalah reaksi alkoholisis, reaksi ini hampir sama dengan reaksi hidrolisis tetapi menggunakan alkohol. Reaksi ini bersifat reversibel dan menghasilkan alkil ester dan gliserol. Alkohol berlebih digunakan untuk memicu reaksi pembentukan produk (Khan, 2002). Alkohol yang sering digunakan dalam proses reaksi transesterifikasi adalah metanol karena murah dan memiliki rantai karbon yang lebih pendek (Ma et al., 1999). Berikut adalah contoh reaksi transesterifikasi menggunakan metanol. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 20 O H2C O C CH2R O OH OCH3 + CH OH CH2 OH O O HC CH2 C + 3CH3OH CH2R 3RCH2 C Metil Ester Metanol O H2C Gliserol CH2R CH O Asam Lemak Gambar 2.7 Reaksi transesterifikasi menggunakan metanol (Liu et al., 2007) Transesterifikasi memerlukan suatu katalis untuk mempercepat laju reaksi(Dewajani, 2008). Katalis yang banyak digunakan adalah katalis basa, namun katalis asam juga dapat digunakan terutama pada minyak nabati yang kadar asam lemak bebasnya tinggi. Katalis basa dinilai lebih baik dari katalis asam karena dengan katalis basa reaksi dapat berjalan pada suhu lebih rendah, bahkan pada suhu kamar. Adapun reaksi dengan katalis asam membutuhkan suhu yang lebih tinggi (Lee et al., 2009). Berikut mekanisme reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa RO- + BH- ROH + B R'COO R''COO R'COO CH2 + CH H2C - OR R''COO CH2 CH OR H2C OCR''' (1) O CH2 R''COO CH H2C OR O OR''' (2) O O R'COO C C OR''' R'COO CH2 R''COO CH H2C + RCOOR''' (3) O- O Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 21 R'COO CH2 R''COO CH R'COO CH2 R''COO CH + H2C BH+ O- H2C + B (4) OH Gambar 2.8 Mekanisme reaksi transesterifikasi dengan katalis basa (Lee et al., 2009) 2.8 Esterifikasi Esterifikasi adalah reaksi asam lemak bebas dengan alkohol membentuk ester dan air (Sari, 2009). Dengan esterifikasi, kandungan asam lemak bebas dapat dihilangkan dan diperoleh tambahan ester. Reaksi ini berlangsung dengan menggunakan katalis padat atau cair. Reaksi esterifikasi bersifat reversible. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester reaksi harus digeser kearah ester. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan salah satu pereaksi yang murah secara berlebihan. Sistim katalis asam umumnya mempunyai laju reaksi yang lambat, karena itu, perbandingan alkohol terhadap asam lemak harus tinggi (Kusmiati, 2008). Berikut adalah mekanisme reaksi esterifikasi dengan katalis asam Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 22 H+ R OH OH OH O -H+ R C C OH OH H O R C OH H O R R C OH O R R H O O -H+ R C OR R -H2O C O OH2 R Gambar 2.9 Mekanisme reaksi esterifikasi dengan katalis asam (Morrison and Boyd, 1975) Faktor- faktor yang berpengaruh pada proses reaksi transesterifikasi antara lain: a. Waktu Reaksi Semakin lama waktu reaksi maka kemungkinan kontak antar zat semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar. Jika kesetimbangan reaksi telah tercapai maka dengan bertambahnya waktu reaksi tidak akan menguntungkan karena tidak memperbesar hasil. b. Pengadukan Pengadukan akan menambah frekuensi tumbukan antara molekul zat pereaksi dengan zat uang bereaksi sehingga mempercepat reaksi dan reaksi terjadi sempurna. c. Katalisator Katalisator berfungsi untuk mengurangi tenaga aktivasi pada suatu reaksi sehingga pada suhu tertentu harga konstanta kecepatan reaksi semakin besar. Pada reaksi esterifikasi yang sudah dilakukan biasanya Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 23 menggunakan konsentrasi katalis antara 1-4 % berat sampai 10 % berat campuran pereaksi (McKetta dan Cunningham, 1978). d. Suhu Reaksi Semakin tinggi suhu yang dioperasikan maka semakin banyak konversi yang dihasilkan. 2.9 Keasaman Katalis Salah satu aplikasi dari analisis FT-IR adalah penentuan situs asam Bronsted dan Lewis dari katalis dengan cara adsorbsi basa piridin. Pada spektrum FT-IR kita dapat mengetahui letak gelombang situs asam Lewis dan Bronsted dalam litelatur situs asam Lewis akan muncul pada sekitar gelombang 1435-1470 cm-1 dan untuk situs asam Bronstead akan muncul pada sekitar gelombang 15151565 cm-1 (Emeis, et al., 1993). Ikatan piridin dengan katalis dapat digambarkan sebagai berikut. H O O O Si Al O O + O N N Sistem Bronsted H O O Si O O O O O O O Al Si Al O Sistem Lewis + O N N O O O Si Al O O Gambar 2.10 Adsorbsi piridin dalam katalis (Prasetyoko, et al., 2011) Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 24 Keasaman katalis menunjukan densitas keasaman pergram katalis. Jumlah uap basa yang teradsorpsi oleh permukaan katalis yang kebanyakan menggunakan gas piridin ekivalen dengan jumlah asam pada permukaan katalis. Peningkatan keasaman total katalis karena adanya modifikasi katalis menunujukan peningkatan jumlah situs asam Bronstead dan Lewis pada Katalis. penentuan situs asam pada katalis dapat dilakukan dengan menggunakan rumus sebgai berikut Jumlah Keasaman total = Jumlah Piridin teradsorb Mrpiridin × mBentonit (g) 2.10 Kebasaan Katalis Situs basa adalah kemampuan menerima proton atau mendonorkan pasangan elektron (basa Lewis). Sedangkan kekuatan basa ( H_ ) dari permukaan katalis didefinisikan sebagai kemampuan permukaan katalis untuk mengubah suatu asam netral yang teradsorb pada basa konjugasinya, atau kemampuan permukaan katalis untuk mendonorkan sepasang elektron untuk asam yang tersadsorb (Tanabe et al., 1989). Penentuan jumlah dan kekuatan situs basa dapat dilakukan dengan menggunakan metode indikator. Indikator yang biasanya digunakan untuk menentukan kebasaan katalis adalah indikator Hammet, Indikator universal atau sistem pH tidak dapat digunakan dalam penentuan situs basa karena sifat basa katalis disini merupakan basa Lewis bukan basa Arrhenius. Kekuatan situs basa bergantung pada kemudahan pelepasan proton dari reaksi yang dikatalisis dengan basa saat reaksi berlangsung. Reaksi reaktan dimana proton mudah dilepaskan Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 25 akan menghasilkan situs basa yang lemah, dan reaksi reaktan dimana proton sulit dilepaskan akan menghasilkan situs basa yang kuat (Hattori, 1995). Kekuatan dari situs basa ditunjukkan oleh fungsi dari[H-] dimana [BH] adalah konsentrasi dari indikator Phenolptalein dan [B-] adalah konsentrasi dari basa konjugat. pKBH merupakan nilai dari logaritma dari konsentrasi indikator Phenolptalein [BH] dan ditunjukkan dengan persamaan (Kouzu, et al., 2008) : [H-] = pKBH + log [B-]/[BH] Untuk menentukan [H-], konsentrasi dari indikator Phenolptalein[BH] dan konsentrasi dari basa konjugat[B-] harus diketahui. Ketika larutan BH terdeprotonasi sebagian dalam suatu larutan, maka nilai [B-] = [BH], dan nilai dari [H-] = pKBH. Jika nilai pKBH diketahui,maka kekuatan situs basa [H-] dapat diketahui dengan menghitung perbandingan dari [B-]/[BH] (Yoshio, et al., 2000). 