HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

C. 1 Analisis Hasil Biodiesel menggunakan H-NMR

1. Analisis spektra 1 H-NMR Analisis menggunakan H-NMR bertujuan untuk dapat mengetahui seberapa

besar kemurnian biodiesel yang diperoleh dari hasil reaksi transesterifikasi minyak.

xl

Kemurnian ini dilihat dari besarnya prosentase metil ester yang terbentuk. Analisis ini dilakukan pada semua rasio waktu dan volume MTBE yang digunakan.

Gambar 6 . Spektra 1 H-NMR minyak babi awal

Proton di sekitar gugus gliserida ditunjukkan oleh spektra pada daerah 4 – 4,3 ppm, dan proton α-CH 2 pada daerah 2,3 ppm. Proton metil ester berada di daerah 3,7 ppm. Berdasar spektra di atas pada minyak babi awal belum terdapat kandungan metil ester karena tidak didapati puncak spektra didaerah 3,7 ppm.

Spektra yang muncul pada daerah 5 - 6 ppm merupakan proton di sekitar ikatan rangkap HC=CH pada rantai panjang asam lemak, posisinya berada paling jauh dari TMS, karena itu gugus ini tidak terlindungi. Kondisi ini disebabkan adanya elektron phi menyebabkan rapat elekton menjadi kecil sehingga proton ini tidak terlindungi. Pada daerah 1 – 2 ppm muncul puncak yang lebar dan tinggi, puncak ini

terjadi karena proton-proton pada CH 2 asam lemak berada terlalu dekat sehingga geseran kimia juga menjadi terlalu dekat akibatnya puncak-puncak akan bergabung

xli xli

Spektra 1 H-NMR dari biodiesel yang telah dibuat diperoleh dua jenis spektra yaitu spektra dengan kandungan metil ester kurang dari 100 % dan spektra dengan

kandungan metil ester 100 %. Kandungan metil ester yang kurang dari 100 % menunjukkan bahwa dalam biodiesel tersebut masih tedapat gliserida sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 7.

Gambar 7. Spektra H-NMR biodiesel dengan MTBE (1,0 : 1) dan waktu reaksi 30

menit

Dari spektra diatas dapat dilihat bahwa pada daerah 3,7 ppm terdapat puncak yang menunjukkan keberadaan proton metil ester. Pada gambar di atas, muncul puncak kecil di daerah 4,3 ppm dan puncak lebih tinggi di daerah sekitar 3,7 ppm, hal ini menunjukkan konversi metil ester belum sempurna karena masih terdapat puncak gliserida meskipun luas areanya lebih kecil. Ini berarti biodiesel pada spektra

xlii xlii

Gambar 8. Spektra H-NMR biodiesel dengan MTBE (0,5 : 1) dan waktu reaksi 10 menit

Pada Gambar di atas sudah tidak terdapat puncak pada daerah 4 – 4,3 ppm yang merupakan daerah proton gliserida, sehingga biodiesel yang dihasilkan sudah murni.

2. Penentuan jumlah MTBE optimum Pembuatan biodiesel dilakukan pada variasi waktu 10, 30, dan 50 menit pada

setiap variasi volume MTBE 0,5; 1,0; dan 1,5. Berdasarkan spektra hasil uji 1 H- NMR dibuat suatu kurva hubungan waktu dan kandungan metil ester pada setiap

variasi, yang dapat dilihat pada gambar berikut:

xliii

Gambar 9. Pengaruh jumlah MTBE terhadap kandungan metil ester Gambar 9 di atas, memperlihatkan kemurnian biodiesel yang terjadi pada setiap

perbandingan volume MTBE dan berbagai variasi waktu. Dari gambar 9 dapat dilihat bahwa kemurnian biodiesel yang semuanya hampir mendekati 100 % terjadi pada volume MTBE 0,5 : 1 (dapat dilihat dengan grafiknya yang mendatar pada daerah kandungan metil ester 100 %). Dari gambar 9 juga terlihat bahwa waktu untuk menghasilkan biodiesel dengan kemurnian tertinggi lebih dulu dicapai pada volume MTBE 0,5 : 1 dan semakin lama seiring bertambahnya volume MTBE. Hal ini berarti biodiesel yang paling optimum dihasilkan pada volume MTBE 0,5 : 1, sehingga kondisi volume MTBE 0,5 : 1 merupakan kondisi yang paling optimum.