2.11 Gas Chromathography – Mass Spectrometry (GC – MS) Kromatografi gas digunakan untuk memisahkan komponen campuran kimia dalam suatu bahan. Komponen yang akan dipisahkan dibawa oleh suatu gas lembam (gas pembawa) melalui kolom. Campuran cuplikan akan terbagi diantara gas pembawa fase diam. Fase diam akan menahan komponen secara selektif berdasarkan koefisien distribusinya, sehingga terbentuk sejumlah pita yang berlainan pada gas pembawa. Pita komponen ini meninggalkan kolom bersama dengan aliran gas pembawa dan dicatat sebagai fungsi waktu oleh detector (Mc Nair et al., 1998). Prinsip dari instrumen ini adalah menguapkan senyawa organic dan mengionkan uapnya. Molekul-molekul organik ditembak dengan bekas elektron Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 26 dan diubah menjadi ion-ion bermuatan positif (ion molekul) yang dapat dipecah menjadi ion-ion yang lebih kecil. Molekul organik mengalami proses pelepasan satu elektron menghasilkan ion radikal yang mengandung satu electron tidak berpasangan. Ion-ion radikal ini akan dipisahkan dalam medan magnet yang akan menimbulkan arus ion (Satrohamidjojo, 1988). Kromatografi gas spektroskopi masa ini biasa digunakan pada untuk analisis kualitatif senyawa organik yang pada umumnya bersifat dapat diuapkan. Metil ester memenuhi kriteria ini sehingga dapat dianalisis menggunakan komatografi gas spektroskopi massa. Pemisahan yang dihasilkan dari tiap jenis senyawa yang dianalisis bersifat khas uuntuk tiap jenis senyawa. Demikian juga dengan metil ester, ion-ion pecahan dari metil ester diakibatkan penataan ulang hidrogen dan pecahan satu ikatan yang dipisahkan dari gugus C=O (Cresswell et al., 1982). 2.12 X-Ray Difraction (X-RD) Sinar X merupakan jenis gelombang elektromagnet dengan rentang panjang gelombangnya antara 0,5 Å – 2,5 Å Bila sinar X berinteraksi dengan materi akan mengalami fenomena optik seperti hamburan, difraksi, pantulan, maupun transmisi. Apabila materi bersruktur kristal, maka sinar X yang mengenai bidang-bidang kristal akan didifraksikan/dihamburkan pada sudut tertentu (Susita et al., 2008). Apabila sinar X monokromatis mengenai material kristal, maka setiap bidang kristal akan memantulkan atau menghamburkan sinar X kesegala arah. Interferensi terjadi hanya antara sinar-sinar pantul sefase sehingga hanya terdapat Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 27 sinar X pantulan tertentu saja. Interferensi saling memperkuat apabila sinar X yang sefase mempunyai selisih lintasan kelipatan bulat panjang gelombang (λ). Pernyataan ini dinamakan hukum Bragg untuk difraksi kristal, secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan (Whiston, 1991). 2 d sin θ = n λ Keterangan: d = Jarak antar bidang atom yang berhubungan (Ǻ) θ = Sudut hamburan n = Orde difraksi λ = Panjang gelombang dari sinar X(Ǻ) Dari informasi sudut hamburan (2θ) dan apabila panjang gelombang sinar X telah diketahui maka akan dapat dihitung jarak antar bidang atom. Setelah diketahui jarak antar bidang atom, selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung indeks Miller dari bidang-bidang atom maupun orientasi pertumbuhan kristal serta parameter kisinya. Apabila sinar X monokromatis mengenai material kristal, maka setiap bidang kristal akan memantulkan atau menghamburkan sinar X kesegala arah. Interferensi terjadi hanya antara sinar-sinar pantul sefase sehingga hanya terdapat sinar X pantulan tertentu saja. Interferensi saling memperkuat apabila sinar X yang sefase mempunyai selisih lintasan kelipatan bulat panjang gelombang (λ). Pernyataan ini dinamakan hukum Bragg untuk difraksi kristal, secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 28 Menurut strukturnya, materi dapat digolongkan menjadi dua yaitu berstruktur kristal dan yang tidak berstruktur (amorf). Material amorf apabila dikenai berkas sinar X akan dicirikan oleh spektrum yang kontinyu, tidak ada puncak-puncak difraksi pada sudut tertentu. Sedang material kristal, apabila dikenai berkas sinar X akan dicirikan oleh adanya spektrum yang diskrit pada sudut hamburan tertentu. Kristal (crystals) dapat didefinisikan sebagai suatu materi yang tersusun atas atom-atom yang tertata secara rapi, berulang (periodik) dan membentuk pola tiga dimensi. Keteraturan atom-atom yang berulang akan membentuk suatu kisi-kisi, yang apabila dikenai berkas sinar, atom-atom tersebut akan berperilaku sebagai kisi difraksi. Oleh karena untuk setiap materi di alam berstruktur kristal tertentu (artinya mempunyai bidang-bidang, jarak antar bidang, maupun parameter kisi tertentu), dengan demikian teknik difraksi sinar X dapat dimanfaatkan untuk deteksi unsur/senyawa yang terkandung dalam suatu materi dari struktur kristalnya. Struktur kristal suatu materi berhubungan erat dengan sifat-sifat materi tersebut, misalnya sifat optik, mekanik, elektrik, maupun termal. Dengan diketahuinya struktur kristal dari suatu materi, secara tidak langsung dapat pula diketahui sifat-sifat materi. 2.13 Spektrofotometri FT-IR (Fourier Transform Infra Red) Spektrofotometri infra-merah adalah sangat penting dalam kimia modern, terutama dalam bidang kimia organik. Ia merupakan alat rutin dalam penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Kebanyakan gugus, seperti C-H, O-H, C=N, dan C=N, menyebabkan pita absorpsi infra-merah, Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 29 yang berbeda hanya sedikit dari satu molekul ke yang lain tergantung pada substituen yang lain (Day dan Underwood, 1990). Pancaran infra-merah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnet yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang mikro. Bagi kimiawan organik, sebagian besar kegunaannya terbatas di antara 4000 cm-1 dan 666 cm-1 (2,5 – 15,0 µm). Akhir-akhir ini muncul perhatian pada daerah infra-merah dekat, 14.290 – 4000 cm-1 (0,7 – 2,5 µm) dan daerah inframerah jauh, 700 – 200 cm-1(14,3 – 50 µm) (Silverstein, et al., 1986). Spektrofotometri infra-merah juga digunakan untuk penentuan struktur, khususnya senyawa organik dan juga untuk analisis kuantitatif, seperti analisa kuantitatif pencemaran udara, misalnya karbon monoksida dalam udara dengan teknik non-dispersive (Khopkar, 2003). Pada dasarnya Spektrofotometri FT-IR (Fourier Transform Infra Red) adalah sama dengan spektrofotometri IR dispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistim optiknya sebelum berkas sinar infra-merah melewati. Faktor-faktor yang mempengaruhi bilangan gelombang pada Spektrofotometri IR yaitu perubahan massa atom-atom yang ada dalam ikatan, dan gaya ikatan. Daerah spektra IR dibagi menjadi dua, yaitu : 1. Daerah Frekuensi gugus fungsional Terletak pada daerah radiasi 4000 – 1400 cm-1. Pita-pita absorpsi pada daerah ini utamanya disebabkan oleh vibrasi dua atom, sedangkan frekuensinya karakteristik terhadap massa atom yang berikatan dan konstanta gaya ikatan. 2. Daerah fingerprint Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 30 Yaitu daerah yang terletak pada 1400 – 400 cm-1. Pita-pita absorpsi pada daerah ini berhubungan dengan vibrasi molekul secara keseluruhan. Setiap atom dalam molekul akan saling mempengaruhi sehingga dihasilkan pita-pita absorbsi yang khas untuk setiap molekul. Oleh karena itu, pita-pita pada daerah ini dapat dijadikan sarana identifikasi molekul yang tak terbantahkan. 2.14 Pengukuran Luas Permukaan Dengan Metode Brunauer-Emmett-Teller (BET) Luas permukaan (surface area) merupakan sifat yang penting dalam aplikasi katalis. Istilah tekstur (texture) merujuk pada struktur pori partikel secara umum meliputi luas permukaan, distribusi ukuran pori, dan bentuk pori. Dari beberapa sifat kaitannya dengan tekstur tersebut, luas permukaan (surface area, Sg, m2/g) merupakan parameter yang paling penting kaitannya dengan permukaan katalis di dalam katalis heterogen. Luas permukaan total merupakan kriteria krusial untuk katalis padat karena sangat menentukan jumlah situs aktif di dalam katalis kaitanya dengan aktifitas katalis (Istadi, 2006). Pengukuran luas permukaan menggunakan teknik adsorpsi fisik menggunakan prinsip gaya Van der Waals. Isoterm keseimbangan dapat digambarkan dimana volume yang teradsorpsi diplotkan terhadap p/p0 (p: tekanan, p0: tekanan jenuh pada temperatur pengukuran). Model teoritis untuk menyatakan isoterm keseimbangan dalam adsorpsi adalah model Brunauer, Emmett, Teller yang lebih dikenal dengan BET. Teori BET diperkenalkan tahun 1938 oleh Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett, dan Edward Teller. BET adalah singkatan dari nama ketiga ilmuwan tersebut. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 31 Teori ini menjelaskan fenomena adsorpsi molekul gas di permukaan zat padat (melekatnya molekul gas di permukaan zat padat). Kuantitas molekul gas yang diadsorsi sangat bergantung pada luas permukaan yang dimiliki zat pada tersebut. Dengan demikian, secara tidak langsung teori ini dapat dipergunakan untuk menentukan luas permukaan zat padat (Abdullah dan Khairurrijal, 2008). Jika zat padat berupa partikel-partikel maka luas permukaan untuk zat padat dengan massa tertentu akan semakin besar jika ukuran partikel semakin kecil. Luas permukaan spesifik didefinisikan sebagai perbandingan luas total pemukaan zat padat terhadap massa zat padat sehingga luas permukaan spesifik akan semakin besar jika ukuran partikel semakin kecil. Metode BET memberikan informasi tentang luas permukaan spesifik zat padat. Sehingga metode BET dapat digunakan untuk memperkirakan ukuran rata-rata partikel zat padat. Untuk material berpori, luas permukaan spesifik ditentukan oleh porositas zat padat. Dengan demikian metode BET juga dapat digunakan untuk menentukan porositas zat pada (Abdullah dan Khairurrijal, 2008). Landasan utama teori BET adalah molekul dapat teradsoprsi pada permukaan zat padat hingga beberapa lapis, dianggap bahwa tidak ada interaksi antar molekul gas yang teradsorpsi pada permukaan zat padat, teori adsorpsi satu lapis dari Langmuir dapat diterapkan untuk masing-masing lapis gas. Dengan asumsi di atas, BET mendapatkan persamaan umum yang menerangkan keadaan molekul yang teradsorpsi pada permukaan zat padat. V Vm Skripsi = CP P0 -P 1+ C-1 P/P0 (1) Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 32 Dalam hubungan ini, Vm adalah volume lapis tunggal, P adalah tekanan yang terukur, P0 adalah tekananan uap jenuh cairan adsorbat, dan C adalah panas adsorpsi dan pencairan (liquefaction) yang konstant untuk beberapa bahan dengan nilai kurang dari 100. Persamaan (1) adalah valid hanya untuk P/P0 ≤ 0.3. Diatas harga tersebut kondensasi cairan terjadi di mikropori hingga mesopori hingga P/P0 mendekati satu. Dalam pengukurannya biasanya menggunakan gas nitrogen sebagai adsorbatnya. Persamaan (1) diubah sedemikian rupa sehingga dapat dibuat plot antara p/p0 vs p/[V(P-P0)], yang pada akhirnya Vm dan luas permukaan (Sg) bisa ditentukan (Istadi, 2006): P V P0 -P Skripsi = 1 Vm C + c-1 Vm C P/P0 (2) Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisik dan Laboratorium Penelitian Kimia Dasar, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. Sedangkan karakterisasi katalis dan analisis biodiesel akan dilakukan di Intitut Tekhnologi Sepuluh November (ITS) dan Universitas Gajah Mada (UGM). Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari sampai bulan Juni 2012. 3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian Bahan yang dipergunakan adalah bentonit sintetis, Minyak jarak pagar dari PTPN-XII Jember, AlCl3 (Merck), CaO sintetis (Merck), piridin (Merck), AgNO3, CH3OH (Merck, 99,9 %), Asam Oksalat dari merck, KOH dari (Merck), nheksana, etanol (Merck, 99,9%), aquades, indikator pp. 3.2.2 Alat Penelitian Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat alat refluks, labu leher tiga, hot plate, furnace, magnetic stirer, oven, krus porselen, mortar, ayakan dengan ukuran 200 mesh, erlemeyer, termometer, pipet tetes, pipet mikro, timbangan analitik, desikator, corong pisah, seperangkat rotary vacum evaporator, buret, klem, statif, pipet volum, labu ukur, bowl pipet, pengaduk, gelas ukur, gelas beker, kertas saring, aluminium foil, labu reaksi, sentrifuge, 33 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 34 Quantachrome NOVA 1000 surface area analyzer, Siemens D5005 diffractometer. FT-IR spec-troscopy. 3.3 Diagram Alir Penelitian Bentonit sintetik Al3+ exchange Al3+ - Bentonit Impregnasi Penentuan struktur, FTIR, BET,Situs Basa CaO CaO/Al3+-Bentonit Metanol Aktivasi Katalis teraktivasi Minyak Jarak Pagar sudah mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 Biodiesel Sintesis Biodiesel Minyak Jarak Pagar Gliserol Konversi Biodiesel, Bilangan asam Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 35 3.4 Metode Penelitian 3.4.1 Pembuatan KOH 0,1 N Sebanyak 6,6011 g KOH ditimbang, kemudian dilarutkan dalam gelas beaker 100 mL sampai homogen. Larutan yang terbentuk dipindahkan kedalam labu ukur 1000 mL secara kuantitatif kemudian ditambahkan aquades sampai tanda batas. Campuran yang terbentuk dikocok supaya homogen 3.4.2 Pembuatan larutan baku asam oksalat 0,1 N Sebanyak 0,63 g asam oksalat ditimbang dengan teliti, kemudian dimasukkan kedalam gelas beker 100 mL. Kemudian asam oksalat dilarutkan dengan aquades sedikit demi sedikit sampai larut homogen. Larutan yang sudah terbentuk dipindahkan kedalam labu ukur 100 mL secara kuantitatif dan ditambahkan aquades sampai tanda batas. Campuran yang terbentuk dikocok supaya homogen. 3.4.3 Pembuatan larutan AlCl3 0,5 M Sebanyak 13,143 g AlCl3 anhidrat dilarutkan kedalam 200 mL aquades. Penambahn aquades dilakukan sedikit demi sedikit dan dilakukan didalam lemari asam AlCl3 sangat reaktif terhadap penambahan air. 3.4.4 Preparasi katalis Al3+-bentonit Sebanyak 5 g bentonit sintetis dilarutkan kedalam larutan AlCl3 0,5 M. campuran kemudian distirer selama 24 jam (Reddy et al., 2007), setelah itu campuran disaring. Setelah disaring endapan dicuci dengan aquades sampai bebas dari Cl- (diuji dengan AgNO3). Setelah itu endapan disaring, setelah disaring Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 36 endapan dikeringkan dalam oven selama 4 jam pada suhu 150 0C. Setelah kering endapan digerus sampai halus dan diayak pada ayakan 200 mesh. 3.4.5 Preparasi katalis CaO/Al3+-bentonit Sebanyak 5 g katalis Al3+-bentonit yang telah selesai dibuat dicampur dengan 1,25 g CaO (Soetaredjo et al., 2010). Campuran dilarutkan dalam aquades, setelah dilarutkan campuran distirer selama 1 jam. Setelah 1 jam campuran disaring kemudian endapan dikalsinasi pada suhu 200 0C selama 4 jam. Endapan yang telah dikalsinasi kemudian digerus dan diayak pada ayakan 200 mesh. 3.5 Karakterisasi Katalis 3.5.1 Penentuan luas permukaan katalis Analisis luas permukaan padatan katalis, volume pori total dan rerata jarijari pori menggunakan Gas Sorbtion Analyzer NOVA-1000, Quantachrome Corp metode Brunauer-Emmet-Teller (BET). 