Pada volume MTBE lebih dari 0,5 : 1 yaitu 1,0 : 1 dan 1,5 : 1 didapat kemurnian biodiesel justru semakin menurun seiring bertambahnya volume MTBE, hal ini dikarenakan semakin banyak penambahan kopelarut justru reaksi tidak mencapai optimum, karena penambahan kopelarut yang berlebih akan mengakibatkan tersolvasinya reaktan, sehingga akan membuat kontak antar reaktan menjadi berkurang. Akibatnya urutan keoptimuman jumlah MTBE menurun seiring dengan bertambahnya jumlah MTBE. Urutannya adalah sebagai berikut :

MTBE 0,5 : 1 > MTBE 1,0 : 1 > MTBE 1,5 : 1

xliv

Hipotesis pertama mengatakan bahwa semakin banyak MTBE yang digunakan sampai batas tertentu maka reaksi dapat berlangsung singkat, sehingga jumlah MTBE 0,5 : 1 merupakan batas tertentu tersebut, setelah dilampaui akan terjadi penurunan kondisi optimum, karena pada jumlah MTBE yang berlebih menyebabkan tersolvasinya reaktan pada MTBE yang berlebih. Dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah MTBE optimum adalah pada perbandingan volume 0,5 :

3. Penentuan Waktu Reaksi Optimum Untuk Kondisi Jumlah MTBE Yang Optimum

Dari pembahasan sebelumnya didapat jumlah MTBE optimum pada perbandingan volume MTBE dan minyak 0,5 : 1. Pada gambar 9 dapat dilihat bahwa dengan jumlah MTBE 0,5 : 1 dan waktu reaksi 10 menit sudah didapatkan biodiesel dengan kemurnian 100 %. Dimungkinkan pada waktu kurang dari 10 menit bisa didapatkan biodiesel dengan kemurnian 100 %, oleh karena itu dirasa perlu dilakukan pelebaran variasi waktu pada jumlah MTBE pada perbandingan volume MTBE dan minyak 0,5 : 1. Variasi waktu yang ditambahkan adalah 4, 6, dan 8 menit. Hasil uji H-NMR untuk variasi volume MTBE 0,5 : 1 dalam berbagai waktu dapat dilihat dalam gambar 10.

Gambar 10. Pengaruh waktu reaksi terhadap kandungan metil ester

xlv

Gambar 10 menunjukkan bahwa pada waktu reaksi 4 menit kemurnian biodiesel terjadi adalah 100 %. Setelah waktu reaksi 30 menit (gambar 9), ada yang mengalami penurunan kadar metil ester. Hal ini dimungkinkan ada reaksi balik dari dari reaksi transesterifikasi. Reaksi berjalan ke kiri dimana metil ester yang terbentuk menjadi gliserida kembali. Reaksi yang bolak-balik dipengaruhi oleh kondisi kesetimbangannya. Berdasarkan teori kesetimbangan jika jumlah mol produk lebih besar dibanding dengan pereaktan, maka reaksi akan berjalan ke kiri.

Hipotesis kedua menyebutkan bahwa semakin lama waktu yang digunakan dalam reaksi sampai batas tertentu akan dicapai kemurnian yang optimum, sehingga waktu reaksi 30 menit adalah batas tertentu tersebut. Apabila dilampaui akan terjadi penurunan kemurnian biodiesel. Dapat disimpulkan bahwa waktu optimum untuk MTBE dengan perbandingan volume MTBE dan minyak 0,5 : 1 kurang dari 4 menit.

D. 1 Analisis Kesalahan Data H-NMR

Dengan menganggap bahwa metil ester yang terbentuk hanya terkonversi dari trigliserida, maka kenaikan integrasi metil ester dibanding penurunan integrasi trigliserida (IC-I⁰B)/(I ⁰B-IB) harus sama setiap waktu. Pada tabel 5 (lampiran 6) dapat dilihat bahwa perbandingan kenaikan integrasi metil ester dengan penurunan integrasi trigliserida (IC-I⁰B)/(I ⁰B-IB) pada setiap waktu, mempunyai tingkat kesalahan yang cukup besar yaitu 31,8. Analisis lebih lanjut terhadap puncak spektra yang menunjukkan keberadaan metil ester pada variasi kondisi yang menghasilkan kadar metil ester 100%, diperoleh nilai standar deviasi dan tingkat kesalahan yang besar yaitu 33,8, sehingga bisa dikatakan data yang diperoleh kurang valid.