3.5.2 Penentuan Struktur Katalis Penentuan struktur katalis dengan menggunakan metode XRD, metode XRD banyak digunakan untuk mengidentifikasi dan mengarakterisasi material yang digunakan sebagai katalis, karena banyak material katalis yang berbentuk kristal. Teknologi XRD ini juga memiliki kemampuan untuk mengidentifikasi dan menentukan besarnya bagian fasa dalam padatan, film tipis, dan sample multi fasa. XRD menggunakan radiasi sinar Cu-Kα (λ= 1.54056). Tabung X-ray dioperasikan pada 40 kv dan 30 mA (Istadi, 2006). Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 37 3.5.3 Penentuan Situs Asam dan Basa katalis 3.5.3.1 Penentuan Situs Asam katalis Sebanyak 0,5 g Al3+-Bentonit, dimasukkan dalam kurs porselen kemudian dipanaskan pada suhu 100 0C (Reddy et al., 2007). Setelah itu dimasukkan kedalam desikator yang telah divakumjmkan. Kedalam desikator tersebut, dialiri 10 ml piridin yang dipanaskan. Kemudian, dibiarkan selama 24 jam dan ditimbang. Untuk menghilangkan gas piridin yang terserap, maka katalis dioven kembali pada suhu 115 0C selama 1 jam (Reddy et al, 2007). Besarnya situs asam dapat diketahui dengan menimbang katalis sebelum dialiri gas piridin dan setelah dialiri gas piridin dengan metode gravimetri dengan rumus sebagai berikut: Jumlah Keasaman total = Jumlah Piridin teradsorb Mrpiridin × mBentonit (g) Kemudian Katalis yang telah dialiri gas piridin dilakukan uji FT-IR untuk mengetahui letak situs asam Lewis dan Bronstead. 3.5.3.2 Penentuan situs basa katalis Situs basa ditentukan dengan metode indikator. 0,005 g Katalis didispersikan kedalam 5 mL larutan toluena dan diamati sampai ada perubahan warna indikator. Indikator yang digunakan dalam penentuan ini adalah sebagai berikut : Bromothymol biru (pKBH= 7,2), Phenolphetalin (pKBH= 9,3), 2,4dinitroanilin (pKBH= 15,0) dan 4-nitroanilin (pKBH= 18,4). Sedangkan jumlah situs basa diukur melalui titrasi menggunakan phenolphetalin (Kouzu, et al., 2008). Untuk jumlah situs basa dari katalis CaO/Al3+-Bentonit dilakukan dengan titrasi menggunakan asam oksalat dan dilihat sampai ada perubahan warna. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 38 3.6 Sintesis dan Karakterisasi Biodiesel 3.6.1 Sintesis biodiesel dari Crude Jatrhopa Oil (CJO) Sebanyak 9,6192 g metanol dan 0,5 g CaO/Al3+-bentonit direfluks selama 30 menit pada suhu 80 0C diatas hot plate. Setelah itu sebanyak 8,6187 g minyak jarak pagar dimasukkan kedalam campuran metanol dan CaO/Al3+-bentonit sambil tetap dipanaskan pada suhu 80 0C. Reaksi dilakukan dalam berbagai variasi waktu antara 1-5 jam. Setelah reaksi campuran disentrifugasi untuk memisahkan produk dengan katalis. Setelah itu larutan dicuci dengan air untuk memisahkan biodiesel dengan gliserol, sehingga terbentuk dua lapisan, lapisan atas berwarna bening merupakan produk dari biodiesel. 3.6.2 Sintesis biodiesel dari Jatrohopa Oil Sebanyak, 9,6192 g metanol dan 0,1 g H2SO4 direfluks selama 30 menit pada suhu 80 0C diatas hot plate. Setelah itu sebanyak 8.6187 g minyak jarak pagar dimasukkan kedalam campuran metanol dan H2SO4 sambil tetap dipanaskan pada suhu 80 0C. Reaksi dilakukan selama 3 jam. Tahap berikutnya Sebanyak, 9,6192 g metanol dan 0,5 g CaO/Al3+bentonit direfluks selama 30 menit pada suhu 80 0C diatas hot plate. Setelah itu sebanyak 8.6187 g minyak jarak pagar yang telah mengalami reaksi esterifikasi terlebih dahulu dimasukkan kedalam campuran metanol dan CaO/Al3+-bentonit sambil tetap dipanaskan pada suhu 80 0C. Reaksi dilakukan dalam berbagai variasi waktu antara 1-5 jam. Setelah reaksi campuran disentrifugasi untuk memisahkan produk dengan katalis. Setelah itu larutan dicuci dengan air untuk Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 39 memisahkan biodiesel dengan gliserol, sehingga terbentuk dua lapisan, lapisan atas berwarna bening merupakan produk dari biodiesel. 3.6.3 Karakterisasi Biodiesel 3.6.3.1 Penentuan kadar air minyak jarak pagar 5 gr minyak jarak pagar ditimbang dalam kurs porselen yang telah diketahui beratnya kemudian dioven 105°C selama 3 jam. Setelah 3 jam minyak didinginkan dalam desikator, setelah dingin ditimbang bertanya sampai konstan. Untuk menghitung kadar air dalam minyak jarak menggunakan rumus: Kadar air= Berat awal-Berat akhir x 100% Berat awal 3.6.3.2 Penentuan bilangan asam Sebanyak 1 g metil ester (Biodiesel) dimasukkan dalam labu titrasi kemudian ditambahkan 5 mL etanol dan 5 mL n-heksana dan 3 tetes indikator pp. Kemudian campuran tersebut dititrasi dengan KOH 0,1 N. campuran dititrasi dari tidak berwarna sampai berwarna merah jambu,warna bertahan selama 30 detik. Kemudian bilangan asam dapat ditentukan dengan memasukkan data kedalam rumus (Baig dan Ng, 2010): Bilangan Asam = 3.6.3.3 Analisisa produk biodiesel Sebanyak 0,5 g senyawa biodiesel dapat dilarutkan dalam 5ml metil heptadekanoat kemudian dianalisa dengan GC-MS. Dari GC-MS kandungan senyawa dan konversi biodiesel dapat diketahui. untuk mengukur konversi bilangan biodiesel kita gunakan rumus (Rupple dan Aybringhs, 2008): Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 40 Konversi Biodiesel (C) = ∑A-Ais Ais x Cis xVis m x 100% Keterangan: Skripsi ∑A = Total peak area C14:0 – C24:1 Ais = Luas area puncak standart internal Cis = Konsentrasi Internal standart (mg/ml) Vis = Volume internal standart (ml) m = Massa Sampel (mg) Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Preparasi Katalis 4.1.1 Preparasi katalis Al3+-Bentonit Bentonit yang digunakan pada penelitian ini adalah bentonit sintetis yang diperoleh dari Sigma Aldrich. Sebanyak 5gr bentonit sintetis direndam dalam larutan AlCl3 0,5 M selama 24 jam pada suhu 80°C sambil direfluks. Perendaman pada proses ini bertujuan untuk proses pertukaran kation dimana ion Al3+ akan masuk pada struktur interlayer bentonit untuk menggantikan ion Ca2+. Hasil dari perendaman bentonit tersebut berupa suspensi yang kemudian disaring untuk memisahkan endapan dengan larutannya. Endapan yang didapatkan merupakan Al3+-bentonit yang masih mengandung sisa ion Cl-. Untuk mendapatkan Al3+-bentonit yang bebas Cl- maka dilakukan pencucian Cl- dengan menggunakan aquadem. Untuk menguji Al3+-bentonit bebas dari ion Cl-, air bekas pencucian diuji dengan larutan AgNO3, jika air sudah tidak mengandung endapan AgCl maka Al3+-bentonit sudah bebas dari ion Cl-. Setelah Al3+-Bentonit bebas dari ion Cl-, Al3+-bentonit dikeringkan pada suhu 150°C selama 4 jam untuk menghilangkan kandungan airnya. 4.1.2 Preparasi katalis CaO/Al3+-Bentonit Katalis CaO/Al3+-bentonit dibuat dengan menambahkan Al3+-bentonit dengan CaO perbandingan berat 4:1 (Soetaredjo et al., 2010). Selanjutnya katalis Al3+-Bentonit dan CaO direndam dalam aquades dan diaduk selama 1 jam. Setelah 1 jam katalis disaring untuk memisahkan endapan dengan suspensinya. 41 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 42 Endapan yang didapatkan merupakan CaO/Al3+-bentonit kemudian dikalsinasi pada suhu 200°C selama 4 jam. Hasil endapan yang terbentuk berwarna abu-abu lebih muda dari pada katalis Al3+-Bentonit Setelah dingin katalis CaO/Al3+Bentonit digerus dan diayak menggunakan ayakan 200 mesh. Katalis yang terbentuk dilakukan pengayakan 200 mesh untuk mendapatkan ukuran partikel yang seragam dengan luas permukaan yang besar. 4.2 Karakterisasi Katalis 4.2.1 Luas permukaan katalis Analisa Luas permukaan dengan metode BET ini bertujuan untuk mengetahui luas area, dan volume total pori,. Penentuan luas area, volume total pori disajikan dalam Tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1 Hasil penentuan luas area dan volume total pori, menggunakan metode BET Katalis Bentonit sintetis Al3+- Bentonit CaO/Al3+Bentonit Luas Permukaan (m2/g) Volume Total Pori (10-2 cc/g) 23,744 36,836 7,494 12,40 11,00 4,759 Dari Tabel 4.1 diketahui bahwa luas permukaan katalis CaO/Al3+Bentonit lebih kecil daripada luas permukaan dari bentonit sintetis dan Al3+Bentonit namun lebih besar daripada luas permukaan CaO. Penyusutan luas permukaan ini disebabkan karena proses preparasi katalis, proses kalsinasi dan penggumpalan oksida logam di permukaan katalis sehingga menyebabkan penyusutan luas permukaan katalis CaO/Al3+- Bentonit (Wistanto et al., 2010). Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 43 35 30 25 Volume (cc/g) 20 Desorpsi Adsorpsi 15 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Relative presure p/po Gambar 4.1 Grafik adsorbsi-desorbsi katalis CaO/Al3+-Bentonit Gambar 4.1 diatas menunjukan grafik isotherm adsorbsi-desorbsi N2 katalis CaO/Al3+-Bentonit mempunyai loop histeresis. Adanya loop histeresis menunjukan bahwa CaO/Al3+-bentonit termasuk dalam tipe IV, yang merupakan padatan mesopori. Data ini juga didukung dengan data ukuran pori yang menyatakan bahwa CaO/Al3+-bentonit memiliki ukuran pori sebesar 127,018 Ǻ dimana, ukuran pori antara 20-500 Ǻ tergolong dalam material mesopori. 4.2.2 Struktur katalis Penentuan struktur katalis dengan menggunakan metode XRD dilakukan untuk mengetahui perubahan struktur dari bentonit sintetis, CaO, Al3+- bentonit, Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 44 dan CaO/Al3+- bentonit. Analisa XRD dilihat dari perbandingan perubahan dspacing dan harga 2θ dari bentonit sintetis, CaO, Al3+- bentonit dan CaO/Al3+- bentonit. Pada difraktogram bentonit sintetis, terdapat puncak pada 2θ= 7,03554, 19,79788, 29,48867 puncak tersebut sesuai dengan puncak monmorillonit seperti yang dilaporkan oleh Wijaya, et al., 2002. Pada difaktogram CaO terdapat puncak pada 2θ= 32,24350 dan 37,38915 yang menyatakan refleksi khas dari CaO dan 2θ pada 47,16288 yang merupakan puncak Ca(OH)2 serta 2θ= 47,55610 dan 43,15040 yang merupkan puncak dari CaCO3, hal ini yang sesuai dengan penelitian dari Nakatami et al., 2009, Ngamcharussrivichai et al., 2010, dan Tang, et al., 2011. Berikut tabel perbandingan difraktogram XRD dari bentonit sintetis, Al3+Bentonit dan CaO/Al3+- Bentonit. Tabel 4.2 Perbandingan data XRD dari bentonit sintetis, CaO, Al3+- Bentonit dan CaO/Al3+- Bentonit No 32,24358 dspacing (Ǻ) 2,77399 Al3+- Bentonit 2θ dspacing (Ǻ) 5,87478 15,03142 6,11401 37,38915 2,40319 8,63202 10,23528 43,15040 2,09473 19,79788 4,48069 42,93707 2,10455 10,45000 8,45838 47,16288 1,92545 29,4886 3,02657 47,17994 1,92479 17,81551 4,97455 47,55610 1,91044 1 Bentonit Sintetis 2θ dspacing (Ǻ) 7,03554 12,55385 2 14,47540 3 4 CaO 2θ CaO/Al3+- Bentonit 2θ dspacing (Ǻ) 5,84745 15,10160 Dari Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa terdapat pergeseran dspacing dan 2θ dari bentonit sintetis, CaO, Al3+- bentonit dan CaO/Al3+- bentonit. Hal ini menunjukan bahwa terdapat perbedaan struktur sebelum dan setelah modifikasi bentonit. Data ini didukung dengan perbandingan difraktogram antara bentonit sintetis, Al3+Bentonit, dan CaO/Al3+- bentonit sebagai berikut. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 45 CaO/Al3+ - Bentonit Al3+- Bentonit bentonit sintetis CaO Gambar 4.2 Difraktogram bentonit sintetis, CaO, Al3+- Bentonit, dan CaO/Al3+Bentonit Pada difraktogram Al3+- Bentonit diatas dapat diamati bahwa terdapat puncak khas dari monmorillonit masih terlihat yakni pada 2θ= 5,8748 akan tetapi setelah dilakukan modifikasi harga 2θ monmorilonit dari katalis CaO/Al3+ bentonit bergeser menjadi 5,84745 dan nilai dspacing meningkat. Peningkatan dspacing ini dikarenakan kemampuan swelling pada saat pertukaran ion, lapisanlapisan silikat pada montmorillonit akan terbuka semakin lebar karena kationkation yang ada tertukar oleh kation yang lebih besar (Cool, et al., 1998). Pada katalis CaO/Al3+-bentonit, terlihat puncak khas CaO pada 2θ= 39, 38267. Hal ini menunjukan bahwa CaO telah berikatan dengan Al3+-bentonit. Difaktogram pada Gambar 4.1 menunjukan bahwa modifikasi katalis dengan cation exchanged Al3+ dan impregnasi dengan CaO tidak merubah struktur dari monmorillonit yang ditunjukan dengan masih munculnya puncak Skripsi khas Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 46 monmorillonit pada kedua difaktogram tersebut. Namun masih munculnya 2θ pada 47,16288 yang merupakan puncak Ca(OH)2 dan 2θ= 47,55610 dan 43,15040 yang merupkan puncak dari CaCO3 yang sesuai dengan penelitian dari Nakatami et al., 2009 dan Ngamcharussrivichai et al., 2010 menyebabkan katalis akan bekerja kurang efektif pada proses reaksi. 4..2.3 Keasaman katalis Keasaman katalis dalam penelitian ini merupakan keasaman total katalis yang menunjukan densitasa keasaman per gram katalis. Penenentuan keasaman katalis dilakukan dengan metode gravimetri yaitu adsorbsi fasa gas piridin oleh sampel katalis. Jumlah uap basa yang yang teradsorpsi oleh permukaan katalis ekivalen dengan jumlah asam pada permukaan katalis (Padmaningsih et al., 2006). Keasaman total sampel katalis bentonit sintetis, Al3+- bentonit dan CaO/Al3+- bentonit masing-masing sebesar 0,3192 mmol/g, 1,0663 mmol/g dan 1,0296 mmol/g. Penambahan Al3+ pada bentonit menyebabkan terjadinya peningkatan keasaman total katalis sebesar 0,7471 mmol/g dan 0,7104 mmol/g. Hal ini menunjukan bertambahnya jumlah situs Lewis dan Bronstead pada katalis. Pada spektrum FT-IR kita dapat mengetahui letak gelombang situs asam Lewis dan Bronstead dalam litelatur situs asam Lewis akan muncul pada sekitar gelombang 1435-1470 cm-1 dan untuk situs asam Bronstead akan muncul pada sekitar gelombang 1515-1565 cm-1 (Emeis, et al., 1993). Dalam spektrum FT-IR pada Gambar 4.3 untuk katalis Al3+-Bentonit, situs asam Lewis muncul pada bilangan gelombang 1455,53 cm-1 dan situs asam Bronstead muncul pada bilangan gelombang 1543,15 cm-1. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 47 1543,15 cm-1 situs asam Bonstead 1455,53 cm-1 situs asam Lewis Gambar 4.3 Spektrum FT-IR Al3+-Bentonit 4.2.4 Kebasaan Katalis Penentuan situs basa katalis ini bertujuan untuk mengetahui rentang kekuatan situs basa dan jumlah situs basa yang terkandung pada katalis CaO/Al3+bentonit. Pada penelitian ini penetuan situs basa menggunakan metode indikator. Katalis CaO/ Al3+-bentonit didispersikan ke dalam toluena kemudian ditetesi dengan indikator. Metode ini merujuk pada penelitian Kouzu, et al., 2008. Dari hasil Penelitian katalis CaO/ Al3+-bentonit mempunyai kekuatan rentang situs basa 15.00 < H_<18,4 dengan jumlah situs basa sebesar 98,64 mmol/g. Tabel 4.3 Hasil perhitungan situs basa Replikasi 1 2 3 Skripsi Volume Titran (mL) 5,6 5,6 5,6 Rata-rata Jumlah situs basa (mmol/g) 98,64 95,29 102,23 98,64 Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 48 4.3 Sintesis dan Karakterisasi Biodiesel 4.3.1 Sintesis biodiesel dari Crude Jatropha Oil menggunakan Katalis CaO/Al3+-Bentonit Jarak pagar yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari PTPN XII Jember, Jawa Timur. Dari penampakan fisiknya minyak jarak pagar berwarna kuning dan kental. Dari hasil analisis minyak jarak pagar yang digunakan dalam penelitian ini memilik kadar