Pada menit ke-50 (lampiran 2) terlihat bahwa puncak yang menunjukkan keberadaan trigliserida muncul kembali. Dugaan semula adalah reaksi berjalan balik (reversible) pada menit ini. Apabila reaksi berjalan balik maka seharusnya integrasi metil ester menurun bersamaan dengan munculnya kembali puncak trigliserida, akan tetapi integrasi metil ester sedikit meningkat dan bisa dikatakan tetap tetapi dengan tingkat kesalahan 33,8. Sehingga peristiwa ini tidak bisa dikatakan reaksi balik (reversibel). Fenomena yang terjadi pada menit ke-50 merupakan anomali, hal ini

merupakan suatu bentuk nyata kesalahan yang dibuat alat spektroskopi 1 H-NMR

xlvi xlvi

1 kadar metil e il ester 100%. Alat Spektoskopi H-NMR H yang digunakan untuk a uk analisis sebaiknya me mempunyai frekuensi 400MHz, se , sehingga spektra yang dihasilka kan akan

lebih baik.

E. Analisis Hasil Biodiesel Menggu ggunakan Spektroskopi Massa

Identi ntifikasi senyawa biodiesel dari m minyak babi dilakukan dengan G n GC-MS. Identifikasi i si ini dilakukan untuk membuktika buktikan terbentuknya ester dan menge engetahui jenis ester yan yang terkandung dalam biodiesel. A l. Analisis ini akan menghasilkan punc n puncak- puncak yang ng masing-masing akan menunjukka ukkan jenis ester yang spesifik. Bi Biodiesel yang diidenti ntifikasi dengan GC-MS adalah bi h biodiesel yang dihasilkan pada kondis da kondisi optimum. Ha Hasil analisis dengan GC-MS t terhadap biodiesel dari minyak yak babi menggunakan kop kan kopelarut MTBE pada kondisi opt si optimum ditunjukkan pada gamba bar 8.

Gambar 11. K 11. Kromatogram GC-MS Ester mi minyak babi dengan MTBE 0,5 : 1 pa 0,5 : 1 pada waktu reaksi 4 m ksi 4 menit

xlvii

Berdasarkan analisis kromatografi gas dengan GC-MS dari biodiesel minyak babi, dapat diketahui terdapat 17 senyawa utama. Sepuluh senyawa dengan kandungan tertinggi dianalisa lebih lanjut. Sepuluh senyawa tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Kandungan Senyawa dalam Biodiesel dengan MTBE (0,5:1) dan Waktu Reaksi 4 Menit.

No Nama Senyawa

Puncak ke-

% senyawa SI

1 Metil Ester Dodekanoat

96 (Metil Ester Laurat)

97 (Metil Ester Miristat)

2 Metil Ester Tetradekanoat

3 Metil Ester 9-Heksadekanoat

93 (Metil Ester Palmitoleat)

4 Metil Ester Heksadekanoat

96 (Metil Ester Palmitat)

85 (Metil Ester Oleat)

6 Metil ester 9-oktadekenoat

7 Metil ester oktadekanoat

95 (Metil Ester Stearat)

8 Metil ester arachidonat

9 Metil ester 11-eicosenoat

10 Ester 1,2-Benzena dikarboksilat

Dari 10 senyawa diatas terdapat 8 senyawa yang benar-benar merupakan suatu metil ester, yakni Metil ester laurat, Metil ester miristat, Metil palmitoleat, Metil ester palmitat, Metil ester oleat, Metil ester stearat, Metil ester arachidonat, Metil ester 11-eicosenoat. Senyawa yang mempunyai luas area terbesar adalah senyawa nomer 6 (Metil Ester Oleat) yaitu 33,42 %.

Senyawa 5 dikatakan tidak teridentifikasi, karena mempunyai indeks kemiripan yang kecil yaitu 83. Standar yang ada menunjukkan senyawa 5 adalah

xlviii xlviii

xlix