asam lemak bebas sebesar 22,40 mgKOH/g dan kandungan airnya sebesar 0,7 %, sehingga minyak jarak pagar yang kita gunakan tergolong minyak jarak pagar kasar. Sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar diperoleh dengan mereaksikan metanol dan katalis CaO/Al3+-Bentonit sambil direfluks menggunakan labu leher tiga sambil diaduk selama 15 menit pada suhu 60°C untuk aktivasi katalis. Setelah 15 menit minyak jarak kemudian dimasukkan ke dalam labu leher tiga dan direaksikan selama variasi waktu 1-5 jam. Selama reaksi suhu harus tetap dijaga karena suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi reaksi, karena campuran yang kita reaksikan bukan merupakan suatu sistem biner maka suhu reaksi mengikuti zat yang memiliki titik didih terendah yakni metanol (titik didih metanol 65°C) , apabila reaksi dilakukan pada suhu penangas diatas titik didih metanol maka metanol akan habis menguap lebih cepat saat reaksi namun, apabila suhu reaksi terlalu rendah reaksi pembentukan metil ester menjadi lebih lambat. Setelah disintesis minyak jarak berwarna lebih bening dan encer, hal ini karena viskositas biodiesel lebih rendah dibandingkan minyak jarak pagar Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 49 4.3.2 Sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar yang sudah mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 (Jatropha Oil) menggunakan katalis CaO/Al3+-bentonit Pada tahap ini minyak jarak pagar yang digunakan sama seperti sintesis biodiesel dari crude jatropha oil namun minyak pagar ini telah mengalami penurunan bilangan asam terlebih dahulu dengan menggunakan katalis homogen H2SO4. Setelah mengalami reaksi esterifikasi dengan katalis homogen H2SO4, minyak kemudian direaksikan dengan katalis heterogen CaO/Al3+-bentonit. Proses sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar yang telah mengalami mengalami reaksi esterifikasi terlebih dahulu menggunakan H2SO4 sama seperti sintesis biodiesel dari crude jatropha oil. 4.3.3 Hasil penentuan bilangan asam biodiesel Penentuan bilangan asam pada biodiesel bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kadar asam lemak bebas dari biodiesel yang sudah disintesis dari minyak jarak pagar. Penentuan bilangan asam pada biodiesel yang terbentuk dari hasil sintesis minyak jarak pagar ditentukan dengan titrasi menggunakan KOH 0,1035 N yang telah dibakukan dengan asam oksalat 0,1004 N. Sebelum dititrasi, 1 g sampel metil ester dilarutkan dalam 5 ml etanol dan 5 ml n-heksana dan ditambahkan indikator fenolftalin sebanyak 3 tetes. Larutan tersebut dititrasi kemudian dititrasi sampai terjadi perubahan warna menjadi merah rosa . Nilai bilangan asam yang terkandung dalam sampel metil ester atau biodiesel dari minyak jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan 4.4 serta grafik bilangan asam biodiesel pada Gambar 4.5. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 50 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Bilangan Asam Biodiesel dari Crude Jatropha Oil (CJO) Waktu (Jam) Angka Asam (mg KOH/g) 0 22,40 1 2 28,57 28,35 3 28,31 4 18,74 5 17,99 Tabel 4.4 menunjukan nilai bilangan asam yang mengalami peningkatan pada waktu reaksi 0-3 jam dan mengalami penurunan pada waktu reaksi 4-5 jam hal ini dikarenakan minyak jarak pagar yang digunakan dalam penelitian ini masih mengandung air serta katalis yang digunakan mengandung air yang ditunjukan dengan munculnya 2θ= 47,16288 yang merupakan puncak dari Ca(OH)2 pada XRD sehingga terjadi reaksi hidrolisis. Setelah hidrolisis maksimum maka bilangan asam akan turun. Berikut reaksi hidrolisis asam lemak bebas dengan air: O H2 C O C R1 H2 C H CH OH H2 CH OH HOOCR1 OH O H2 H2 C O C O R2 C O C R3 Trigliserida + 3 H2O Air H+ A- Gliserol + HOOCR2 HOOCR3 Asam lemak Gambar 4.4 Mekanisme reaksi hidrolisis Trigliserida (Liu, et al., 2007) Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 51 Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Bilangan Asam Biodiesel dari Minyak Jarak yang telah mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 Waktu (Jam) Angka Asam (mg KOH/g) 0 2,78 1 2 2,18 2,20 3 1,45 4 1,09 1,09 5 Dari Tabel 4.5 mengindikasikan bahwa penambahan katalis heterogen pada minyak jarak pagar yang terlebih dahulu mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 menunjukan adanya pengaruh terhadap bilangan asam. Grafik Penentuan Bilangan Asam Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar Menggunakan Katalis CaO/Al3+-Bentonit 35 bilangan asam (mg KOH/g) 30 25 20 Tanpa penurunan bilangan asam 15 Dengan penurunan bilangan asam 10 5 0 0 1 2 3 4 5 Waktu (jam) Gambar 4.5 Grafik Penentuan Bilangan Asam Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar Menggunakan Katalis CaO/Al3+-Bentonit Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 52 4.3.4 Analisa GC-MS produk biodiesel 4.3.4.1 Data GC-MS biodesel dari crude jatropha oil Analisa dengan GC-MS dilakukan untuk mengetahui bahwa hasil sintesis yang diperoleh memang benar merupakan senyawa biodiesel. Hasil analisis sampel biodiesel dengan kromatografi gas tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.6. Kromatogram yang diperoleh menunjukan adanya 5 puncak dengan waktu retensi (Rt) dan luas puncak (%) seperti pada Tabel 4.6. Berdasarkan data tersebut biodiesel mengandung 4 senyawa karena 1 puncak merupakan puncak dari standar internal, dengan kelimpahan tertinggi dimiliki oleh puncak 4, sedangkan kelimpahan paling kecil dimiliki oleh puncak lima. Tiap puncak hasil MS, dianalisis dan dibandingkan dengan data base yang ada. 2 Metil Heptadekanoate Metil Oletat 4 3 Meetil Palmitat 1 5 Metil Linoleat Metil Isostearat Gambar.4.6 Kromatogram GC-MS Biodesel Crude jatropha oil Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 53 Tabel 4.6 Data waktu retensi dan luas puncak kromatogram kromatografi gas serta senyawa yang diduga dari sampel biodiesel dari Crude Jatropha Oil Puncak 1 2 3 4 5 Waktu Retensi, Rt (Menit) 18,672 19.757 20,419 20.477 20,674 Luas Area (%) Senyawa yang diduga 6.11 58.08 14,03 19,01 2,76 Metil Palmitat Metil Heptadekanoat Metil Linoleat Metil Oleat Metil isostearat Dari data MS dapat dinyatakan bahwa hasil sintesis dari penelitian ini adalah memang benar merupakan senyawa bodiesel (metil ester). Metil ester yang diperoleh adalah metil palmitat, metil linoleat, metil oleat, dan metil isostearat. Senyawa metil ester yang diperoleh tersebut sesuai dengan kandungan asam lemak yang terdapat pada bahan dasar minyak jarak pagar yang digunakan dalam penelitian ini. Data hasil GC-MS pada penelitian ini digunakan menetukan konversi biodiesel yang terbentuk dari reaksi esterifikasi menggunakan katalis CaO/Al3+bentonit. Berikut data hasil konversi biodiesel dari minyak jarak pagar tanpa mengalami reaksi esterifikasi terlebih dahulu dengan H2SO4 (crude jatropha oil). Tabel 4.7 Hasil Konversi biodiesel dari Crude Jatropha Oil Waktu Reaksi (Jam) 1 2 3 4 5 Konversi Biodiesel (%) 14,81 3.80 4,99 3,76 3,62 Dari data Tabel 4.7 konversi biodiesel mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, hal ini karena adanya air yang terserap Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 54 didalam katalis CaO/Al3+-bentonit dapat menyebabkan hidrolisis terhadap metil ester yang terbentuk dan menghasilkan FFA sehingga konversi biodiesel yang dihasilkan kecil, hal ini ditunjukan oleh penurunan bilangan asam yang fluktuatif pada Tabel 4.3. 4.3.4.2 Data GC-MS biodesel dari jatropha oil Data analisa GC-MS dari minyak jarak pagar yang terlebih dahulu mengalami reaksi esterifikasi dengan H2SO4 (Jatropha Oil) sama seperti hasil analisa GC-MS dari crude jatropha oil. Dari data hasil GC-MS diperoleh 6 puncak, 4 puncak merupakan puncak dari senyawa biodiesel dan satu puncak standar internal dan satu puncak lainnya merupakan puncak Asam margarinat dengan waktu retensi (Rt) dan luas puncak (%) seperti pada Tabel 4.6. Kelimpahan tertinggi ditunjukan oleh puncak ke-5 dan kelimpahan terendah ditunjukan oleh puncak ke-1 3 Metil Heptadekanoat 5 Metil Oleat Metil Palmitat Metil Isostearat 2 Metil Palmitolieat 6 1 Asam Margarina 4 1 Gambar.4.6 Kromatogram GC-MS Biodesel Jatropha oil Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 55 Tabel 4.8 Data waktu retensi dan luas puncak kromatogram kromatografi gas serta senyawa yang diduga dari sampel biodiesel Jatropha Oil Puncak 1 2 3 4 5 6 Waktu Retensi, Rt (Menit) 18,463 18.690 19,780 20.240 20.520 20,696 Luas Area (%) Senyawa yang diduga 0,26 8,36 44,20 0,58 43,14 3,34 Metil Palmitoleat Metil Palmitat Metil Heptadekanoat Asam Margarinat Metil Oleat Metil isostearat Dari data MS dapat dinyatakan bahwa hasil sintesis dari penelitian ini adalah adalah memang benar merupakan senyawa bodiesel, yakni metil ester. Metil ester yang diperoleh adalah metil palmitoleat, metil palmitat, metil oleat, dan metil isostearat. Senyawa metil ester yang diperoleh tersebut sesuai dengan kandungan asam lemak yang terdapat pada bahan dasar minyak jarak pagar yang digunakan dalam penelitian ini. Tabel 4.9 Hasil Konversi biodiesel dari Jatropha Oil Waktu Reaksi (Jam) 0 1 2 3 4 5 Konversi Biodiesel (%) 16,11 16,09 14,17 23,00 19,47 25,20 Dari data Tabel 4.9 konversi biodiesel mengalami Peningkatan ekivalen dengan bertambahnya waktu reaksi. Hal ini menunjukan bahwa katalis CaO/Al3+bentonit bekerja pada minyak jarak pagar yang telah melalui esterifikasi dengan H2SO4 untuk menghasilkan konversi biodiessel yang lebih tinggi. Semakin tinggi Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 56 konversi biodiesel menunjukan bahwa katalis Cao/Al3+-bentonit memiliki situs asam dan situs basa yang baik. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB 5 KESEMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Hasil Perhitungan Luas permukaan bentonit setelah dilakukan cation exchanged dengan logam Al3+ dari 23,744 menjadi 36,836 m2/g, setelah dilakukan impregnasi CaO, luas permukaan CaO meningkat dari 0,000 m2/g menjadi 7,494 m2/g. Hasil analisa XRD menunjukan modifikasi bentonit dengan dilakukan cation exchanged dengan Al3+ dan impreganasi menggunakan CaO telah berhasil. Hal ini dibuktikan dengan adanya pergeseran 2θ dan perubahan dspacing. Dengan metode gravimetri dapat diketahui bahwa Penambahan Al3+ pada bentonit menyebabkan terjadinya peningkatan keasaman total katalis sebesar 0,7471 mmol/g dan 0,7104 mmol/g. Hal ini menunjukan bertambahnya jumlah situs Lewis dan Bronstead pada katalis. Dari Hasil penentuan situs basa dengan metode indikator didapat rentang kekuatan situs basa dari CaO/Al3+Bentonit antara 15.00 < H_<18,4 dan didapatkan jumlah situs basa sebesar 98,64 mmol/g. 2. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa katalis CaO/ Al3+Bentonit dapat digunakan sebagai katalis pada sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar. 3. Hasil konversi biodiesel dengan menggunakan katalis CaO/ Al3+-Bentonit didapatkan konversi biodiesel untuk waktu reaksi 1 am sebesar 14,81 % Dari Crude jatropha oil dan 25,20 % dari Jatropha oil. 57 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 58 5.2 Saran Perlu adanya penelitian tentang modifikasi katalis heterogen lain agar didapat suatu katalis yang mempunyai jumlah sisif aktif yang lebih banyak sehingga menghasilakan rendemen biodiesel yang besar. Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga DAFTAR PUSTAKA Abdullah, M. dan Khairurrijal, 2008, Review: Karakterisasi Nanomaterial, Jurnal Nanosains & Teknologi, Vol.2. No.1 Alemdar, A., Otzekin, N., B. Erim, F., I. Ece, O., & Gungor, N., 2005, Effects of Polyethyleneimine Adsorption on Rheology of Bentonit Suspensions, Bulletin of Material Science. No. 28. P. 287-291 Apriyantono, A.,D. Fardiaz, N.L. Puspitasari, S., S. Budiyanto, 1989, Petunjuk Laboratorium Analisis Pangan, IPB PRESS, Bogor Badan Standarisasi Nasional, 2006, Biodiesel : SNI-04-7182-2006 Baig, A. dan Ng. T. T. F., 2010, Determination of Acid Number of Biodiesel and Biodiesel Blends, Journal of the American Oil Chemist’ Society, Vol.88, 243–253 Bergeyk, K.V., 1982, Tekhnologi Proses. Jilid III, Bharata Karya Aksara, Jakarta Blair, G., 2005, Using Biodiesel in Diesel Engines. Utah Biodiesel Coorperative. http://www.utahbiodiesel.org Tanggal akses: 9 November 2011 Bukka, Kristina, Miller, J.P., 1992, FT-IR Study of Deuterated Montmorillonites:Structural Features Relevant to Pillared Clay Stability, Clays and Clay Minerals, Vol. 40, No. 1, 92-102 Cool, P., Vansant, E. F., 1998, Pillared Clays : Preparation, Characterization and Applications, Catal. Rev., Sci. Eng., Vol.3 : 265-285 Creswell, C.J., Runquist, Olat, A., Campbel, Malcom, M., 1982, Analisis Spektrum Senyawa Organik Edisi ke-2, ITB Press, Bandung Darmanto, S. dan Sigit, I., 2006, Analisa Biodiesel Minyak Kelapa Sebagai Bahan Bakar Alternatif, Traksi, Vol.4, 64-72 Day, Jr, R.A. dan Underwood, A.L., 1990. Quantitative Analysis, terjemahan drs. R. Soedoro dkk. Edisi ke-4, Erlangga, Jakarta Dewajani, H., 2011, Pembuatan Biodiesel dari Minyak Sawit Secara Kontinyu dengan Model Reaktor Barisan, Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”, Yogyakarta Dewajani, H., 2008, Potensi Minyak Biji Randu (Ceiba Potandra) Sebagai Alternatif Bahan Baku Biodoesel, Jurnal Tekhnologi Separasi, Vol. 1. No. 2 59 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 60 Emeis, C.A., 1993, Determination of Intregated Molar Extention Coefficients for Infrared Absorption of Pyridine Adsorbed on Solid Acid Catalyst, Journal of Catalyst, Vol. 141 Goel, G., Makkar, H.P.S., Francais, G., Becker, K., 2007, Phorbol Esters: Structure, Biological Activity, and Toxicity in Animals, international journal of technology, Vol.26, 279-28 Hatori, H., 1995, Heteregoneus Basic Catalyst, Center for Advanced Research of Energy Technology (CARET), Hokkaido University, Vol.95, 537-558 Istadi, 2006, Fundamental dan Aplikasi Tekhnologi Katalis untuk Konversi Energi, Tekhnik Kimia, Universitas Diponegoro Julianti, E., 2006, Pengembangan Minyak Jarak Pagar Sebagai Biodiesel, Buletin Agricultural Enginering, Departemen Tekhnologi Pertanian, Fakultas Pertanian USU Kandpal, J.B. dan M. Madan, 1994, Jatropha Curcas: a renewable source of energy meeting future energy needs. Technical note, renewable energy, Vol. 6, No. 2 Khan, A.K., 2002, Research into Biodiesel Kinetics and Development, The University of Queensland, Queensland Khopkar, S.M., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, Terjemahan A. Saptorahardjo, UI-PRESS, Jakarta Kouzu,M., Kasuno, T., Tajika, N., Sugimoto, Y., Yamanaka, S., Hidaka, J., 2008, Calcium Oxide as a Solide Base Catalyst for Transesterification of Soybean Oil and its Aplication to Biodiesel Production, Elesevier Fuel, Vol. 87, 2798-2806 Krick, R.E. dan D.F. Othmer, 1993, Encyclopedia of Chemical Tekhnologi, Vol 5, The interscience Encyclopedia Inc., New York Kusmiati, 2008, Reaksi Katalisis Esterifikasi Asam Oleat dan Metanol Menjadi Biodiesl Dengan Metode Destilasi Reaktif, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Reaktor, Vol. 12, No. 2, 78-82 Lee, D.W., Park, Young-Moo., Lee, Kwan-Young, 2009, Heterogenous Base Catalyst for Transesterification Biodiesel Synthesis, Springer Science-Business Media, Cata surv Asia, Vol. 13, 63-67 Levensipiel, O., 1999, Chemical Reaction Engineering (3rd Edition), John Willey and Sons Inc, New York Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 61 Liu, X., He, H., Wang, Y., Zhu, S., Pioa, X., 2008, Transesterification of Soybean Oil to Biodiesel Using CaO as a Solid Base Catalyst, Elsevier Fuel, Vol.87, 216-221 Liu, X., Piao, Xianglan., Wang, Yujun., Zhu, Shelin., He, Huayang., 2007, Calcium Methoxide as a Solid Base Catalyst for, the transesterificationof Soybean Oil to Biodiesel with Methanol, Elsevier Fuel, Vol.87, 1076-1082 Ma, F. dan Hanna, M.A., 1999, Biodiesel Production, a Review Journal Bioresource Technology McKetta, J. J. dan Cunningham, A. W., 1978, Chemical Processing and Deseign, Marcel Dekker Inc., New York McNair, M., Harold., Miller, James, M., 1998, Basic Gas Chromatthography, John Willey & Sons Inc., New York Morisson, R.T. and Boyd, R.N., 1975, Organic Chemistry lllrd Edition. Allyn & Bacon Inc., New York Nakatami, N., Takamori, H., Takeda, K., Sakugawa, H., 2009, Transesterification of Soybean Oil Using Combusted Oyster Shell Waste as a Catalyst, Bioresource Technologys, Vol.100, 1510-1513 Ngamchamrussrivichai, Chawalit, Wipawee, W., and Sarinyarak, W., 2007, Modified Dolimited as a Catalsyst for Palm Kernel Oil Transesterification, Journal of Molecular Catalysts, Vol.276, 24-33 Padmaningsih, A., T., Trisunaryanti, W., Tahir, I., 2006, Study on the Concentration Effect of Nb2O5-ZAA Catalyst Towards Total Coversion of Biodiesel in Transesterification of Waste Cooking Oil, Department of Chemistry,Faculty Mathematics and Natural Sciences, Gajah Mada Universty, Indo Journal Chemistry, Vol. 6, No.3, 268-274 Pepples, J.E., 1998, Biodiesel Development in United States: Meeting Economic Policy & Technical Challenges Proceedings of the 1998 PORIM International Biofuel and Lubricant Conference. 4-5 May 1998, Malaysia Prakoso, T., 2005, Proses Pengolahan dan Pemanfaatan Minyak Jarak menjadi Biodiesel pada Berbagai skala Industri, Seminar Nasional pengembangan jarak pagar (Jatropha Curcas Linn) untuk Biodiesel dan Minyak Bumi, Bandung Prasetyoko, D., Purnamasari, i., Hartanto, D., 2011, Esterifikasi Asam Lemak Stearin Kelapa Sawit Menggunakan Katalis H-ZMS-5Mesopori yang Disintesis dengan Metode Nanoperkusor, Jurusan Kimia Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 62 FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Seminar Nasional Zeolit VII dan Workshop Zeolit Reddy, R, C., Lyengar, P., Nagendrappa, G., Prakash, Jai, B.S., 2005, Esterification of Succinic anhydride to di- (p-cresyl) Suksinat Over Mn+- Monmorillonite Clay Catalyst, Journal of Molecular Catalyst: Chemical, Vol.229, 31-37 Reddy, R., C., Lyengar, P., Nagendrappa, G., and Prakash, Jai, B.S., 2004, Esterification of Dicarbocylic Acids to diesters Over Mn+Montmorillonite Clay Catalyst, Catalyst Letters, Vol. 101. No.1-2 Reddy, R., C., Lyengar, P., Nagendrappa, G., Prakash, Jai, B.S., 2007, Surface acidity Study of Mn+-Montmorillonite Clay Catalyst by FT-IR Spectroscopy: Corellation with Esterification activity, Catalyst Comunications, Vol.8, 241-246 Rupple, T. dan Aybringhs, T, 2008, Fatty Acids Methyl Esters in B100 Biodiesel by Gas Cromatography (Modified En 14103), Perkin Elmer Inc, Shelto, CT USA Ryu, K.H., B. An, Y.R., Kim., S.H. Lee., 2007, Activation of methane to C2 Hydrocarbon Over unpromoted Calcium Oxide, Journal Seoul, Korea Samiarso, L., 2001, Indonesian Policy on Renewable Energy Development in Enhanching Biodiesel Development and Use. Proceedings of the International Biodiesel Workshop, 2–4 Oktober 2001, Ditjen Perkebunan. Deptan, Medan Sari, P.A., 2008, Kinetika Reaksi pada Pembuatan Biodiesel dari Minyak Dedak padi, Seminar Tugas Akhir S1, Jurusan Tekhnik Kimia, Universitas Diponegoro Sastrohamidjodjo, H., 1988, Interpretasi Spektramassa, Gajah Mada Universty Press, Yogyakarta Setyawan, D. dan P. Handoko., 2003, Aktivitas Katalis Cr/Zeolit dalam Reaksi Konversi Katalitik Fenol dan Metil Isobutik Keton, Journal Ilmu dasar, Vol 2 Silverstein, R. M., 1986, Penyidikkan Spektrometrik Senyawa Organik, Diterjemahkan oleh drs. A.J. Hartono, et al, Erlangga, Jakarta Sitorus, B.L., 2004, Kaji Eksperimental Perfomasi Motor Diesel dengan Bahan Bakar Biodiesel dari Minyak Goreng Bekas. Jurnal Tekhnik Simetrika, Vol. 3, No. 3 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L) ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga 63 Soetaredjo, E. F., Ayucitra, A., Ismadji, S., Maukar, L. A., 2010, KOH/bentonite catalysts for transesterification of palm oil to biodies, Clay Science Vol.02, No. 105; No of Pages 6 Sukardjo. 2002, Kimia Fisika, Bina Aksara, Yogyakarta Susita, R.M., Lely., Sujitno, Tjipto, 2008, Analisa Struktur Kristal Lapisan Tipis Aluminium pada Substrat Kaca Menggunakan XRD, Pusat Tekhnologi Akselerator dan Proses Bahan, ISSN, 1411-1349 Swern, D., 1982, Balleys Industrial Olland and Fat Products, Edisi ke-4, Vol.2, John Willey & Sons, New York Syah, A., N., A., 2006, Biodiesel Jarak Pagar Bahan Bakar Alternatif yang Ramah Lingkungan, Edisi 1, PT. Agromedia Pustaka, Jakarta Tanabe, K., Misono, M., Ono, Y., Hattori, H., 1989, New Solid Acids and Bases, (Stud. Surf. Sci. Catal), Kodansya-Elsevier, Vol.51. Tang, Y., Meng, M., Zhang, J., Lu, Y., 2011, Efficient preparation of biodiesel from rapeseed oil over modified CaO , Elsevier Fuel, Vol.8, 27352739 Tat, M.E., J.H. Van Gerpen, Soylu, M. Canackci, A. Monyem and S. Warmley, 2000, The Speed of Sound and Isentropic Bulk Modulus of Biodiesel at 21°C From Atmospheric to 35 mpa Tiwari, K., A., Kumar, A., Raheman, H., 2007, Biodiesel Production From Jatrhopa Oil (Jatropha Curcas) With high Free Fatty Acids: An Optimized Process, Biomass and Energy, Vol. 31 , 569-575 Van Olphen, H., 1977, An Introduction to Clay Colloid Chemistry For Clay technologists, Geologists and Soil Scientists, Willey, New York Vijayakumar, B.,Mahadevaiah, N., Nagendrappa, G., Prakash, Jai, S. B., 2011, Esterificationof Stearic Acid with p-Cresol Over Modified Indian Bentonite Clay Catalyst. Springer Science+Business Media, LCC 2011 Whiston, C., 1991, X-Ray Methods Analytical Chemistry by Open Learning, John Willey & Sons Inc, New York Wistanto, E., Trisuryananti, W., Triyono., 2010, Preparasi dan Karakterisasi Katalis Ni/Zeolit Alam Aktif , Seminar Nasional VI SDM Tekhnologi Nuklir, ISSN 1978-0176, Yogyakarta Wijaya, K., 2002, Bahan Berlapis dan Berpori sebagai Bahan Multi Fungsi, Indonesian Journal of Chemistry, UGM, Yogyakarta, Vol. 2, No. 3 Skripsi Ariesta Faulina Fardhani Preparasi dan Karakterisasi CaO/Al3+Bentonit sebagai Katalis dalam Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ( Jatropha Curcas L)
